Unité 9 Les Réactions chimiques
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Physique - Chimie Chimie Les Réactions chimiques 1 [email protected] Pr. HICHAM MAHAJAR Troisième Partie : transformation de la matière Unité 9 Pr. HICHAM MAHAJAR ائيةت الكيميعلالتفا اLes Réactions chimiques Tronc Commun Chimie Page : Au cours d’une transformation chimique, de nouveaux espèces chimiques apparaissent appelés produits, tandis que d'autres espèces chimiques disparaissent appelés réactifs, lorsque certaines conditions sont disponibles. L’état d'un système chimique est défini par : Nature et état (solide - liquide - gaz – aqueux ) et quantités de matière et température et pression . La transformation chimique est le passage du système de l'état initial à l'état final. La réaction chimique est un modèle descriptif de la transformation chimique qui se réfère uniquement aux réactifs, aux produits et à leurs proportions, et est exprimée par une écriture symbolique appelée l'équation chimique. Les lois de conservation : éléments chimiques / charge électrique / nombre / masse . Il faudra ajuster l’équation chimique avec des nombres entier placés devant les symboles, appelés coefficients stœchiométriques sous la forme : + → + Au cours de la transformation, les variations des quantités de matière des réactifs et des produits sont proportionnelles à une grandeur appelée l’avancement de la réaction et symbolisée par la lettre et exprimée en . Le système chimique atteint son état final par l'expiration de la quantité de matière pour au moins l'un des réactifs, appelé réactif limitant, et l’avancement de la réaction prend sa valeur maximale appelée l’avancement maximal . Le mélange est stœchiométrique si la condition suivante () = () est vérifiée . Cocher la réponse exacte. * Au cours d’une transformation chimique, la quantités de matière des réactifs : □ diminue □ augmente □ reste constante * Au cours d’une transformation chimique, la quantités de matière des produits : □ diminue □ augmente □ reste constante * Au cours d’une transformation chimique, les réactifs : □ apparaissent □ disparaissent * Au cours d’une transformation chimique, les produits: □ apparaissent □ disparaissent * Si + → + alors est un: □ réactif □ produit □ coeff stœchiométrique * Si + → + alors est un: □ réactif □ produit □ coeff stœchiométrique * Si + → + alors est un: □ réactif □ produit □ coeff stœchiométrique * Ajuster les équations chimiques : □… () + ⋯ () + → … () + + ⋯ () □… () + + ⋯ () − → … ( ) () □ … () +⋯ () →… () + ⋯ () * On a () + () + → () + + () alors le mélange est stœchiométrique si : □ ( () ) = ( () + ) □ ( () )= ( () + ) □ ( () ) = ( () + ) * On a () + () + → () + + () , elle consomme ( () + ) = alors : □ ( () + ) = □ ( () + ) = □ ( () + ) = Exercice : 1 QCM
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Physique - Chimie Chimie Les Réactions chimiques
1 [email protected] Pr. HICHAM MAHAJAR
Troisième Partie :
transformation de la matière
Unité 9
Pr. HICHAM MAHAJAR
التفاعلات الكيميائيةLes Réactions
chimiques
Tronc Commun Chimie
Page : 𝟏
𝟒
Au cours d’une transformation chimique, de nouveaux espèces chimiques apparaissent
appelés produits, tandis que d'autres espèces chimiques disparaissent appelés réactifs,
lorsque certaines conditions sont disponibles.
L’état d'un système chimique est défini par : Nature et état (solide 𝒔 - liquide 𝓵 - gaz 𝒈
– aqueux 𝒂𝒒 ) et quantités de matière et 𝑻 température et 𝑷 pression .
La transformation chimique est le passage du système de l'état initial à l'état final.
La réaction chimique est un modèle descriptif de la transformation chimique qui se
réfère uniquement aux réactifs, aux produits et à leurs proportions, et est exprimée par
une écriture symbolique appelée l'équation chimique.
Les lois de conservation : éléments chimiques / charge électrique / nombre / masse .
Il faudra ajuster l’équation chimique avec des nombres entier placés devant les
symboles, appelés coefficients stœchiométriques sous la forme : 𝜶 𝑨 + 𝜷 𝑩 → 𝜸 𝑪 + 𝜹 𝑫
Au cours de la transformation, les variations des quantités de matière des réactifs et
des produits sont proportionnelles à une grandeur appelée l’avancement de la réaction
et symbolisée par la lettre 𝒙 et exprimée en 𝒎𝒐𝒍.
