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 H 2O2(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 ΔfH° kJ.mol-1 S° J.K-1.mol-1 Les données sont à 25 °C H2O2(l) -187,6 143 H2O(l) -285,6 70 O2(g) 0 205 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 : CH 4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) Données à 298 K : 1. 2. 3. 4. 5. 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 Calculer l'enthalpie de réaction, notée ΔrH°1 à 298 K. - Calculer l'entropie de la réaction, notée ΔrS° à 298 K. 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. 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. 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. 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.