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Lycée Mamadou Beye Année Scolaire 2015-2016 TD EQUILIBRE-CHIMIQUE (T.S.E-T.S.Ex

Lycée Mamadou Beye Année Scolaire 2015-2016 TD EQUILIBRE-CHIMIQUE (T.S.E-T.S.Exp ) Exercice 1: 1- prévoyez dans quel sens l’équilibre N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) Se Déplacera si : a) on ajoute du dihydrogène au mélange à l’équilibre ; b) on ajoute de l’ammoniac au mélange à l’équilibre ; c) on retire, par une technique appropriée, de l’ammoniac du mélange à L’équilibre. 2-Soit le système inversible suivant, à l’équilibre dans une enceinte fermée : 2SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g). Cette réaction est exothermique dans le sens direct. Comment évoluera-la Concentration en SO3 ([SO3]), a) si on augmente la concentration en SO2 ? b) si on diminue la concentration en O2 ? c) si on diminue la pression totale ? d) si on fournit de la chaleur au système ? 3-Soit le système inversible suivant, en équilibre dans une enceinte fermée : N2(g) + 3H2 (g) 2NH3 (g). Pour favoriser la production d’ammoniac (NH3), a-t-on intérêt : a) à travailler à haute ou à basse pression ? b) à travailler à haute ou à basse température ? Rappelons que la réaction est exothermique dans le sens direct Exercice 2 : On considère la dissociation de l’acide iodhydrique. 2HI I2 + H2 Sachant qu’on n’est parti de 2 moles de HI et qu’à l’équilibre 25% de l’acide se sont dissociés, on demande 1) La composition du mélange à l’équilibre. 2) Calculer Kc et Kp. 3) Que se passe-t-il si on introduit dans le mélange 2 moles d’hydrogènes. Quel est alors le degré de dissociation de l’acide ? Exercice 3 : La constante d’équilibre de la réaction : 2CO + 2H2O 2CO2 + 2H2 a pour valeur 0,63 à 986°C. On place dans un récipient à cette température un mélange de 1 mole de vapeur d’eau et 3 moles d’oxyde de carbone, la pression étant 2 atm. 1) Quelle est la pression totale à l’équilibre à l’équilibre ? 2) Combien de moles d’hydrogène sont présentes à l’équilibre. 3) Quelle est la pression partielle de chacun des gaz dans le mélange à l’équilibre. LMBEY PROF : A.NIARE Page 1 Lycée Mamadou Beye Année Scolaire 2015-2016 Exercice 4 : Soit la réaction suivante en milieu homogène liquide : A + 2B C A l’équilibre pour une température donnée, on a 0,2 mole de A ; 0,4 mole de B et 2 moles de C. a) Calculer la constante d’équilibre Kc relative à cet équilibre sachant que la réaction a lieu dans un récipient de volume V. b) Calculer la valeur de Kc pour V= 5L ; donner sa dimension. Exercice 5 : On fait agir un acide carboxylique A sur un alcool B. On obtient le corps E de formule CH3-COO-C2H5 1-a) Comment appelle-t-on une-t-elle réaction ? b) Trouver les formules de A et B dont dérive E, puis écrire l’équation- bilan de la réaction (on donnera le nom de A, B et E ) c) Comment peut-on accélérer la dissociation de l’acide ? 2- Calculer la constante d’équilibre relative aux concentrations molaires si on part d’une mole de A et d’une mole de B. 3- Quelle serait la composition du mélange à l’équilibre si l’on doublait le nombre de mole de l’acide ( le nombre de mole de l’alcool étant toujours 1 mole ) à la même température. Exercice 6 : On fait réagir à température constante, de l’acide acétique et de l’éthanol. 1) Ecrire l’équation bilan de la réaction et rappeler brièvement quelques caractéristiques de cette réaction. 2) On a mélange 0,6 mol d’acide acétique et 0,6 mol d’éthanol. Déterminer : a) La composition du mélange à l’équilibre. b) La constante d’équilibre relative à la concentration Kc. c) A ce mélange à l’équilibre, on ajoute 1 mol d’éthanol. Déterminer la composition du mélange lors du nouvel état d’équilibre. Exercice 7 : Soit l’équilibre suivant gazeux: N2O4 2NO2 1) Calculer la variance de ce système. Quels facteurs de l’équilibre peut-on choisir pour définir ce système ? 2) Exprimer en fonction de la pression totale P et du degré de dissociation α, la constante d’équilibre Kp relative aux pressions partielles. Préciser l’unité. 