Serie N°1 Série N°1 : l’avancement – vitesse d’une réaction chimique Exercice n°1 (exercice d’entrainement) la combustion complète du propane C3H8 dans le dioxygène donne du dioxyde de carbone et de l’eau 1/-Dans une première expérience on fait agir 88 g de propane sur 120 L de dioxygène a-calculer la quantité de matière de chaque réactif b-Montrer que l’un des réactifs est limitant c-Dresser un tableau d’avancement pour la réaction étudiée 2/-Calculer la masse du réactifs qu’i faut utiliser pour que le mélange initial soit stœchiométrique On donne M(C) =12 g.mol-1 M( H ) = 1 g.mol-1 VM = 24 L.mol-1 Exercice n°2 :( exercice d’entrainement) On fait agir n01 mol d’ions iodure avec n02 mol d’ions prexodisulfate , il se produit la réaction d’équation : 2I- + S2O82I2 + 2SO42A l’instant de date t = t1 , la quantité d’ions sulfate SO42- est n1 = 0.2 mol 1-Préciser les couples redox mis en jeu au cours de cette transformation 2-Dresser le tableau descriptif de l’évolution de ce système chimique 3-Déterminer l’avancement xf de la réaction à l’instant t1 4-la réaction étant totale et l’avancement final xf = 0.4 mol .Sachant que I- est le réactif limitant, déterminer n01 Exercice n°3 : On considère la réaction d’oxydoréduction des ions iodure I- par les ions perxodisulfate S2O82Pour cela on mélange V1 = 100 mL d’une solution de KI 0.5 M avec V2 = 100 mL d’une solution de K2S2O8 0.05 M .l’évolution de l’avancement x de la réaction au cours du temps est donnée par le graphe suivant : 1/-Dresser le tableau descriptif d’évolution du système 2/-Donner les couples redox mis en jeu 3/-Déterminer dans les conditions de l’expérience : a-la valeur de l’avancement final xf de la réaction b-la valeur de l’avancement maximal x max de la réaction c- comparer les valeurs de l’avancement maximal x max et l’avancement final xf . la réaction étudiée est –elle-totale ou limitée 4/Donner la composition, en mol l-1 , du système à l’instant t = 10 min 4eme SC1 Page 1 Exercice n°4 On se propose d’étudier l’évolution, au cours du temps, de l’oxydation des ions iodures ( I- ) par le peroxyde d’hydrogène ( H2O2 ) en milieu acide ( excès d’ions H3O+ ) . L’équation chimique qui symbolise la réaction associée à la transformation chimique étudiée est : Le volume du milieu réactionnel est V = 0,5 L. La courbe (1) représente la variation de l’avancement x de la réaction au cours du temps. La courbe (2) représente la variation de la molarité [ I-] des ions iodure en fonction de l’avancement x de la réaction 1 / D’après les courbes (1) et (2) : a - Déterminer la quantité de matière initiale n0( I- ) d’ions iodure utilisée . b - Quelle est la valeur de l’avancement final xf de la réaction ? c - Montrer que ( I- ) n’est pas le réactif limitant. 2 / a - Calculer la quantité de matière initiale n0(H2O2) de peroxyde d’hydrogène utilisée. b - Déterminer la molarité [H2 O2] du peroxyde d’hydrogène à l’instant t = 10 min Exercice n °5 Exercice n°6 On introduit dans un bécher 20 ml d’une solution aqueuse d’eau oxygénée H2O2 de concentration molaire 2.10-2 mol .l-1 puis on ajoute 20 ml d’une solution aqueuse suffisamment acidifié d’iodure de potassium KI de concentration molaire 10-1 mol.l-1 On agite enfin pour homogénéiser le mélange, on constate une couleur brune qui apparait dans le mélange dés qu’on ajoute la solution d’iodure de potassium 1/écrire qualitativement la transformation chimique aura a lieu dans le bécher 4eme SC1 Page 2 2/Ecrire l’équation chimique qui symbolise la réaction d’oxydo-réduction modélisant cette transformation en passant par les deux équations formelles d’oxydation et de réduction 3/Pourquoi est –il nécessaire d’acidifier le milieu réactionnel ? 4/Réaliser un bilan de matière à l’état final de H2O2 ; I2 et I- en dressant un tableau descriptif d’évolution du système chimique et en déduire l’avancement x de cette réaction ainsi que le réactif limitant Exercice n °7 (exercice de synthèse) Dans un bécher de capacité 250 ml , on introduit un volume V1 =40 ml d’une solution aqueuse( S1 )d’iodure de potasium KI de concentration C1 =5.10-1 mol.l-1 , un volume V’=10 ml D’une solution dilué d’empois d’amidon .A l’aide d’une burette gradué on ajoute V0 = 0.5 ml d’une d’une solution aqueuse ( S ) de thiosulfate de sodium Na2S2O3 de concentration Co = 2.10-1 mol.L-1. On homogénéise le mélange obtenu à l’aide d’un agitateur magnétique. A l’instant t = 0 , on ajoute au mélange un volume V2 = 10 mL d’une solution aqueuse ( S2) de peroxodisulfate de dipotassium K2S2O8 de concentration C2 = 5.10-2 mol.L-1 et on déclenche le chronomètre . On note la durée t1 au bout de laquelle apparaît une coloration bleue noire dans la solution. A cet instant on ajoute , sans arrêter le chronomètre, un second volume Vo = 0,5 mL de la solution ( S ) et on note la durée t2 au bout de laquelle apparaît de nouveau la coloration bleue noire dans la solution, etc. On refait la même opération p fois ( p entier positif ) . On désigne par V le volume global de la solution aqueuse ( S ) de thiosulfate de sodium versé dans le mélange réactionnel à la date t et par x l’avancement de la réaction d’oxydoréduction qui a lieu . Les résultats obtenus sont consignés dans le tableau ci-dessous 1° / a - Ecrire l’équation chimique qui symbolise la réaction modélisant la transformation du système constitué initialement par les ions iodure l'et les ions peroxodisulfate S2O82-. b - Calculer les quantités des réactifs à l’état initial. Dresser le tableau descriptif d’évolution du système puis déterminer sa composition à l’état final en supposant que la transformation est totale. c - Décrire qualitativement la variation de l’avancement x delà réaction avec le temps. 2° / a - Ecrire l’équation chimique de la réaction qui modélise la réaction de titrage ( dosage ). b - La réaction de titrage perturbe-t-elle la transformation étudiée ? c - Préciser le rôle de l’empois d’amidon 3°/ la - Etablir l’expression suivante : x=p 𝐶0 𝑉0 2 b-Tracer la courbe d’évolution temporelle de x : x = f(t). c - Déterminer graphiquement l’avancement final xf de la réaction étudiée. La supposition faite dans la question 1°/b) est-elle vraie ? Déduire alors la composition molaire du système chimique à l'état final. d - Le temps de demi-réaction t1/2 Quels intérêts apporte la connaissance de t1/2 ? 4eme SC1 Page 3 Exercice n °8 Exercice n°9 4eme SC1 Page 4 Exercice n°10 Exercice n°11 4eme SC1 Page 5 Exercice n°12 4eme SC1 Page 6
