exercice 4
On considère la réaction suivante qui a lieu à
:
A l'instant initial,
moles de
sont mises en présence de carbone solide en excès (les gaz seront supposés parfaits). A l'équilibre, la pression totale P est de 4 atm.
1- Donner l'expression de la constante d'équilibre
en fonction de
et de la variable chimique
à l'équilibre.
1-L'expression de la constante d'équilibre :
- Le tableau d'avancement de la réaction :
| |
||||
| t=0 | Excès | 0 | ||
| Excès | ||||
( avec
, l'activité de l'espèce)
2- Calculer la constante
sachant qu'à l'équilibre, le nombre de moles de
est de 1,24 moles et le degré d'avancement
de la réaction est de 62%.
2- Calcul de la constante d'équilibre
:
- le degré d'avancement :
Comme
alors
Donc :
3- Calculer l'enthalpie standrard de la réaction (
) sachant que la constante d'équilibre à
est double de celle à
(on supposera que
varie peu avec la température).
3- Calcul de l'enthalpie standard de la réaction :
Comme
ne varie pas avec la température nous obtenons cette formule :
Comme la constante d'équilibre à
est double de celle à
:
4- En déduire la quantité de chaleur Q échangée à pression constante, à l'équilibre.
4- La quantité de chaleur échangée :
5- Dans quel sens sera déplacé l'équilibre ?
- a) Si on ajoute un gaz inerte à volume et température constants.
- b) Si on diminue la température du système.
- c) Si on augmente le volume du système à temprérature constante.
Justifier vos réponses.
5- Le sens de déplacement de l'équilibre :
- a) L'ajout d'un gaz inerte à volume et temprérature constants, ne déplacera pas l'équilibre car il n'y a aucune variation des pressions partielles des composés gazeux, ni le quotient réactionnel à l'équilibre, ni la constante d'équilibre ne sont modifiées, l'état d'équilibre est donc inchangé .
- b) La diminution de la temprérature du système déplacera l'équilibre dans le sens qui fait augmenter la température du système, c'est à dire dans le sens exothermique de la transformation, donc dans le sens 2 (car la réaction est endothermique).
- c) L'augmentation du volume du système à température constante déplacera l'équilibre dans le sens 1, sens de l'augmentation du nombre de moles gazeuses.
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