CONSIGNES :
a) Ce travail est réalisé en équipe de 2 personnes. Remettre 1 seule copie par équipe;
b) Vous devez le remettre, au plus tard le 24 mars avant 16h00, dans le casier sous le pigeonnier situé au local C2-2010.
QUESTION 1
Soit la réaction suivante qui répond à une cinétique d’ordre 3 : A → B a) Quels seront les unités de la constante cinétique?
b) Quelle est l’expression mathématique reliant la concentration en A au temps?
c) Quelle expression mathématique permet de linéariser l’expression trouvée en b)?
d) Tracer un graphique montrant l’évolution temporelle de A.
e) Expliquez comment vous détermineriez la valeur de la constante cinétique à l’aide de données présentant l’évolution temporelle de A (soyez explicite).
QUESTION 2
La bromation de l’acétone est catalysée par un acide (H+) est exprimé par l’équation suivante :
CH3COCH3 + Br2𝐻+��CH3COCH2Br + H+ + Br-
On a mesuré la vitesse de disparition du brome à différentes concentrations d’acétone, de brome et d’ions H+ (voir Tableau 1).
Tableau 1. Données expérimentales permettant de répondre à la question 2
[CH3COCH3] (M) [Br2] (M) [H+] (M) Vitesse de disparition du Br2 (M/s)
0.3 0.05 0.05 5.7X10-5
0.3 0.1 0.05 5.7X10-5
0.3 0.05 0.1 1.2X10-4
0.4 0.05 0.2 3.1X10-4
0.4 0.05 0.05 7.6X10-5
a) Quelle est l’expression de la loi de vitesse de cette réaction?
b) Déterminez la constante cinétique.
QUESTION 3
La vitesse de la réaction suivante présente des caractéristiques d’ordre 1 (V=k[CH3COOC2H5]) malgré le fait que théoriquement cette réaction est d’ordre 2 (V=k[CH3COOC2H5][H2O]).
CH3COOC2H5 (aq) + H2O(l)⇒ CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) Expliquez pourquoi.
QUESTION 4
L'éthylène est à la base d'un grand nombre de molécules dans l'industrie chimique. Il est à la source d'un grand nombre de polymères et de matières plastiques. L’éthylène peut être produit par déshydrogénation de l’éthane contenu dans le gaz naturel selon la réaction suivante :
C2H6(g)→ C2H4(g) + H2(g) En utilisant la loi de Hess, déterminez l’enthalpie de cette réaction.
Supposez que cette réaction suit une cinétique de 1er ordre dont la constante est de 4.6 X 10-4 s-1. Quelle sera la quantité d’éthylène produite et d’énergie nécessaire (ou dégagée) après un temps de réaction de 5 minutes. Le système contient initialement 5 moles d’éthane.
QUESTION 5
L’intérieur des réfrigérateurs est refroidi car la vaporisation des gaz réfrigérants « pompent » la chaleur qu’il contient. Historiquement, 2 gaz réfrigérants ont été utilisés : le Fréon (CF2Cl2) et l’ammoniac (NH3). L’énergie de vaporisation du NH3 est de 1.36 kJ g-1, tandis que celle du CF2Cl2 est de 161 J g-1.
a) Pourquoi l’ammoniac a-t-elle une énergie de vaporisation plus élevée que celle du Fréon?
b) Quelle quantité d’énergie pouvez-vous pomper avec 450 g de chacune de ces substances?
c) Quel est le meilleur référant?
QUESTION 6
Quelle sera la température finale de l’eau si 45.67 kJ d’énergie thermique est enlevée à 18.5 g d’H2O(g) initialement à 122ºC et 1 atm. Les informations suivantes peuvent être utilisées :
Cp H2O(s) = 2.03 J/(g*ºC) Cp H2O(l) = 4.18 J/(g*ºC) Cp H2O(g) = 2.01 J/(g*ºC)
H fusion = 334 J/g H vaporisation = 2260 J/g
