La réaction chimique et son bilan
A.
Luttringer
Exemple 1 :
On fait brûler 1 mole de carbone C dans 3 mol de dioxygène O
2. Il se forme du CO
2.
1 ) Compléter le tableau ci-dessous.
Équation bilan C + O2 CO2 Quantités de
matière ( mol) nC n(
O
2) n(CO2)Etat initial 1 3 0
2 ) Compléter le tableau ci-dessous lorsqu’il s’est formé 0,2 mol de CO
2( état 1 )
Équation bilan C + O2 CO2 Quantités de
matière ( mol) nC n(O2) n(CO2)
Etat initial 1 3 0
Etat 1
Chaque fois qu’il se forme 1 molécule de CO
2, il disparaît 1 atome de C; donc, s’il s’est formé 0,2 mole de CO
2, il a disparu 0,2 mol de C.
Chaque fois qu’il se forme 1 molécule de CO
2, il disparaît 1 molécule de O
2; donc, s’il s’est formé 0,2 mole de CO
2il a disparu 0,2 mol de O
21 - 0,2
= 0,8
3 - 0,2
= 2,8 0,2
3 ) Compléter le tableau ci-dessous lorsqu’il s’est formé 0,7 mol de CO
2( état 2 )
Équation bilan C + O2 CO2 Quantités de
matière ( mol) nC n(O2) n(CO2)
Etat initial 1 3 0
Etat 2
S’il s’est formé 0,7 mole de CO
2, il a disparu : 0,7 mole de O
2et 0,7 mol de C
1 - 0,7
= 0,3
3 - 0,7
= 2,3 0,7
Exemple 2 :
On fait réagir 1 mole de magnésium Mg et 1 mol d’ions H
+. Il se forme des ions Mg
2+et du dihydrogène H
2.
1 ) Compléter le tableau ci-dessous.
n(Mg) Équation bilan
Etat initial
n(H2) n(Mg2+)
n(H+) Quantités de
matière ( mol)
L’équation bilan doit être équilibrée!!!!
Mg + H2 + Mg2+ + H2
1 1 0 0
2 ) Compléter le tableau ci-dessous lorsqu’il s’est formé 0,3 mol de H
2( état 1 )
Chaque fois qu’il se forme 1 molécule de H
2, il se forme 1 ion Mg
2+Donc, s’il s’est formé 0,3 mole de H
2, il s’est formé 0,3 mole de Mg
2+Équation bilan Mg + 2 H+ Mg2+ + H2 Quantités de
matière ( mol) n(Mg) n(H+) n(Mg2+) n(H2)
Etat initial 1 1 0 0
Etat 1 0,3 0,3
2 ) Compléter le tableau ci-dessous lorsqu’il s’est formé 0,3 mol de H
2( état 1 )
Chaque fois qu’il se forme 1 molécule de H
2, il disparaît 1 atome de Mg et 2 ions H
+.Donc, s’il s’est formé 0,3 mole de H
2, il a disparu : 0,3 mole de Mg et 2 0,3 mol d’ions H
+Équation bilan Mg + 2 H+ Mg2+ + H2 Quantités de
matière ( mol) n(Mg) n(H+) n(Mg2+) n(H2)
Etat initial 1 1 0 0
Etat 1 1- 0,3 0,3 0,3
= 0,7 1- 2
0,3= 0,4
On a ainsi fait un « bilan de matière »
3 ) Compléter le tableau ci-dessous lorsque 0,5 mol de Mg a réagi ( état 2 )
Si 0,5 mole de Mg a réagi, il s’est formé 0,5 mole de Mg
2+et 0,5 mole de H
2Équation bilan Mg + 2 H+ Mg2+ + H2 Quantités de
matière ( mol) n(Mg) n(H+) n(Mg2+) n(H2)
Etat initial 1 1 0 0
Etat 2 1- 0,5 0,5 0,5
= 0,5
3 ) Compléter le tableau ci-dessous lorsque 0,5 mol de Mg a réagi ( état 2 )
Si 0,5 mole de Mg a réagi, il a disparu : et 2 0,5 mol d’ions H
+Équation bilan Mg + 2 H+ Mg2+ + H2 Quantités de
matière ( mol) n(Mg) n(H+) n(Mg2+) n(H2)
Etat initial 1 1 0 0
Etat 2
La réaction s’arrête car il n’y a plus d’ions H+.
L’ ion H+ est le
réactif limitant
0,5 1- 0,5 0,5
= 0,5
1- 2
0,5= 0
Exemple 3 :
On fait réagir 0,8 mole d’éthanol C
2H
6O et 5 mol de dioxygène O
2. Il se forme du dioxyde de carbone CO
2et de l’eau H
2O.
1 ) Compléter le tableau ci-dessous.
Équation bilan
Etat initial
L’équation bilan doit être
C2H6O + O3 2 CO2 2 + H3 2O 0 0
5 0,8
2 ) Faire le bilan de matière lorsque
x
mol de C2H6O ont réagi. ( état « intermédiaire » )Chaque fois qu’une molécule de C
6H
6O réagit, il se forme 2 molécules CO
2et 3 molécules H
2O
2
x
0,8-
x
Etat initial Équation bilan
Etat
intermédiaire
C2H6O + O3 2 CO2 2 + H3 2O 0 0
5 0,8
3
x
2 ) Faire le bilan de matière lorsque
x
mol de C2H6O ont réagi. ( état « intermédiaire » )Chaque fois qu’une molécule de C
6H
6O réagit, il disparaît 3 molécules O
22
x
0,8-
x
5- 3 x
Etat initial Équation bilan
Etat
intermédiaire
C2H6O + O3 2 CO2 2 + H3 2O 0 0
5 0,8
3
x
Exemple 4 :
1 ) Compléter le tableau ci-dessous.
Etat
x
intermédiaire
0 3
x =
1 Etat initialC + O2 CO Équation bilan
2
x
2 0
3 -
x
1- 2
x
2
2 ) Calculer l’avancement maximal et compléter le tableau d’avancement ci-dessous ( en mol)
Équation bilan C + O2 CO
Etat initial
x =
1 3 0Etat
intermédiaire
x
Etat final
x
max=2
x
2
0
3 -
x
1- 2
x
2
Si C est le réactif limitant :
1- 2x
max= 0 x
max= 0,5 mol
1- 2
