Exercices




Pour commencer

Modélisation des transformations chimiques

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11
Savoir modéliser une réaction chimique

ANA : Faire le lien entre un modèle microscopique et une observation macroscopique

plongeur

Lors d’une plongée sous-marine, la respiration est possible grâce aux bouteilles de plongée. Elles sont remplies d’un mélange de gaz constitué de dioxygène O2\text{O}_2 et de diazote N2\text{N}_2. Ces deux gaz sont inspirés par le plongeur et transportés dans l’organisme par le sang. Le diazote n’est pas consommé et s’accumule dans le sang alors que le dioxygène est consommé par les muscles. En réagissant avec le glucose C6H12O6\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6, il produit du dioxyde de carbone CO2\text{CO}_2 et de l’eau H2O\text{H}_2\text{O} ainsi que l’énergie nécessaire à la mise en mouvement des muscles.


1. Parmi toutes les espèces citées ci-dessus, une espèce est spectatrice. Laquelle ?

2. Quels sont les réactifs de la transformation ?


3. Quels sont les produits de la transformation ?


4. Écrire l’équation de la réaction.

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12
Analyser un énoncé

MOD : Modéliser une transformation

La fermentation lactique est un procédé utilisé pour conserver certains types d’aliments (yaourts, certains fromages, etc.). Elle produit de l’acide lactique C3H6O3\text{C}_3\text{H}_6\text{O}_3 à partir du glucose C6H12O6\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 du lait, grâce à certaines bactéries. Cette formation d’acide fait diminuer le pH du milieu, ce qui ralentit la prolifération de certaines bactéries non désirées. Plus il y a d’acide lactique formé, moins les bactéries sont actives, et l’aliment se conserve mieux.


1. Quel est le réactif de la réaction ?


2. Quel est le produit de la réaction?

3. Écrire l’équation de la réaction.


Fermentation Lactique
Lactobacilles produisant l’acide lactique.

Variation de température

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16
Étudier une dissolution

MOD : Utiliser rigoureusement le modèle de l’énergie

Les poches de froid utilisées par les sportifs contiennent deux compartiments : un contenant du nitrate de sodium NaNO3\text{NaNO}_3 et un contenant de l’eau. Lorsque les deux se mélangent, la poche refroidit.

1. Écrire l’équation de dissolution du nitrate de sodium dans l’eau sachant qu’il y a formation de ces ions constitutifs : Na+ \text{Na}^+ et NO3\text{NO}^-_3.


2. Cette transformation est-elle endothermique ou exothermique ?


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15
Étudier une combustion

MOD : Utiliser rigoureusement le modèle de l’énergie

Pour étudier la combustion du carbone, on suspend un bout de charbon à une plaquette en bois. On allume le morceau de charbon à l’aide d’un briquet et on le place à l’intérieur d’un flacon contenant de l’air. On observe alors la formation de dioxyde de carbone dans le flacon.

1. Écrire l’équation de la réaction expliquée dans ce texte.


2. Pourquoi le morceau de charbon n’a-t-il pas été entièrement consommé ?


3. Il y a eu augmentation de la température globale du système, comment qualifier cette réaction ?


Pour s'échauffer

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8
Réactif limitant

Dans la pile Daniell, les ions cuivre (II), bleus en solution, réagissent avec le zinc solide présent sur une électrode. À la fin de la réaction, la solution est encore bleue.

Quel est le réactif limitant ?


9
Variation de température (1)

Lorsque l’on dissout le chlorure de sodium dans de l’eau, la température du système s’abaisse.

Comment qualifie-t-on cette transformation ?

10
Variation de température (2)

Lors de la combustion du propane C3H8\text{C}_3\text{H}_8 dans le dioxygène, de l’eau et du dioxyde de carbone se forment.
1. Écrire l’équation de la réaction.



2. Il y a échauffement du système : est-ce une transformation endothermique ou exothermique ?


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5
Équation de réaction (1)

Le fer solide Fe\text{Fe} réagit lorsqu’il est plongé dans une solution contenant des ions hydrogène H+.\text{H}^+.
Un gaz est formé : le dihydrogène H2\text{H}_2 et des ions fer (II) Fe2+\text{Fe}^{2+} apparaissent en solution.

