Classe de BTS AB1 T.D. de Chimie n°4 Déplacement des équilibres

Classe de BTS AB1
T.D. de Chimie n°4
Déplacement des équilibres
Exercice 1
Les équilibres suivants sont-ils déplacés, et dans quel sens, si...
 on augmente la pression totale
 on diminue la température ?
a) C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) ΔrH° = 131 kJ.mol-1
b) CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g) ΔrH° = -41 kJ.mol-1
c) 4HCl(g) + O2(g) = 2Cl2(g) + 2H2O(g) ΔrH° = 32 kJ.mol-1
d) CS2(g) = C(s) + S2(g) ΔrH° = -117 kJ.mol-1
e) H2O(l) + HCl(g) = Cl-(aq) + H3O+(aq) ΔrH° = -75 kJ.mol-1
f) HCOOH(l) + CH3CH2OH(l) = HCOOCH2CH3(l) + H2O(l)
ΔrH° ≈ 0 kJ.mol-1
Exercice 2 (Extrait du BTS AB 1997)
L'eau oxygénée peut se décomposer selon la réaction dont l'équation est : 2 H2O2(l) = 2H2O(l) + O2(g)
1- Calculer en veillant aux unités, les variations des grandeurs thermodynamiques ΔrH°, ΔrS° et ΔrG°, lors de la réaction dans
le sens 1. R = 8,32 J.K-1.mol-1
Les données sont à
25 °C
2- Quelle grandeur permet de prévoir le sens de la réaction spontanée ? L'eau oxygénée est-elle stable dans les conditions
standards ?
3- Calculer la constante d'équilibre de cette réaction à 25°C. Que pouvez-vous en conclure ?
4- Quel est l'effet sur cette réaction d'une augmentation de température à pression constante ?
5- Quel est l'effet sur cette réaction d'une diminution de pression à température constante ?
Exercice 3 (Extrait BTS AB 2006)
Le dihydrogène peut être produit selon la réaction suivante : CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g)
Données à 298 K :
1. Calculer l'enthalpie de réaction, notée ΔrH°1 à 298 K.
- Calculer l'entropie de la réaction, notée ΔrS° à 298 K.
2. La réaction est-elle exothermique ou endothermique à cette température ? Justifier.
- A partir de la stoechiométrie de la réaction, expliquer pourquoi le signe de ΔrS° était prévisible.
3. Calculer la valeur de l'enthalpie libre de réaction, notée ΔrG°1 à 298 K.
- En déduire la valeur de la constante d'équilibre K à 298 K.
- Que peut-on conclure quand à la position de l'équilibre à 298 K ? Justifier.
4. Faut-il relever ou abaisser la température à pression constante pour favoriser la réaction dans le sens direct ?
Justifier.
- Que produirait une augmentation de la pression ( à température constante) sur l'équilibre ? Justifier.
5. En supposant que ΔrH°1 et ΔrS° indépendants de T, calculer la "température d'inversion" de cette réaction,
température pour laquelle ΔrG°1 change de signe.
ΔfH° kJ.mol-1
S° J.K-1.mol-1
H2O2(l)
-187,6
143
H2O(l)
-285,6
70
O2(g)
0
205
ΔfH° kJ.mol-1
S° J.K-1.mol-1
CH4(g)
-74,85
186,2
H2O(g)
-241,43
188,7
CO(g)
-110,52
197,9
H2(g)
0
130,6