Le système chimique atteint son état final par l'expiration de la quantité de matière pour
au moins l'un des réactifs, appelé réactif limitant, et l’avancement de la réaction 𝒙 prend
sa valeur maximale appelée l’avancement maximal 𝒙𝒎𝒂𝒙.
Le mélange est stœchiométrique si la condition suivante 𝒏𝒊(𝑨)
𝜶=
𝒏𝒊(𝑩)
𝜷 est vérifiée .
Cocher la réponse exacte.
* Au cours d’une transformation chimique,
la quantités de matière des réactifs :
□ diminue □ augmente □ reste constante
* Au cours d’une transformation chimique,
la quantités de matière des produits : □ diminue □ augmente □ reste constante
* Au cours d’une transformation chimique,
les réactifs : □ apparaissent □ disparaissent
* Au cours d’une transformation chimique,
les produits: □ apparaissent □ disparaissent
* Si 𝜶 𝑨 + 𝜷 𝑩 → 𝜸 𝑪 + 𝜹 𝑫 alors 𝑨 est un:
□ réactif □ produit □ coeff stœchiométrique
* Si 𝜶 𝑨 + 𝜷 𝑩 → 𝜸 𝑪 + 𝜹 𝑫 alors 𝑫 est un:
□ réactif □ produit □ coeff stœchiométrique
* Si 𝜶 𝑨 + 𝜷 𝑩 → 𝜸 𝑪 + 𝜹 𝑫 alors 𝜷 est un:
□ réactif □ produit □ coeff stœchiométrique
* Ajuster les équations chimiques :
□… 𝑪𝒖(𝒔) + ⋯ 𝒁𝒏(𝒂𝒒)𝟐+ → … 𝑪𝒖(𝒂𝒒)
𝟐+ + ⋯ 𝑨𝒈(𝒔)
□… 𝑨𝒍(𝒂𝒒)𝟑+ + ⋯ 𝑺𝑶𝟒(𝒂𝒒)
𝟐− → … 𝑨𝒍𝟐(𝑺𝑶𝟒)𝟑(𝒔)
□ … 𝑪𝟑𝑯𝟖(𝒈) + ⋯ 𝑶𝟐(𝒈) → … 𝑯𝟐𝑶(𝒍) + ⋯ 𝑪𝑶𝟐(𝒈)
* On a 𝒁𝒏(𝒔) + 𝟐 𝑯(𝒂𝒒)+ → 𝒁𝒏(𝒂𝒒)
𝟐+ + 𝑯𝟐(𝒈)
alors le mélange est stœchiométrique si :
□ 𝒏𝒊(𝒁𝒏(𝒔))
𝟐=
𝒏𝒊(𝑯(𝒂𝒒)+ )
𝟏 □ 𝒏𝒊(𝒁𝒏(𝒔)) =
𝒏𝒊(𝑯(𝒂𝒒)+ )
𝟐
□ 𝒏𝒊(𝒁𝒏(𝒔))
𝟐=
𝒏𝒊(𝑯(𝒂𝒒)+ )
𝟐
* On a 𝒁𝒏(𝒔) + 𝟐 𝑯(𝒂𝒒)+ → 𝒁𝒏(𝒂𝒒)
𝟐+ + 𝑯𝟐(𝒈) ,
elle consomme 𝒏𝒓(𝑯(𝒂𝒒)+ ) = 𝟒 𝒎𝒐𝒍 alors :
□ 𝒏𝒑(𝒁𝒏(𝒂𝒒)𝟐+ ) = 𝟒 𝒎𝒐𝒍 □ 𝒏𝒑(𝒁𝒏(𝒂𝒒)
𝟐+ ) = 𝟑 𝒎𝒐𝒍
□ 𝒏𝒑(𝒁𝒏(𝒂𝒒)𝟐+ ) = 𝟐 𝒎𝒐𝒍
Exercice : 1 QCM
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تفاعلات الكيميائيةال
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Page : 𝟐
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Ajuster les équations chimiques suivantes :
