Exercice 2

REACTION CHIMIQUE - ANALYSE QUANTITATIVE-
ETRE CAPABLE DE :
- Equilibrer une réaction chimique
- Calculer un nombre de mole
- Calculer les quantités de produits mises en jeu dans une réaction FICHE 1 : Masse Molaire ; la mole 1. Le nombre d'Avogadro
Combien y a-t-il d'atomes d'hydrogène dans 1 g d'hydrogène ?
masse de l'atome d'hydrogène : 1,66.10-24 g ..............................................................................
................. Le nombre obtenu est le NOMBRE D'AVOGADRO[1] N = ............................ Ce nombre permet d'exprimer les masses des atomes à une échelle "humaine":
ce sont les masses atomiques. Elles figurent dans le tableau périodique. Rechercher dans le tableau périodique les masses atomiques des éléments
suivants : C = H= N= O= S= Al =
2. Calcul de masses molaires moléculaires
On peut calculer, à l'aide des masses atomiques, la masse d'une molécule :
c'est la masse molaire Exemples : 1.masse molaire du gaz carbonique (dioxyde de carbone) Le dioxyde de carbone a pour formule CO2, il est donc constitué d'1 atome
de carbone et 2 atomes d'oxygène. MCO2 = 1 x MC + 2 x MO
= 1 x 12 + 2 x 16
= 44 g/mol 2. masse molaire de l'eau MH2O = 2 x MH + MO
= 2 x 1 + 1 x 16
= 18 g/mol
ACTIVITES : Calculer les masses molaires des composés suivants : 1.Octane : C8H18 4.Aspirine C9H8O4 ...................................................
.......................................................... 2. Nicotine C16H14N2 5. Cafeine C8H10N3O2 ...................................................
..........................................................
3.Trinitrotoluène ( TNT) C7H5N2O6 6. Sulfate d'aluminium
Al(SO4)3 ...................................................
..........................................................
3. Le nombre de moles
Le nombre de mole désigne la quantité de matière: la masse molaire est la ..............................................................................
............................................................. Définition : Le nombre de mole est le rapport entre la masse du composé et sa masse
molaire [pic] cas des composés gazeux : Loi d'Avogadro-Ampère Dans des conditions normales de température et de pression, un mole de
molécules de gaz occupe toujours le même volume. Ce volume est le volume
molaire : V = 22,4 l/mol Dans ces conditions, le nombre de moles devient :[pic]
Exemples :
1.Nombre de moles contenues dans 36 g d'eau [pic] 2. Nombre de moles contenues dans 11,2 litres de gaz carbonique [pic] ACTIVITES
1. Calculer le nombre de moles dans les cas suivants : 1/ 5 g d'or 2/ 1 mg d'argent 3/ 1 kg de carbone 4/ 0,5 kg de silicium 5/ 4,48 litres de gaz azote (N 2 ) 2. Calculer la masse (ou le volume) contenue dans : 1/ 0,2 moles de fer 2/ 4 moles de chlorure de sodium 3/ 30 moles de dihydrogène 4/ 0, 6 moles d'acide sulfurique ( H 2
SO4) FICHE 2 : Reaction chimique «RIEN NE SE PERD, RIEN NE SE CREE, TOUT SE TRANSFORME»
(Lavoisier 1743-1794) En général, on peut écrire une équation qui montre le bilan d'une réaction
chimique :
[pic] Cette équation bilan obéit à deux lois :
- Dans une réaction chimique, les élèments se conservent
- Dans une réaction chimique, la masse des réactifs disparus est
égale à la masse des produits formés ( Loi de Lavoisier ) Premiere loi :
Exemples : 1. Réaction fer / soufre Fe + S FeS
fer soufre sulfure de fer 1er membre 2ème membre 1 atome de fer 1 atome de fer
1 atome de soufre 1 atome de soufre 2.Réaction aluminium / oxyde de fer III 2 Al + Fe 2 O 3 2 Fe + Al 2 O 3
Aluminium oxyde de fer III
fer dioxyde d'aluminium 1er membre 2ème membre 2 atomes d'aluminium 2 atomes d'aluminium
2 atomes de fer 2 atomes de fer
3 atomes d' oxygène 3 atomes d'oxygène ACTIVITES : Equilibrer les réactions suivantes afin d'obeir à la première
loi : 1. Al + S ( Al 2S 3 2. C + O 2 ( CO 2 3. Fe + O 2 ( Fe 2 O 3 4. PbO + C ( Pb + CO 2 5. C 3 H 8 + Cl 2 ( C + HCl 6. C 2H 6 + O 2 ( CO 2 + H 2O Seconde loi
Exemples :
1. Réaction fer / soufre On veut préparer 8,8 g de sulfure de fer. Quelle doivent être les masses de
fer et de soufre ? Fe + S -> FeS
nombre de moles réactionnel 1 mole 1 mole 1mole masses de produits mFe mS 8,8 g masses molaires 56 32 88 nombre de moles expérimental [pic] [pic] [pic] Le nombre de moles réactionnel et expérimental sont proportionnels, donc : masse de fer : mFe = 0,1 x 56 = 5,6 g masse de soufre : mS = 0,1 x 32 = 3,2 g Conservation des masses : 5,6 + 3,2 = 8,8 g 2.Réaction aluminium / oxyde de fer III On fait réagir 5,4 g d'aluminium et 16 g d'oxyde de fer III. Quelles seront
les masses de fer et de dioxyde d'aluminium obtenues ? 2 Al + Fe2O3 -> 2 Fe + Al2O3
nombre de mole reactionnel 2 moles 1 mole
2 moles 1 mole masses 5,4 g 16 g mFe
mAl2O3 Masses molaires 27 160 56 102 nombre de moles expérimental [pic] [pic] [pic]
[pic] Masse de fer obtenue : m = 56 x 0,2 = 11,2 g Masse de dioxyde d'aluminium obtenue : m = 102 x 0,1 = 10,2 g conservation des masses : masse des réactifs : 5,4 + 16 = 21,4 g
masse des produits formés : 11,2 + 10,2 = 21,4 g
ACTIVITES Exercice 1
Dans un tube à essai en pyrex, on chauffe un mélange de carbone et d'oxyde
de cuivre II CuO.
