Partie 4: ÉQUILIBRE CHIMIQUE

Partie 4:
ÉQUILIBRE CHIMIQUE
Exercices de révision
1) Les systèmes suivants sont-ils fermés ou ouverts?
a) Le toit de cuivre d’un immeuble s’oxyde. OUVERT
b) Un feu de foyer. OUVERT
c) Une laveuse en opération. OUVERT
d) Un lac en été. OUVERT
e) Une chandelle allumée. OUVERT
f) Une bouteille scellé de boisson gazeuse. FERMÉ
g) Une soupe dans un thermos fermé. FERMÉ
h) Un extincteur chimique inutilisé. FERMÉ
i) Un morceau de sucre qui se dissout dans un verre d’eau. FERMÉ
j) Une bonbonne de dioxygène (O2 (g)). FERMÉ
2) Les systèmes suivants sont-ils en équilibre ou non? Pourquoi?
a) Un erlenmeyer fermé est rempli de dioxygène (O2 (g)). PAS en ÉQUILIBRE.
parce qu’on a une seule sorte de molécule qui ne change pas d’état.
b) Un bécher contenant une solution sursaturée (avec des cristaux au fond) de
chlorure de sodium (NaCl) dans l’eau (H2O (l). EN ÉQUILIBRE.
parce que la dissolution des cristaux qui forment des ions se fait à la même
vitesse que les ions qui s’associent pour donner des cristaux.
c) Un erlenmeyer fermé contient une solution d’ammoniaque (NH3 (aq)) avec
de l’ammoniac gazeux (NH2 (g)). EN ÉQUILIBRE.
parce que la vaporisation de l’ammoniaque (NH3 (aq)) se fait à la même vitesse
que la dissolution du gaz ammoniac (NH3 (g)).
d) Un bécher contenant du sucre dans lequel on verse du sulfate d’hydrogène
concentré (H2SO4 (aq)). PAS en ÉQUILIBRE.
parce que le sucre réagit avec le sulfate d’hydrogène (H2SO4 (aq)) pour donner un
cylindre noir (du carbone (C (s))) et dégager du dihydrogène gazeux (H2 (g)).
e) Un bécher fermé contenant une solution de sulfate d’hydrogène (H2SO4 (aq)).
PAS en ÉQUILIBRE, parce que l’ionisation du sulfate d’hydrogène (H2SO4 (aq))
est complète. Il n’y a pas de réaction réversible alors pas d’équilibre possible.

3) Le procédé Deacon est un procédé industriel pour produire du dichlore (Cl2)
selon l’équation chimique suivante.
4 HCl (g) + O2 (g) 2 Cl2 (g) + H2O (g) + 117 kJ
a) Quel sera l’effet sur la production de dichlore (Cl2) si on augmente la pression
du système? Il y aura augmentation de dichlore (Cl2) Pourquoi?
parce que la réaction va du côté où il y a le moins de molécules gazeuses (3 < 5)
b) Quel sera l’effet sur la production de dichlore (Cl2) si on la concentration du
chlorure d’hydrogène (HCl)? Il y aura augmentation de dichlore (Cl2) Pourquoi?
parce que la réaction va diminuer la quantité de HCl en formant des produits.
c) Quel sera l’effet sur la production de dichlore (Cl2) si on augmente la
température du système? Il y aura diminution de dichlore (Cl2) Pourquoi?
parce que pour diminuer la température on favorise la réaction endothermique
d) Quel sera l’effet sur la production de dichlore (Cl2) si on liquéfie l’eau (H2O)?
Il y aura augmentation de dichlore (Cl2) Pourquoi?
parce que la réaction va vouloir former du H2O ce qui va former aussi de Cl2.
4) Pour chaque système suivant, quel sera l’effet d’une augmentation du
dioxygène (O2 (g)) sur la concentration de chaque substance?
a) 2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) [SO2] diminue
[SO3] augmente
b) 4 HCl (g) + O2 (g) 2 H2O (g) + 2 Cl2 (g) [HCl] diminue
[H2O] augmente
[Cl2] augmente
c) 2 H2O2 (aq) 2 H2O (l) + O2 (g) [H2O2] augmente
[H2O] diminue
d) 4 CuO (s) 2 Cu2O (s) + O2 (g) quantité de CuO (s) augmente
[Cu2O] diminue
e) 2 C (s)+ O2 (g) 2 CO (g) quantité de C (s) diminue
[CO] augmente