3) Sachant qu’a 27°C, sous une pression P=1atm, Kp = 0,17 ; Calculer le coefficient de dissociation α. 4) Etablir pour ce système, La relation entre Kp et KC, Calculer Kc à 27°C. 5) Sous quelle pression aurait-on un degré de dissociation de 0,6 ? (t=27°C) LMBEY PROF : A.NIARE Page 2 Lycée Mamadou Beye Année Scolaire 2015-2016 Exercice 8 : Soit le mélange d’alcool éthylique et d’acide acétique, le système évolue vers l’équilibre. A l’équilibre à 15°C, 1L de solution renferme 15g d’alcool éthylique, 20g d’acide acétique, 56g d’acétate d’éthyle et 12g d’eau. a) Calculer la constante d’équilibre Kc . b) On ajoute 20g d’acide acétique au mélange, dans quel sens évolue l’équilibre ? Déterminer les concentrations en acide, alcool, ester et eau du nouvel équilibre qui s’établit. Exercice 9 : Le dioxyde d’azote et son dimère sont en équilibre selon l’équation-bilan : N2O4 2NO2 Sous une pression de 1atm et à 54°C, la densité par rapport à l’air du mélange à l’équilibre est d = 2,34 a) Calculer les pressions partielles des deux constituants. b) Calculer Kp. c) Quelle serait la composition du mélange à la même température sous 10atm. On donne : M(N) =14g.mol-1 et M(O) = 16g.mol-1 Exercice 10 : Le pentachlorure de phosphore PCl5 se dissocient en phase gazeuse suivant l’équation. PCl 5 PCl3 +Cl2 On introduit dans un récipient de 5L, à 250°C, 2mol de PCl5. 1- Calculer la constante d’équilibre relative aux concentrations Kc sachant que le coefficient de dissociation est α = 40% en déduire Kp. 2- Exprimer Kp en fonction de α et de la pression totale P. 3- Calculer la pression totale ainsi que les pressions partielles des differnts gaz. Exercice 11 : On considère la réaction d’équilibre suivante : 2CO2 C + CO2 1- Calculer la variance de ce système. 2- On introduit à 800°C, 1 mole de monoxyde de carbone dans un récteur de volume invariable. A l’équilibre, la quantité de dioxyde de carbone formé est 0,095 mol. La pression totale du mélange gazeux P=0,796atm. a) Quelle est la composition du système à l’équilibre ? b) Calculer la constante d’équilibre relative aux pressions partielles Kp. LMBEY PROF : A.NIARE Page 3 Lycée Mamadou Beye Année Scolaire 2015-2016 Exercice 12 : On considère la réaction suivante : PCl 5 PCl3 +Cl2 à 300°C Sachant qu’à cette température Kp = 11,5 atm, on introduit dans un récipient maintenu à 300°C une quantité de Pcl5 , de pression partielle PPCl5 = 10atm avant que PCl5 n’est commencé à se dissocier. a) Quelles sont les valeurs de Pcl2 , PPCl3 , PPCl5 lorsque l’équilibre est établit à 300°C. b) Une fois l’équilibre atteint, On suppose que le volume réactionnel soit multiplié par 10. Quelles sont les nouvelles valeurs de Pcl2 , PPCl3 , PPCl5 après rétablissement de l’équilibre ? Exercice 13 : On considère la réaction entre l’eau et le monoxyde de carbone à la température de 413°K.Il se forme alors dans les conditions de l’expérience du dioxyde de carbone et du dihydrogène. A l’équilibre on trouve 0,2mole de monoxyde de carbone, 0,7 mole de dihydrogène, 0,3 mole d’eau et 0,86 mole de carbone. 1) Ecrire l’équation bilan de la réaction. Indiquer la température en degré Celsius et déduire les différentes phases présentes dans la réaction. 2) On ajoute 0,5 mole d’eau au système en équilibre. Quel serait le nombre de moles de dihydrogène après rétablissement de l’équilibre ? Exercice 14 La constante Kc de la réaction d’estérification entre l’acide éthanoïque (acide Acétique) et l’éthanol (alcool éthylique) pour former de l’éthanoate (acétate) D’éthyle et de l’eau, CH3COOH (l)+ C2H5OH (l) CH3COOC2H5 (l) + H2O (l) est pratiquement indépendante de la température et vaut 4,0 à la température Ordinaire. Calculez le rendement de cette réaction, si l’on part, dans un volume de V litres : a) de 1,0 mole d’acide et de 1,0 mole d’alcool ; b) de 2,0 moles d’acide et de 1,0 mole d’alcool ; c) de 1,0 mole d’acide, de 1,0 mole d’alcool et de 1,0 mole d’eau. Le rendement de la réaction est égal au quotient de la quantité de produit obtenue effectivement et de celle que l’on aurait dû obtenir si la réaction avait été complète. LMBEY PROF : A.NIARE Page 4 uploads/Finance/ td-equilibre-chimique-2016.pdf