19:I[44578,["/_next/static/immutable/chunks/2gtpnylaz50zo.js","/_next/static/immutable/chunks/22kg_k_j3c_ao.js","/_next/static/immutable/chunks/3s-qhi50ildb6.js"],"default"] 1a:T2c38,{ "consigne": "Pour chaque situation, choisis d'abord la relation, puis calcule.", "donnees": [ { "cle": "titreH", "tex": "Enthalpies standard de formation, en kJ.mol⁻¹ :" }, { "cle": "hCaCO3", "tex": "\\Delta_f H^\\circ(\\mathrm{CaCO_3}, s) = -1\\,207{,}0" }, { "cle": "hCaO", "tex": "\\Delta_f H^\\circ(\\mathrm{CaO}, s) = -635{,}1" }, { "cle": "hCO2", "tex": "\\Delta_f H^\\circ(\\mathrm{CO_2}, g) = -393{,}5" }, { "cle": "titreM", "tex": "Masses molaires, en g.mol⁻¹ :" }, { "cle": "mCaCO3", "tex": "M(\\mathrm{CaCO_3}) = 100{,}1" }, { "cle": "mCaO", "tex": "M(\\mathrm{CaO}) = 56{,}1" }, { "cle": "mNa2SO3", "tex": "M(\\mathrm{Na_2SO_3}) = 126{,}1" }, { "cle": "mO2", "tex": "M(\\mathrm{O_2}) = 32{,}0" } ], "questions": [ { "enonce": "Dans un four à chaux, le calcaire se décompose : CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g). Pour calculer l'enthalpie standard de cette réaction, quelle relation utilises-tu ?", "choix": [ "\\Delta_r H^\\circ = \\sum \\nu \\Delta_f H^\\circ(\\text{produits}) - \\sum \\nu \\Delta_f H^\\circ(\\text{réactifs})", "\\Delta_r H^\\circ = \\sum \\nu \\Delta_f H^\\circ(\\text{produits}) + \\sum \\nu \\Delta_f H^\\circ(\\text{réactifs})", "\\Delta_r H^\\circ = \\dfrac{\\sum \\nu \\Delta_f H^\\circ(\\text{produits})}{\\sum \\nu \\Delta_f H^\\circ(\\text{réactifs})}", "\\Delta_r H^\\circ = \\sum \\nu \\Delta_f H^\\circ(\\text{réactifs}) - \\sum \\nu \\Delta_f H^\\circ(\\text{produits})" ], "bonne": 0, "explication": "On calcule la somme pour les produits, moins la somme pour les réactifs, et on multiplie chaque enthalpie par son coefficient. Si tu inverses l'ordre, le signe change, et une réaction exothermique semble alors endothermique.", "donnees": [] }, { "enonce": "Calcule cette enthalpie standard de réaction en kJ.mol⁻¹.", "reponse": 178.4, "unite": "kJ.mol⁻¹|kJ/mol", "tolerancePct": 2, "aide": "Attention aux signes : ce sont trois nombres négatifs.", "explication": "ΔrH° = (−635,1 − 393,5) − (−1 207,0) = −1 028,6 + 1 207,0 = +178,4 kJ.mol⁻¹. Cette valeur est positive et grande, donc la décomposition est fortement endothermique. C'est pourquoi un four à chaux consomme autant d'énergie.", "donnees": [ "titreH", "hCaCO3", "hCaO", "hCO2" ] }, { "enonce": "Le four doit produire 20 t de chaux vive par jour, à partir d'un calcaire qui contient 92 % de CaCO₃. Tu cherches la masse de calcaire à enfourner. Quelle démarche suis-tu ?", "choix": [ "Masse de chaux × 92 % directement", "Masse de chaux → même masse de calcaire, car les coefficients valent 1 → pureté", "Masse de chaux → moles de chaux → moles de calcaire → masse → pureté", "Masse de chaux → pureté → moles → masse" ], "bonne": 2, "explication": "Les coefficients de l'équation donnent des proportions en moles, pas en masses. Il faut donc passer par les moles. Tu tiens compte de la pureté en dernier, pour trouver la masse de calcaire réel à enfourner.", "donnees": [] }, { "enonce": "Combien de moles de chaux vive le four produit-il chaque jour ?", "reponse": 356500, "unite": "mol", "tolerancePct": 3, "aide": "20 t = 20 × 10⁶ g.", "explication": "n = 20×10⁶ / 56,1 = 3,57×10⁵ mol.", "donnees": [ "titreM", "mCaO" ] }, { "enonce": "Quelle masse de calcaire pur faut-il pour produire cette quantité de chaux ? Réponds en tonnes.", "reponse": 35.7, "unite": "t", "tolerancePct": 3, "aide": "Les coefficients valent 1 et 1, donc il faut une mole de calcaire pour produire une mole de chaux.", "explication": "m = 3,57×10⁵ × 100,1 = 3,57×10⁷ g = 35,7 t de CaCO₃ pur.", "donnees": [ "titreM", "mCaCO3" ] }, { "enonce": "Quelle masse de calcaire de carrière faut-il enfourner chaque jour ? Réponds en tonnes.", "reponse": 38.8, "unite": "t", "tolerancePct": 3, "explication": "35,7 / 0,92 = 38,8 t. C'est plus que la masse de calcaire pur, ce qui est logique, car le calcaire de carrière contient des impuretés.", "donnees": [] }, { "enonce": "Tu cherches maintenant l'énergie minimale que le four doit fournir chaque jour, pour la réaction seule. Quelle relation utilises-tu ?", "choix": [ "E = \\dfrac{\\Delta_r H^\\circ}{n}", "E = \\Delta_r H^\\circ \\times n", "E = \\Delta_r H^\\circ \\times m", "E = \\Delta_r H^\\circ + n" ], "bonne": 1, "explication": "L'enthalpie de réaction est en kJ.mol⁻¹, donc on la multiplie par une quantité de matière, en moles. Si on la multipliait par une masse, le résultat ne serait pas en joules.", "donnees": [] }, { "enonce": "Calcule cette énergie en gigajoules (1 GJ = 10⁶ kJ).", "reponse": 63.6, "unite": "GJ", "tolerancePct": 4, "explication": "E = 178,4 × 3,57×10⁵ = 6,36×10⁷ kJ = 63,6 GJ par jour, rien que pour la réaction. Les pertes du four s'ajoutent à cela.", "donnees": [] }, { "enonce": "Dans un récipient fermé, cette décomposition s'arrêterait à l'équilibre. Mais le four a