La réaction chimique

 

Avertissement:

Les exercices qui suivent sont des grands classiques.
Ils nécessitent l'utilisation de techniques de calcul que tout élève de classe scientifique se doit de maîtriser.
Travaillez-les avec beaucoup d'attention.

 

Dans les exercices qui suivent, on utilisera les masses molaires atomiques suivantes:

M(Al)=27g.mol-1;

M(H)=1g.mol-1;

M(C)=12g.mol-1;

M(Fe)=55,8g.mol-1;

M(S)=32,1g.mol-1;

M(Na)=23g.mol-1;

M(Cl)=35,5g.mol-1;

M(Ti)=47,9g.mol-1

M(O)=16g.mol-1;

M(Mg)=24,3g.mol-1;

 

 

 

 

 

 

Quantité de matière et nombre d'Avogadro

Quantité de Fer:

1. Quelle est la quantité de matière correspondant à 111,6g de fer?

2. Combien y a t'il d'atomes dans 111,6g de fer?

Correction

 

Masse d'aluminium:

1. Quelle est la masse de 1,25 mol d'aluminium?

2. Quelle est la masse d'un atome d'aluminium?

Correction

 

Eau:

1. Quelle est la masse molaire de l'eau?

2. Quelle est la quantité de matière contenue dans 3,60g d'eau?

3. Quelle est la quantité de matière contenue dans 1kg d'eau?

4. Quelle est la masse de 5.10-2 mol d'eau?

Correction

 

Produit inconnu:

1. La masse de 0,85 mol d'un composé moléculaire est 37,40g. Quelle est la masse molaire de ce composé?

2. Ce composé peut-il être du dioxyde de carbone?

Correction

 

Volume molaire des gaz:

1. Quel est le volume occupé par 0,80 mol de dioxygène dans les conditions normales de température et de pression?

2. Quel est le volume occupé par 7,8g de dioxygène dans les conditions normales de température et de pression?

3. Quelle est la quantité de matière contenue dans 15L de dioxygène?

4. Quelle est la masse de 22L de dioxygène?

Correction

 

Exercices avec des réactifs dans les proportions stoechiométriques

Combustion du méthane:

On réalise la combustion d'une masse m=3,20g de méthane CH4 en présence de dioxygène. On obtient du dioxyde de carbone CO2 et de l'eau.

1. Écrire l'équation de la réaction.

2. Déterminer la masse d'eau obtenue.

3. Quel est le volume de dioxyde de carbone dégagé par la réaction mesuré dans les conditions normales de température et de pression?

4. Déterminer le volume de dioxygène consommé par la combustion mesuré dans les conditions normales de température et de pression.

Correction

 

Formation de soufre:

Le gaz sulfure d'hydrogène H2S réagit spontanément avec le dioxyde de soufre gazeux SO2 pour donner soufre et de l'eau.

1. Écrire l'équation bilan de la réaction.

2. Quel volume minimum de dioxyde de soufre doit-on faire agir avec 1,2L de sulfure d'hydrogène pour faire disparaître tout le sulfure d'hydrogène?

3. Quelle est la masse de soufre recueillie?

Correction

 

Métallurgie du fer:

Dans un haut-fourneau, à haute température, le monoxyde de carbone réagit avec du minerai de fer (Fe2O3) pour donner du dioxyde de carbone et de la fonte (fer presque pur).

1. Écrire l'équation bilan de la réaction.

2. Le monoxyde de carbone est formé par action du gaz dioxygène sur le "coke" (carbone C).
Écrire l'équation bilan de cette réaction. 

3. Quelle masse de fonte obtient-on avec une tonne de Fe2O3?

4. Quelle masse de "coke" serait alors consommée?

Correction

 

Réactifs en excès - réactif limitant

Fabrication industrielle du titane:

Le titane est un métal très utilisé dans l'industrie aéronautique à cause de sa faible densité et de ses bonnes propriétés mécaniques.
Une des étapes de sa fabrication industrielle est donnée par l'équation ci-dessous:

TiCl4 + 2Mg Ti + 2MgCl2

On mélange 380kg de chlorure de titane avec 100kg de magnésium.

1. Les réactifs sont-ils introduits dans les proportions stoechiométriques?

2. Calculer la masse des produits formés et celle du réactif resté en excès.

Correction 

 

Précipité:

On mélange un volume V1=10mL d'une solution de sulfate de fer (II) avec un volume V2=40mL d'une solution d'hydroxyde de sodium. La solution ferreuse a pour concentration C1=0,4mol.L-1 et celle d'hydroxyde de sodium C2=0,2mol.L-1.

1. Que se passe t-il? Écrire l'équation bilan de la réaction.

2. Les réactifs sont ils introduits dans les proportions stoechiométriques?

3. Quelle masse obtient-on par filtration de ce mélange et séchage à l'étuve du précipité recueilli dans le filtre?

Correction
 

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