1- 𝑷(𝒔) + 𝑶𝟐(𝒈) → 𝑷𝟐𝑶𝟓(𝒔)
2- 𝑯𝟐(𝒈) + 𝑶𝟐(𝒈) → 𝑯𝟐𝑶(𝒍)
3- 𝑨𝒍(𝒂𝒒)𝟑+ + 𝑵𝑶𝟑(𝒂𝒒)
− → 𝑨𝒍(𝑵𝑶𝟑)𝟑(𝒔)
4- 𝑭𝒆𝟑𝑶𝟒(𝒔) + 𝑪𝑶(𝒈) → 𝑭𝒆(𝒔) + 𝑪𝑶𝟐(𝒈)
5- 𝑪𝒖(𝒂𝒒)𝟐+ + 𝑨𝒍(𝒔) → 𝑪𝒖(𝒔) + 𝑨𝒍(𝒂𝒒)
𝟑+
6-𝑯𝟐𝑺𝑶𝟒(𝒍) + 𝑪𝒂𝟑(𝑷𝑶𝟒)𝟐(𝒔) → 𝑯𝟑𝑷𝑶𝟒(𝒔)+ 𝑪𝒂𝑺𝑶𝟒(𝒔)
7- 𝑯𝟐𝑺(𝒈) + 𝑺𝑶𝟐(𝒈) → 𝑯𝟐𝑶(𝒍) + 𝑺(𝒔)
8-𝑴𝒏𝑶𝟐(𝒔) + 𝑯𝑪𝒍(𝒈) → 𝑴𝒏𝑪𝒍𝟐(𝒔) + 𝑪𝒍𝟐(𝒈) + 𝑯𝟐𝑶(𝒍)
9- 𝑯𝟐𝑺(𝒈) + 𝑶𝟐(𝒈) → 𝑺𝑶𝟐(𝒈) + 𝑺(𝒔) + 𝑯𝟐𝑶(𝒍)
10- 𝑪𝟔𝑯𝟔(𝒍) + 𝑪𝒍𝟐(𝒈) → 𝑪𝟔𝑯𝟒(𝒍) + 𝑯𝑪𝒍(𝒈)
11- 𝑵𝒂𝟐𝑶𝟐(𝒔) + 𝑯𝟐𝑶(𝒍) → 𝑵𝒂(𝒂𝒒)+ + 𝑯𝑶(𝒂𝒒)
− + 𝑶𝟐(𝒈)
12- 𝑯𝟐𝑶𝟐(𝒈) → 𝑯𝟐𝑶(𝒍) + 𝑶𝟐(𝒈)
13- 𝑪𝒖𝑶(𝒔) + 𝑪(𝒔) → 𝑪𝒖(𝒔) + 𝑪𝑶𝟐(𝒈)
14-𝑯𝟐𝑺(𝒈) + 𝑶𝟐(𝒈) → 𝑺𝑶𝟐(𝒈) + 𝑺(𝒔) + 𝑯𝟐𝑶(𝒍)
15- 𝑪𝑶𝟑(𝒂𝒒)𝟐− + 𝑯+𝑶(𝒂𝒒)
+ → 𝑯𝟐𝑶(𝒍) + 𝑪𝑶𝟐(𝒈)
Introduit un fil de Fer 𝑭𝒆 ( brule à 𝟏𝟎𝟎℃ )
dans un ballon rempli d’un gaz de dichlore
𝑪𝒍𝟐 sous pression à 𝟏 𝒂𝒕𝒎, on observe alors
la formation d'une fumée rousse du chlorure
de fer III 𝑭𝒆𝑪𝒍𝟑 . À la fin de la
transformation, on remarque que le fer n'a
pas complètement réagi.
1- Identifier le système chimique dans l'état
initial et l'état final.
2- Représenter la transformation chimique .
3- Identifier les espèces chimiques réactives
et produites.
4- Ecrire l’équation chimique de cette
transformation .
5- Déterminer le réactif limitant et le réactif
en excès .
Ecrire les équations chimiques pour les
réactions suivantes, puis ajuster-les :
1- La combustion complète de l'éthane
𝑪𝟐𝑯𝟔 dans le dioxyde d'oxygène produit
du dioxyde de carbone et de l'eau.
2- Au cours de la photosynthèse, les
plantes absorbent le dioxyde de carbone
et l'eau pour produire du dioxyde
d'oxygène et du glycose 𝑪𝟔𝑯𝟏𝟐𝑶𝟔 .
3- On place une plaque de fer dans une
solution d'ions de cuivre II 𝑪𝒖𝟐+ et on
observe qu'un dépôt rouge du cuivre et la
formation des ions de fer II 𝑭𝒆𝟐+ .
L’éthanol (liquide incolore) de formule
𝑪𝟐𝑯𝟔𝑶 brûle dans le dioxygène pur. Il se
forme du dioxyde de carbone et de l’eau.