Un dégagement gazeux troublant l'eau de chaux se produit et un solide rouge
brillant se dépose sur les parois du tube.
1. Donner le nom et la formule du gaz troublant l'eau de chaux.
2. donner le nom et la formule du solide rouge présent sur les parois du
tube.
Exercice 2
On donne l'équation non équilibrée de la réaction suivante : C + CuO Cu + CO2 1. Equilibrez la réaction
2. Calculer les masses molaires moléculaires ou atomiques de tous les
réactifs et produits.
3. On fait réagir 18 g de carbone. Quelle masse de cuivre obtenue en fin de
réaction ?
Exercice 3
Si on chauffe de la limaille de fer à température de 800°C dans un courant
de vapeur d'eau, il se dégage du dihydrogène et il se forme de l'oxyde de
fer Fe3O4 selon la réaction :
Fe + H20 Fe3O4 + H2
1. Equilibrez la réaction
2. Calculer la masse molaire de l'oxyde de fer.
3. Quel est le nombre de moles contenues dans 5,8 kg d'oxyde de fer ?
Exercice 4
1. En brûlant, le propane donne deux produits de la réaction.
- le premier forme de la buée sur un verre froid au dessus de la flamme.
- le second est un gaz qui trouble l'eau de chaux.
Parmi la liste ci-dessous, indiquez ces produits de la combustion :
eau, propane, dioxyde de carbone, dihydrogène, dioxygène.
2. Equilibrez l'équation de la réaction :
C3H8 + O2 H2O + CO2
3. Quel volume de propane sera brûlé avec 100 moles de dioxygène ?
Exercice 5
On fait réagir de l'oxyde de manganèse (MnO2) avec de l'aluminium (Al) pour
obtenir du manganèse (Mn) et de l'oxyde d'aluminium (Al2O3) a. Ecrivez et équilibrez l'équation de la réaction
b. Quelle masse d'aluminium sera nécessaire pour obtenir 1 kg de
manganèse ?
Exercice 6
Le gaz dichlore (Cl2) réagit avec de l'essence de térébenthine (C10H16)
pour donner du carbone (C) et du chlorure d'hydrogène gazeux (HCl)
a. Ecrivez et équilibrez l'équation de la réaction
b. Quel volume de dichlore sera nécessaire pour faire disparaître 10g
d'essence ?
Exercice 7 L'aluminium réagit avec de la vapeur d'eau (H2O) pour former du dihydrogène
(H2) et de l'oxyde d'aluminium (Al2O3) a. Ecrivez et équilibrez l'équation de la réaction
b. Quel est le volume de dihydrogène formé quand 13,5 g
d'aluminium ont disparu ?
c. Quelle est alors la masse d'oxyde d'aluminium formé ?.
Exercice 8
On brûle 7,5 g de soufre dans un flacon renfermant 3 l de dioxygène, il se
forme du dioxyde de soufre selon l'équation suivante : S + O2 SO2 a. Calculer le nombre de moles de soufre et de dioxygène
utilisés pour cette expérience. Lequel de ces deux produit est
en excès ?
b. Restera-t-il du soufre lorsque tout le dioxygène sera
consommé ? Si oui, quelle masse ?
c. Quel est le volume de dioxyde de soufre formé ?
Exercice 9
Une bouteille de gaz contient 13 kg de butane (C4H10) sous pression. La
combustion du butane dans le dioxygène de l'air donne du dioxyde de carbone
et de l'eau. 1.1 Ecrivez et équilibrez l'équation de la réaction
1.2 Calculer la masse de dioxygène nécessaire pour faire brûler les
13 kg de butane.
1.3 Quel est le volume de dixoygène correspondant ? 2. Une cuisine a pour dimensions (Lxlxh):
L = 5 m l = 3 m h = 2,5 m
2.1 Quel est le volume de la cuisine ?
2.2 Sachant que l'air est composé de