un tirage forcé, qui chasse les fumées vers la cheminée. Quel effet cela a-t-il sur la réaction ?", "choix": [ "Retirer le CO₂ favorise le sens inverse, donc la formation de calcaire", "Le tirage refroidit le four et déplace l'équilibre vers les réactifs", "Aucun : les solides ne comptent pas dans l'équilibre", "Retirer le CO₂ favorise le sens qui produit du CO₂, donc la formation de chaux" ], "bonne": 3, "explication": "Quand on retire un produit au fur et à mesure, la réaction avance dans le sens qui forme ce produit. La haute température favorise aussi ce sens, car il est endothermique. Avec ces deux actions, la décomposition devient presque totale.", "donnees": [] }, { "enonce": "L'eau de rinçage d'un bain d'argenture contient [Ag⁺] = 2,0×10⁻⁵ mol.L⁻¹ et [Cl⁻] = 4,0×10⁻⁵ mol.L⁻¹. Pour AgCl(s) ⇌ Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq), K = 1,8×10⁻¹⁰ à 25 °C. Quelle est l'expression du quotient de réaction ?", "choix": [ "Q_r = [Ag^+] \\times [Cl^-]", "Q_r = \\dfrac{1}{[Ag^+] \\times [Cl^-]}", "Q_r = [Ag^+] + [Cl^-]", "Q_r = \\dfrac{[Ag^+] \\times [Cl^-]}{[AgCl]}" ], "bonne": 0, "explication": "AgCl est un solide pur, donc il n'apparaît pas dans le quotient de réaction. Le quotient est seulement le produit des concentrations des deux ions.", "donnees": [] }, { "enonce": "Calcule ce quotient de réaction (nombre sans unité). Tu peux écrire une puissance de dix sous la forme 3,2e-7.", "reponse": 8e-10, "tolerancePct": 3, "explication": "Qr = 2,0×10⁻⁵ × 4,0×10⁻⁵ = 8,0×10⁻¹⁰.", "donnees": [] }, { "enonce": "À 25 °C, K vaut 1,8×10⁻¹⁰. Un dépôt peut-il se former dans la tuyauterie de rejet ?", "choix": [ "On ne peut pas conclure sans connaître le volume rejeté", "Non : Qr < K, la solution peut encore dissoudre du solide", "Oui : Qr > K, le système évolue en sens inverse et le solide se dépose", "Non : les deux concentrations sont trop faibles pour que quoi que ce soit se passe" ], "bonne": 2, "explication": "8,0×10⁻¹⁰ > 1,8×10⁻¹⁰, donc Qr est supérieur à K. Le système évolue alors en sens inverse. Le chlorure d'argent précipite et encrasse la tuyauterie.", "donnees": [] }, { "enonce": "Sans dégazeur, c'est le sulfite qui élimine l'oxygène dissous : 2 SO₃²⁻(aq) + O₂(aq) → 2 SO₄²⁻(aq). L'eau d'appoint arrive 24 h sur 24, avec un débit de 1,2 m³.h⁻¹. Elle contient 8,0 mg d'O₂ par litre. Pour trouver la consommation de sulfite par jour, par quoi commences-tu ?", "choix": [ "Par la masse de sulfite du sac, puis les moles d'oxygène à éliminer", "Par le volume d'eau traité en un jour, puis sa masse d'oxygène", "Par la pureté du produit, puis le prix du sac", "Par le volume de la bâche, qui fixe la réserve d'eau à traiter" ], "bonne": 1, "explication": "Il faut d'abord connaître la masse d'oxygène qui entre chaque jour, donc le volume d'eau traité en un jour. Le volume de la bâche et le prix du sac ne servent pas ici.", "donnees": [] }, { "enonce": "Quelle masse d'oxygène dissous arrive chaque jour ? Réponds en grammes.", "reponse": 230.4, "unite": "g", "tolerancePct": 3, "aide": "Calcule d'abord le volume d'eau qui arrive en 24 heures, à 1,2 m³ par heure. Convertis-le ensuite en litres, avec 1 m³ = 1 000 L.", "explication": "V = 1,2 × 24 = 28,8 m³ = 28 800 L, donc m = 28 800 × 8,0 = 230 400 mg = 230,4 g.", "donnees": [] }, { "enonce": "Combien de moles de sulfite faut-il chaque jour ?", "reponse": 14.4, "unite": "mol", "tolerancePct": 3, "aide": "Calcule d'abord la quantité de matière de dioxygène. Applique ensuite les coefficients : il faut deux ions sulfite pour une molécule de dioxygène.", "explication": "n(O₂) = 230,4 / 32,0 = 7,20 mol, donc n(sulfite) = 2 × 7,20 = 14,4 mol.", "donnees": [ "titreM", "mO2" ] }, { "enonce": "Le produit S-97 contient 97 % de Na₂SO₃. Quelle masse de ce produit faut-il consommer chaque jour ? Réponds en kilogrammes.", "reponse": 1.87, "unite": "kg", "tolerancePct": 3, "explication": "m(pur) = 14,4 × 126,1 = 1 816 g, puis 1 816 / 0,97 = 1 872 g = 1,87 kg de produit technique.", "donnees": [ "titreM", "mNa2SO3" ] }, { "enonce": "Le magasin a deux sacs de 25 kg. Pendant combien de jours le stock va-t-il durer ?", "reponse": 26.7, "unite": "j|jours|jour", "tolerancePct": 4, "explication": "50 / 1,87 = 26,7 jours.", "donnees": [] }, { "enonce": "Le réapprovisionnement demande trois semaines. Faut-il passer commande dès aujourd'hui ?", "choix": [ "Non : il suffit de commander quand il ne restera qu'un sac", "Oui, mais seulement parce que le sac ne coûte que 68 €", "Non : 26,7 jours de stock, c'est plus que 21 jours de délai, on a le temps", "Oui : la marge n'est que de 5,7 jours après le délai" ], "bonne": 3, "explication": "Si tu commandes aujourd'hui, il reste 5,7 jours de marge après les trois semaines de délai. Si tu attends, cette marge diminue, et un retard du fournisseur laisserait la chaudière sans traitement. Le calcul de la consommation sert donc aussi à savoir quand commander.", "donnees": [] } ] } 1b:Tc0e,