Écrire l’équation de la réaction correspondant à cette transformation chimique.



6
Équation de réaction (2)

Ajuster cette équation de réaction :
Al(s)+\text{Al(s)}\:+ H+(aq)\text{H}^+\text{(aq)}\rightarrowAl3+(aq)+ \text{Al}^{3+}\text{(aq)} \: + H2(g)\text{H}_2 \text{(g)}


7
Équation de réaction (3)

On étudie la formation d’un précipité rouge selon la réaction : Fe3+(aq)+3OH(aq)Fe(OH)3(aq)\text{Fe}^{3+}\text{(aq)} + 3 \:\text{OH}^-\text{(aq)} \rightarrow \text{Fe(OH)}_3 \text{(aq)}

Que signifie le chiffre 3 inscrit devant les ions hydroxyde selon l’équation de la réaction ?


Stœchiométrie des réactions chimiques

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13
Identifier le réactif limitant

MOD : Modéliser une transformation

On étudie la synthèse de l’aspirine. On insère 100 g d’acide salicylique de formule C7H6O3\text{C}_7\text{H}_6\text{O}_3 en solution et on ajoute 100 g d’anhydride éthanoïque de formule C4H6O3.\text{C}_4\text{H}_6\text{O}_3. On obtient alors de l’aspirine de formule C9H8O4 \text{C}_9\text{H}_8\text{O}_4 ainsi que de l’acide éthanoïque de formule C2H4O2.\text{C}_2\text{H}_4\text{O}_2.

1. Quelle est l’équation de la réaction ?


2. Quel est le réactif limitant ?


Données

Une mole d’acide salicylique a une masse de 138 g tandis qu’une mole d’anhydrique éthanoïque a une masse de 102 g.
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14
Comprendre l’écriture d’une équation de réaction

MATH : Pratiquer le calcul numérique

La synthèse de l’ammoniac se produit selon cette équation de réaction non ajustée :
N2(g)+H2(g)NH3(g).\text{N}_2 (\text{g}) + \text{H}_2 (\text{g}) \rightarrow \text{NH}_3 (\text{g}).

1. Ajuster l’équation de la réaction.


2. On se place dans les proportions stœchiométriques. Compléter ce tableau en conséquence :

n(N2)n(\text{N}_2) (mol)
1  5
n(H2)n(\text{H}_2) (mol)
1 8

Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

Savoir écrire et équilibrer une équation de réaction :
11
12
DIFF
21

Savoir identifier le réactif limitant :
13
21

Savoir relier les variations de température aux proportions de réactifs :
16
25

Une notion, trois exercices


DIFFÉRENCIATION
Savoir-faire : Savoir écrire et équilibrer une équation de réaction

17
Test d’identification des ions chlorure

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MOD : Modéliser une transformation

En ajoutant du nitrate d’argent, AgNO3\text{AgNO}_3, dans une solution contenant des ions chlorure, Cl\text{Cl}^-, il y a formation d’un précipité blanc qui noircit à la lumière.

1. Lorsque l’on met le nitrate d’argent en solution, il se dissocie en ses ions constitutifs : Ag+\text{Ag}^+ et NO3.\text{NO}^-_3. Écrire cette équation de dissolution.


2. Écrire l’équation de formation du précipité.


3. Quelle espèce, présente en solution, est spectatrice de cette deuxième transformation ?


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18
Test d’identification des ions fer (II)

MOD : Modéliser une transformation

Pour mettre en évidence la présence d’ions fer (II), Fe2+\text{Fe}^{2+}, dans une solution, on peut ajouter quelques gouttes d’hydroxyde de sodium, NaOH.\text{NaOH}. Il y aura formation d’un précipité vert de formule Fe(OH)2.\text{Fe(OH)}_2.

Écrire l’équation de formation du précipité.
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19
Test d’identification des ions aluminium

MOD : Modéliser une transformation

Les ions aluminium, Al3+\text{Al}^{3+}, peuvent être identifiés en solution grâce à la formation d’un précipité blanc lorsque l’on ajoute quelques gouttes d’hydroxyde de sodium NaOH.\text{NaOH}.

1. Écrire l’équation de la réaction de formation du précipité.


2. Quel est a priori le réactif limitant ?

Solution d'ions chlorure avec du nitrate d'argent
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