Équilibres chimiques — Exercices et problèmes
3.1
Exprimez la constante d'équilibre des réactions suivantes en fonction de mesures judicieusement choisies de la quantité des espèces impliquées:
- Cl2 (g) + 2 OH¯ (aq) → Cl¯ (aq) + OCl¯ (aq)+ H2O (l)
- Hg (l) + I2 (g) → HgI2 (s)
Réponse
3.2
Calculez la constante d'équilibre de la réaction à 25°C:
Cu (s) + 2 Ag+ (aq) → Cu2+ (aq) + 2 Ag (s)
3.506×1015
3.3
La réaction suivante est de grande importance sur le plan géochimique:
CaCO3 (s, calcite) + CO2 (g) + H2O (l) → Ca2+ (aq) + HCO3¯ (aq)
- Vérifiez si la réaction est équilibrée et ajoutez les coefficicients stoéchiométriques appropriés au besoin;
- Exprimez le quotient de la réaction d'abord avec les activités de toutes les espèces impliquées, puis avec une mesure judicieusement choisie de la quantité présente;
- Calculez ΔG° et ΔH° de la réaction à 25°C;
- Calculez la constante d'équilibre;
- La réaction est-elle favorisée par un chauffage?
c) ΔG°=+33.47 kJ.mol-1; ΔH°=-39.87 kJ.mol-1; d) 1.369×10-6; e) défavorisée par chauffage
3.4
Lorsque la réaction suivante a atteint l'équilibre, on ajoute I
2 dans le mélange réactionnel. La concentration de ICl
2¯ dans la solution va-t-elle augmenter, diminuer ou rester la même?
Br2 (aq) + I2 (s) + 4 Cl¯ (aq)→ 2 Br¯ (aq) +2 ICl2¯ (aq)
concentration inchangée
3.5
On laisse la réaction
N2O3 (g) → NO (g) + NO2 (g)
atteindre l'équilibre. L'enthalpie standard de la réaction est ΔH° = +39.7 kJ/mol. Prédire dans quelle direction évolue le système si on perturbe l'équilibre en:
- ajoutant NO (g) au mélange ?
- enlevant NO2 (g) du mélange ?
- chauffant le système ?
- ajoutant un catalyseur de la réaction ?
a) déplacé vers les réactifs; b) et c) déplacé vers les produits; d) inchangé
3.6
Calculez ΔG° à 25°C de la réaction:
n-heptane (l) → n-heptane (aq)
sachant que (1) la solubilité (c'est-à-dire la quantité maximum que l'on peut dissoudre) de l'heptane dans l'eau à 25°C est 0.050 g/L, et (2) l'eau n'est pas soluble dans l'heptane.
+18.85 kJ.mol-1
3.7
Lors de la décomposition thermique du carbonate de calcium:
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
on observe que la pression de vapeur de CO
2 à l'équilibre passe de 22.6 mmHg à 700°C à 1829 mmHg à 950°C. Calculez l'enthalpie de la réaction.
ΔH = 173.9 kJ/mol