5) Pour chaque système suivant, est-ce que la diminution de la pression favorise
les réactifs ou les produits? Pourquoi?
a) 2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g)
Elle favorise les RÉACTIFS
parce que c’est le côté qui a le plus de molécules gazeuses (3 > 2).
b) 4 HCl (g) + O2 (g) 2 H2O (g) + 2 Cl2 (g) Favorise les RÉACTIFS
parce que c’est le côté qui a le plus de molécules gazeuses (5 > 4).
c) 2 H2O2 (aq) 2 H2O (l) + O2 (g) Elle favorise les PRODUITS
parce que c’est le côté qui a le plus de molécules gazeuses (1 > 0).
d) 4 CuO (s) 2 Cu2O (s) + O2 (g) Elle favorise les PRODUITS
parce que c’est le côté qui a le plus de molécules gazeuses (1 > 0).
e) 2 C (s)+ O2 (g) 2 CO (g) Elle favorise les PRODUITS
parce que c’est le côté qui a le plus de molécules gazeuses (2 > 1).
6) Pour chaque système suivant, est-ce que la diminution de la température
favorise les réactifs ou les produits?
a) H2 (g)+ I2 (g) 2 HI (g) ∆H = - 5,00 kJ/mol Elle favorise les PRODUITS
parce que c’est le système veut augmenter la T˚, il va du côté de l’énergie.
b) CH4 (g)+ 75,0 kJ C (s) + 2 H2 (g) Elle favorise les RÉACTIFS
parce que c’est le système veut augmenter la T˚, il va du côté de l’énergie.
c) H2O (g) + C (s) + 131,8 kJ CO (g) + H2 (g)
Favorise les RÉACTIFS
parce que c’est le système veut augmenter la T˚, il va du côté de l’énergie.
d) 2 H2 (g) + CO (g) CH3OH (g) + 116 kJ Elle favorise les PRODUITS
parce que c’est le système veut augmenter la T˚, il va du côté de l’énergie.
e) 3 H2 (g) + 6 C (s) C6H6 (g) ∆H = + 49,0 kJ/mol Les RÉACTIFS
parce que c’est le système veut augmenter la T˚, il va du côté de l’énergie.

7) Le dioxyde de carbone (CO2 (g)) se forme dans l’air lorsque le monoxyde de
carbone (CO (g)) se combine avec du dioxygène (O2 (g)).
2 CO (g) + O2 (g) 2 CO2 (g) + 566 kJ
Quel sera l’effet de chaque perturbation sur le sens de la réaction chimique,
sur la concentration de chaque substance et sur l’énergie.
8) Quelle est l’expression mathématique de la constante d’équilibre dans les
équations suivantes?
2 SO2 (g) + O2 (g)
a) 2 SO3 (g)
Kc = [SO2]2 [O2] / [SO3]2
b) NH4NO2 (s) N2 (g) + 2 H2O (g)
Kc = [N2] [H2O]2
c) 3 Fe (s) + 4 H2O (g) Fe3O4 (s) + 4 H2 (g)
Kc = [H2]4 / [H2O]4
d) SiHCl3 (g) + 3 H2O (g) SiH(OH)3 (s) + 3 HCl (g)
Kc = [HCl]3 / [SiHCl3] [H2O]3
e) 4 NH3 (g) + 3 O2 (g) 2 N2 (g) + 6 H2O (g)
Kc = [N2]2 [H2O]6 / [NH3]4 [O2]3

9) La réaction de formation du dioxyde d’azote (NO2) est:
2 N2 (g) + O2 (g) 2 NO2 (g) Kc = 9,80 x 10-21 à 25 ˚C
a) Quelle sera la constante d’équilibre de la réaction de la décomposition du
dioxyde d’azote (NO2)? __________________________________________________________
9,80 x 10-21 = [NO2]2 ------> Kc = [N2] 2 [O2] = 1 = 1,02 x 1020
[N
2]2 [O2] [NO2] 2 9,80 x 10-21
N2 (g) + 1/2 O2 (g)
b) Quelle sera la valeur de la
constante d’équilibre pour: NO2 (g) Kc=9,8x10-21
Les proportions restant les mêmes, la valeur de Kc ne change pas.
10) À une température de 800 ˚C, de la vapeur d’eau mise en contact avec du
charbon (C (s)) donne 2 gaz: le monoxyde de carbone et le dihydrogène.
À l’équilibre, on a: [H2O) = 1,00 x 10-2 mol/L et [H2) = [CO] = 4,00 x 10-2 mol/L.
Quelle est la constante d’équilibre de cette réaction? Kc = 0,16
H2O (g) + C (s) CO (g) + H2 (g)
Kc = [CO] [H2] = 4,00 x 10-2 x 4,00 x 10-2 = 0,16
[H
2O] 1,00 x 10-2
11) Dans un récipient de 1,00 L, on place 0,100 mole de monoxyde d’azote,
0,0500 mole de dihydrogène et 0,100 mole d’eau.
2 NO (g) + 2 H2 (g)
La réaction suivante se produit: N2 (g) + 2 H2O (g)
À l’équilibre, la concentration du monoxyde d’azote est de 0,0620 mol/L.
Quelle est la constante d’équilibre de cette réaction? Kc = 654
Étapes
2 NO
2 H2
N2
2 H2O
Initiale
0,100 mol/L
0,0500 mol/L
0,000 mol/L
0,100 mol/L
Réaction
- 0,0380 mol/L
- 0,0380 mol/L
+ 0,0190 mol/L
+ 0,0380 mol/L
À l’équilibre
0,0620 mol/L
0,0120 mol/L
0,0190 mol/L
0,1380 mol/L
Kc = [H2O]2 [N2] = 0,13802 x 0,0190 = 653,6810614
[NO]
2 [H2]2 0,0620 2 x 0,01202