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Exercices et problèmes corrigés de thermodynamique chimique 1
«EXERCICES ET PROBLEMES
CORRIGES DE THERMODYNAMIQUE
CHIMIQUE»
Réalisé par les professeurs :
NABIH Khadija
RHALIB KNIAZEVA Albina
CHERKAOUI EL MOURSLI Fouzia
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Exercices et problèmes corrigés de thermodynamique chimique
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TABLE DES MATIERES
Préface……………………………………………………………………………
Avant-propos ……………………………………………………………………
Chapitre I : Loi des gaz parfaits et le premier principe de la thermodynamique
A. Application du premier principe de la thermodynamique aux gaz parfaits
- Calcul de la constante du gaz parfait …………………………
- Calcul de la masse molaire et détermination de la formule chimique
- Fraction molaire et pression partielle d’un mélange gazeux …
- Travail réversible isotherme d’un gaz parfait (détente et compression)
- Travail irréversible isotherme d’un gaz parfait (détente et compression)
- Variation de l’énergie interne et d’enthalpie
B. Application du premier principe de la thermodynamique aux corps purs
- Transformation d’un corps pur, variation de l’énergie interne et
d’enthalpie
- Variation de l’enthalpie et de l’énergie interne pour une transformation
isochore
- Variation de l’enthalpie et de l’énergie interne pour une transformation
isobare
- Calcul de la température d’équilibre de l’eau
C. Application du premier principe de la thermodynamique aux réactions
chimiques
- Calcul de l’enthalpie standard de la réaction par la méthode algébrique
- Variation de l’énergie interne et d’enthalpie …………………
- Application de la loi de Hess.
- Application de la loi de Kirchhoff
- Calcul de l’enthalpie standard de la réaction par la méthode du cycle ..
- Détermination d’une température de flamme …………………
- Calcul de l’énergie de liaison ……………………………………
Corrigé des exercices du chapitre I …………………………
Chapitre II : Second principe de la thermodynamique……………………
A. L’entropie système (gaz parfait, corps purs) ……………………
- L’entropie échangée (gaz parfait, corps purs)……………..
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Exercices et problèmes corrigés de thermodynamique chimique
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- L’entropie créée (gaz parfait, corps purs) …………………….
- L’entropie molaire standard absolue …………………………
- L’entropie molaire standard de formation ……………………
- La variation d’entropie d’une réaction chimique ……………
B. L’enthalpie libre …………………………………………………
- L’enthalpie libre standard d’une réaction ……………………..
- L’enthalpie libre standard d’une transformation allotropique
d’un corps chimique
- Le sens d’évolution d’une réaction chimique ………………
Corrigé des exercices du chapitre II …………………………
Chapitre III : Les équilibres chimiques ……………………………………
A. Calcul de la constante d’équilibre ………………………………
- Calcul de la constante d’équilibre Kp en fonction de la pression
partielle
- Calcul de la constante d’équilibre Kc en fonction de la
concentration molaire
- Calcul de la constante d’équilibre Kc en fonction de la fraction
molaire
- Calcul du coefficient de dissociation ……………………….
- Calcul de la variance …………………………………………
B. Loi qualitative des équilibres ……………………………………
- Déplacement d’un équilibre par variation de température ou
de pression
- Déplacement d’un équilibre avec modifications de la quantité
des constituants
- Application de la loi d’action de masse ………………………
- Influence d’un diluant inerte …………………………………
- Calcul du coefficient de dissociation …………………………
-Variation de la constante d’équilibre en fonction de la température
- Application de la règle des phases ……………………………
Corrigé des exercices du chapitre III ………………………
Tableau périodique ………………………………………………………………
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Exercices et problèmes corrigés de thermodynamique chimique
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PREFACE
Le renforcement des capacités dans le domaine de la recherche
scientifique et technologique a toujours été une priorité pour l'Organisation
islamique pour l'Education, les Sciences et la Culture (ISESCO). Dans le
cadre de ses différents programmes scientifiques, au titre de ses plans d'action
à court, moyen et à long terme, l’ISESCO a accordé une attention particulière
à la promotion d'une société fondée sur le savoir scientifique, et ce, afin
d'asseoir les bases solides du développement scientifique et technologique.
Ainsi, l’ISESCO continue à encourager et à apporter son soutien pour la
publication et la diffusion des ouvrages pédagogiques et scientifiques dans
plusieurs disciplines afin d’aider la communauté scientifique au niveau des
états membres à faire connaître les résultats des recherches et les informations
les plus récentes menés dans les états membres.
La diffusion de cet ouvrage s’intitulant «Exercices et problèmes corrigés
de thermodynamique chimique» vise à mettre à la disposition des étudiants de
première année des facultés des sciences, un outil qui leur permettra d’acquérir
une méthodologie rigoureuse de traitement des problèmes relatifs à une
discipline importante à savoir, la thermochimie.
Nous témoignons notre gratitude aux auteurs de cet ouvrage qui est le
fruit de plusieurs années de recherches appliquées à la faculté des Sciences
de l’Université Mohammed V de Rabat, Royaume du Maroc. Leur précieuse
contribution à la science reflète la place et le rôle actif de la femme dans la
communauté scientifique des pays membres et de son apport à l’éducation
scientifique et pédagogique modernes et à faire reconnaître les efforts et les
réalisations des femmes musulmanes dans le domaine des sciences et de la
technologie.
Puissent leurs travaux être profitables aux étudiants, aux chercheurs et
aux professeurs et que cet ouvrage sera d’une grande utilité à la communauté
scientifique des pays membres.
Dr Abdulaziz Othman Altwaijri
Le Directeur Général
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Exercices et problèmes corrigés de thermodynamique chimique
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AVANT-PROPOS
Cet ouvrage s’adresse aux étudiants de la première année des filières
Sciences-Mathématiques-Physique (SMP), Sciences-Mathématiques-Chimie
(SMC) et Sciences de la Vie (SVI) des facultés des sciences. Il comporte des
exercices d’application concernant la loi du gaz parfait, le premier et le second
principe de la thermodynamique et les équilibres chimiques.
Dans le premier chapitre, nous proposons des exercices de
connaissances générales sur les gaz parfaits et sur le premier principe de la
thermodynamique, afin de permettre aux étudiants d’acquérir les notions de
base de la thermochimie.
Dans le Chapitre II, les exercices proposés traitent les parties concernant
l’entropie molaire standard de formation, l’entropie molaire standard absolue,
l’entropie de réaction ainsi que l’enthalpie libre (relation de Gibbs) relatifs au
second principe.
Enfin le Chapitre III est consacré aux équilibres chimiques. Il permettra
aux étudiants d’approfondir leurs connaissances notamment sur la loi de le
Chatelier, la relation de Van’t Hoff et l’équilibre homogène et hétérogène.
Nous espérons que cet ouvrage, fruit des travaux d’encadrement et de
formation que nous avons menés depuis de nombreuses années à la Faculté des
Sciences de Rabat, sera d’une grande utilité pour les étudiants et leur permettra
d’acquérir des bases solides en thermochimie.
Les auteurs
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