\Delta_f H^\circ(\mathrm{CaCO_3}, s) = -1\,207{,}0

1c:T93e,

\Delta_f H^\circ(\mathrm{CaO}, s) = -635{,}1

1d:Tb76,

\Delta_f H^\circ(\mathrm{CO_2}, g) = -393{,}5

1e:T6ba,

M(\mathrm{CaCO_3}) = 100{,}1

1f:T45c,

M(\mathrm{CaO}) = 56{,}1

20:T915,

M(\mathrm{Na_2SO_3}) = 126{,}1

21:T60c,

M(\mathrm{O_2}) = 32{,}0

22:T1616,

\Delta_r H^\circ = \sum \nu \Delta_f H^\circ(\text{produits}) - \sum \nu \Delta_f H^\circ(\text{réactifs})

23:T1612,

\Delta_r H^\circ = \sum \nu \Delta_f H^\circ(\text{produits}) + \sum \nu \Delta_f H^\circ(\text{réactifs})

24:T1860,

\Delta_r H^\circ = \dfrac{\sum \nu \Delta_f H^\circ(\text{produits})}{\sum \nu \Delta_f H^\circ(\text{réactifs})}

25:T1616,

\Delta_r H^\circ = \sum \nu \Delta_f H^\circ(\text{réactifs}) - \sum \nu \Delta_f H^\circ(\text{produits})

26:Ta70,

E = \dfrac{\Delta_r H^\circ}{n}

27:T81c,

E = \Delta_r H^\circ \times n

28:T81c,

E = \Delta_r H^\circ \times m

29:T815,

E = \Delta_r H^\circ + n

2a:Tae6,

Q_r = [Ag^+] \times [Cl^-]

2b:Tdee,

Q_r = \dfrac{1}{[Ag^+] \times [Cl^-]}

2c:Tadf,

Q_r = [Ag^+] + [Cl^-]

2d:Tf67,

Q_r = \dfrac{[Ag^+] \times [Cl^-]}{[AgCl]}

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Défi-calcul — La réaction, l'énergie, l'équilibre