tableau avancement structure et géométries des molécules et la

DEVOIR THÈME : OBSERVER/AVANCEMENT D’UNE RÉACTION CHIMIQUE/GÉOMÉTRIE DES MOLÉCULES 1S COMPRENDRE/ LA LIASION CHIMIQUE NOM : ............................ PRÉNOM : ....................... CLASSE : ................... DATE : ...................................... Exercice 1 : Avancement d’une réaction chimique
Un artificier prépare un feu de Bengale rouge.
Il mélange 51,3 g de chlorate de potassium KClO3(s), 8,0 g de soufre S (s) et 9,0 g de carbone C (s).
Lors de la mise à feu, il se produit la réaction d’équation : ci-dessous
Équation de la réaction
État
2 KClO3(s) +
S(s)
+
Avancement
(mol)
Initial
x=
Intermédiaire
x
Final
xmax =
3 C(s)
è
K2S(s)
+
3 CO2(g)
+ Cl2(g)
Quantités de matière (en mol)
Données :
- Masses molaires atomique
M(S) = 32,1 g.mol-1; M(C) = 12,0 g.mol-1 ;M(Cl) = 35,5 g.mol-1 ; M(K) = 39,1 g.mol-1 ;M(O) = 16,0 g.mol-1
- Volume Molaire des gaz dans les conditions de température et de pression ordinaires : Vm = 24,0 L.mol-1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Calculer les quantités de matière des réactifs à l’état initial. Compléter le tableau d’avancement sous forme littérale Quel est le réactif limitant ? Déterminer la valeur de l’avancement maximal En déduire la masse de sulfure de potassium K2S(s) à l’état final. Déterminer le volume de dioxyde de carbone produit (dans les conditions de température et de pression ordinaire Exercice 2 : structure des molécules : formule de Lewis Les débuts de la synthèse organique 1.
2.
3.
4.
5.
Au début du XIXème siècle, le chimiste allemand Friedrich Wöhler réalise la première synthèse artificielle d’une molécule produite par les organismes vivants : l’urée. L’urée est obtenu par l’action de l’acide cyanique sur l’ammoniac A selon la réaction d’équation HOCN + A è H2N—CO—NH2 Déduire de l’équation chimique la formule brute de la molécule A Rappeler le nombre de liaisons qu’établissent les atomes d’hydrogène ; de carbone ; d’azote et d’oxygène Proposer une formule de Lewis de la molécule A On donne sur les figures ci-­‐dessous les enchaînements des atomes des atomes dans les molécules d’acide Cyanique (a) et d’urée (b) a) acide cyanique b) urée Construire les formules de Lewis de ces deux molécules En déduire, en justifiant, a) les géométries des doublets liants et non liants entourant l’atome de carbone, l’atome d’azote et l’atome d’oxygène de la molécule d’acide cyanique b) les géométries des liaisons qu’établissent l’atome de carbone l’atome d’azote et les atomes d’oxygène dans cette même molécule d’urée Exercice 3 : structure des molécules : stéréoisomérie Les terpènes, sont des molécules naturelles formées de plusieurs "briques" élémentaire de même squelette (chaîne carbonée) que l'isoprène, la formule semi-­‐développée de l’isoprène est représentée ci-­‐dessous De la fleur de Bigaradier on extrait l’essence de Néroli. Cette huile essentielle contient du nérol, du géraniol et du linalol. Le nérol, de formule semi-­‐développée ci-­‐dessous, fait partie de la famille des terpènes utilisés en parfumerie pour son agréable parfum de rose. nérol Isoprène 1.
2.
3.
4.
Linalol La molécule d’isoprène présente-­‐t-­‐elle une isomérie Z/E ? justifier la réponse Combien de molécule d’isoprène serait nécessaire à la synthèse du nérol ? Quelle(s) double(s) liaison(s) C=C peut donner lieu à une isomérie Z/E Sachant que le nérol est l’isomère Z , représenter la formule topologique de l’isomère E, appelé géraniol. Le linalol représenté ci-­‐dessus lui, a une odeur de muguet. 5. Montrer que le linalol est isomère du nérol. De quel type d’isomérie s’agit-­‐t-­‐il ? Exercice 4 : cohésion des solides ioniques ou moléculaires : caractère polaire d’une liaison ou d’une molécule Donnée : A) solides ioniques ou moléculaire : Le chlorure de sodium NaCl est un solide ionique 1. Quel sont les formules des ions que renferme le chlorure de sodium solide ? justifier 2. Expliquer pour quelle raison les liaisons qui assure la cohésion du chlorure de sodium est ionique et non moléculaire 3. Préciser si les solides suivants sont ioniques ou moléculaires : Chlorure de lithium LiCl ; diiode I2 ; fluorure de sodium NaF ; bromure de potassium KBr ; chlorure d’hydrogène HCl ; dioxygène O2 . B) molécules polaires ou apolaires Les molécules de méthoxyméthane et d’éthanol de même formule brute C6H6O dont on donne les formule semi-­‐
développées ci-­‐contre sont deux solvants organiques très utilisés en chimie. méthoxyméthane éthanol 1. Déterminer, en justifiant, les géométries des liaisons établies par l’atome d’oxygène dans ces deux composés 2. Indiquez sur un schéma si les liaisons établies par l’atome d’oxygène sont polarisée ou non 3. Indiquer sur un schéma si ces deux molécules sont polaires ou apolaires.