On fait réagir 𝒎 = 𝟐, 𝟓𝟎 𝒈 d’éthanol et
un volume 𝑽 = 𝟐, 𝟎 𝑳 de dioxygène.
1- Ecrire l’équation chimique modélisant
la réaction.
2- Décrire l’état initial du système.
3- Calculer l’avancement maximal.
4- Déterminer le réactif limitant .
5- Déterminer la composition, en quantité
de matière, du système à l’état final.
On donne : 𝑽𝒎 = 𝟐𝟓 𝑳. 𝒎𝒐𝒍−𝟏
Une bouteille de gaz butane 𝑪𝟒𝑯𝟏𝟎 de
masse 𝒎 = 𝟒𝟎 𝒌𝒈 .
1- Ecrire l’équation chimique de la
combustion complète de ce gaz.
2- Créer le tableau d’avancement et
détermine le réactif limitant et 𝒙𝒎𝒂𝒙 .
Exercice : 2
Exercice : 3
Exercice : 6
Exercice : 4
Exercice : 5
On donne : 𝑽𝒎 = 𝟐𝟓 𝑳. 𝒎𝒐𝒍−𝟏
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On réalise la combustion d'un morceau de
carbone de masse 𝒎 = 𝟎, 𝟗𝟔 𝒈 dans le
volume 𝑽 = 𝟏𝟐𝟎 𝑳 du dioxygène qui produit
un gaz qui fait trouble l'eau de chaux.
On donne : 𝑽𝒎 = 𝟐𝟒 𝑳. 𝒎𝒐𝒍−𝟏
et 𝑴(𝑪) = 𝟏𝟐 𝒈. 𝒎𝒐𝒍−𝟏
1- Déterminer la quantité de matière du
dioxygène et de carbone dans l'état initial.
2- Écrire l'équation de réaction et créer le
tableau d’avancement.
3- Déterminer le réactif limitant et la valeur
de 𝒙𝒎𝒂𝒙 .
4- Déterminer la quantité de matière de
carbone restante et du dioxyde de carbone
formé.
La réaction de 𝟎, 𝟎𝟑 𝒎𝒐𝒍 du dihydrogène et
𝟎, 𝟎𝟏 𝒎𝒐𝒍 du dioxygène produit de l'eau
sous pression 𝑷 = 𝟏𝟎𝟓 𝑷𝒂 et à température
𝜽 = 𝟐𝟓°𝑪 .
1- Écrire l'équation de réaction.
2- On considère que 𝒙 l’avancement de
réaction est égal à la quantité de matière du
dioxygène qui disparaît.
2-1- Créer le tableau d’avancement .
2-2- Déterminer le réactif limitant et la
valeur de 𝒙𝒎𝒂𝒙 .
2-3- Déterminer la composition, en quantité
de matière, du système à l’état final.
On réalise la combustion complète de
𝑽 = 𝟒𝟖, 𝟎 𝑳 du butane 𝑪𝟒𝑯𝟏𝟎 à la pression
𝑷 et à la température 𝑻 en utilisant
𝑽′ = 𝟏𝟐𝟎 𝑳 du dioxygène à la même
température et à la même pression.
1- Déterminer la quantité de matière du
butane et du dioxygène dans l'état initial.
2- Écrire l'équation de réaction et créer le
tableau d’avancement.
3- Déterminer le réactif limitant et la
valeur de 𝒙𝒎𝒂𝒙 .
4- Déterminer la composition, en quantité
de matière, du système à l’état final.
5- Déterminer la quantité de matière du
dioxygène nécessaire pour un mélange
stœchiométrique.
On donne : 𝑽𝒎 = 𝟐𝟒 𝑳. 𝒎𝒐𝒍−𝟏
On réalise la combustion complète, dans un
bécher, de 𝟎, 𝟎𝟎𝟒 𝒎𝒐𝒍 de méthane 𝑪𝑯𝟒 et
𝟎, 𝟎𝟑𝟔 𝒎𝒐𝒍 d'air à 𝜽 = 𝟐𝟎 ° 𝑪 et sous
pression de 𝑷 = 𝟏 𝒃𝒂𝒓. L'air se compose de
𝟐𝟎% (𝑶𝟐) et de 𝟖𝟎% (𝑵𝟐) .
On donne : 𝑽𝒎 = 𝟐𝟒 𝑳. 𝒎𝒐𝒍−𝟏
et 𝑴(𝑯𝟐𝑶) = 𝟏𝟖 𝒈. 𝒎𝒐𝒍−𝟏
1- Déterminer l'état initial du système
chimique.
2- On ouvre le bécher et on approche une
flamme pour que le méthane brûle dans
l'oxygène et produit du dioxyde de carbone
et de l'eau.
2-1- Écrire l'équation de réaction et créer le
tableau d’avancement.
2-2- Déterminer le réactif limitant et la
valeur de 𝒙𝒎𝒂𝒙 .
2-3- Déterminer le bilan de matière du
système à l’état final .
3- Calculer le volume de gaz formé.
4- Calculer la masse d'eau formée.
Exercice : 7
Exercice : 8
Exercice : 10
Exercice : 9
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Troisième Partie :
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Le diagramme
représente les
courbes de
l'évolution des
quantités de
matière des
espèces
chimiques au
cours de la transformation chimique.
La quantité de matière initiale d'eau
(solvant) n'a pas été prise en considération
dans le diagramme.
1- Identifier les réactifs et les produits de
cette transformation.
2- Déterminer les quantités de matière
initiales des réactifs.
3- Détermine le réactif limitant et la valeur
de 𝒙𝒎𝒂𝒙 .
4- Donner le bilan de matière du système à
l’état final .
On mélange le volume 𝑽𝟏 = 𝟏𝟎𝟎 𝒎𝑳 de la
solution de chlorure de calcium
𝑪𝒂(𝒂𝒒)𝟐+ + 𝟐𝑪𝒍(𝒂𝒒)
− avec le même volume de
la solution de nitrate d'argent
𝑨𝒈(𝒂𝒒)+ + 𝑵𝑶𝟑(𝒂𝒒)
− . Les deux solutions ont
la même concentration 𝑪 = 𝟏𝟎−𝟐𝒎𝒐𝒍/𝑳 .
La réaction se fait entre les ions 𝑨𝒈(𝒂𝒒)+ et
𝑪𝒍(𝒂𝒒)− pour donner un précipité de chlorure
d'argent.
1- Écrire l'équation de réaction de
précipitation et créer le tableau
d’avancement.
2- Déterminer la quantité de matière du
précipité formé à l’état final.
3- Déterminer les valeurs des
concentrations molaires effectives des ions
présents dans la solution à l’état final .
Lors de la synthèse de l’aspirine au
laboratoire, on utilise 𝒎 = 𝟑, 𝟑 𝒈 d’acide
salicylique solide 𝑪𝟕𝑯𝟔𝑶𝟑 et 𝑽 = 𝟕, 𝟎 𝒎𝑳
d’anhydride acétique 𝑪𝟒𝑯𝟔𝑶𝟑 liquide.
1- Calculer les quantités de matière
initiales des réactifs.
2- L’équation de la réaction s’écrit : 𝑪𝟕𝑯𝟔𝑶𝟑(𝒔) + 𝑪𝟒𝑯𝟔𝑶𝟑(𝒍) → 𝑪𝟗𝑯𝟖𝑶𝟒(𝒔) + 𝑪𝟐𝑯𝟒𝑶𝟐(𝒍)
A l’aide d’un tableau d’avancement, donner
le bilan de matière du système à l’état final.
3- Déterminer les masses des espèces
chimiques présentes dans l’état final.
4- Quelle masse d’acide salicylique aurait-il
fallu utiliser pour que le mélange initial soit
stœchiométrique ?
On donne : Masse volumique de l’anhydre
acétique 𝝆 = 𝟎, 𝟎𝟖 𝒈. 𝑳−𝟏
On réalise dans un flacon de 𝑽 = 𝟐, 𝟓 𝑳 , la
combustion de 𝟐 𝒎𝒐𝒍 de pyrite 𝑭𝒆𝑺(𝒔) en
la faisant réagir avec 𝟑, 𝟓 𝒎𝒐𝒍 de dioxygène
𝑶𝟐(𝒈) ; il se forme de l'oxyde de fer
𝑭𝒆𝟐𝑶𝟑(𝒔) et du dioxyde de soufre 𝑺𝑶𝟐(𝒈).
1- Écrire l'équation de la réaction.
2- Créer le tableau d’avancement
présentant un bilan de matière.
3- Que peut-on dire de la réaction ?
4- Déterminer la pression de gaz dans le
flacon à l'état final.
On donne : 𝑹 = 𝟖, 𝟑𝟏𝟒 (𝑺𝑰) et 𝜽 = 𝟐𝟓 ° 𝑪
Exercice : 11
Exercice : 12
Exercice : 14
Exercice : 13
