Aurélie fev 2001


devoirs seconde: chimie

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1

composition centésimale

  1. Comment trouver la composition centésimale massique de C2H7N ?
  2. Un liquide dont on se propose de faire l'analyse brûle partiellement en donnant un gaz qui trouble l'eau de chaux .Quel est ce gaz ? Quel renseignement peut-on déduire de cette observation ?

corrigé

  

 

% carbone = 24 / 0,45 =53,33

% hydrogène = 7 / 0,45 = 15,56

% azote = 14 / 0,45= 31,11


Le dioxyde de carbone trouble l'eau de chaux.

On met en évidence le carbone.


2

combustion de l'éthylène

 

L'éthylène C2H4 est gazeux à température ordinaire.

  1. Calculer sa masse volumique, sa densité ; est-il plus ou moins lourd que l'air ?
  2. On réalise la combustion de 200 cm3 d'éthylène dans l'air. Calculez le volume d'air minimum nécessaire à la combustion ainsi que le volume de dioxyde de carbone et la masse formés.

masse atomique molaire en g mol-1: C=12; H=1; O=16

volume molaire : 22,4 L mol-1


corrigé

masse molaire 12*2+4=28 g/mol

1 mole d'air a une masse de 29 g

densité : diviser la masse molaire par 29 = 0,965 .

d<1 donc éthylène gaz moins dense que l'air.

masse volumique :

1 L d'air a une masse de 1,3 g

0,965 *1,3 = 1,25 g L-1.


C2H4 + 3O2 donne 2CO2 + 2H2O

tout est gazeux sauf l'eau : on peut travailler sur les volumes des gaz

CO2 : 2*200 = 400 mL

O2 : 3*200 = 600 mL

l'air contient en volume 20% de dioxygène :

5*600 = 3 L

masse CO2 :

0,4 /22,4 = 0,0178 mol

puis fois la masse molaire 44 g mol-1.

0,0178*44 = 0,78





3

méthane

propane

On effectue la combustion complète de 112 L de propane (C3H8) ; ce volume est mesuré dans les conditions où une mole de gaz occupe 22,4L. L'équation bilan de la réaction est

C3H8 + 5 O2 donne 3 CO2 + 4H2O.
  1. Calculer la quantité de matière en moles, de propane brulé.
  2. En déduire la quantité de matière de dioxyde de carbone formé.
  3. La combustion complète d'une mole de méthane fournit 890kJ. Déterminer le pouvoir calorifique du méthane en kJ.m-3. (V=25L/mol our cette question).

masse atomique molaire (g /mol) : O=16; H=1; C=12.


corrigé


cas des gaz :

quantité de matière (mol) = volume du gaz (litre) divisé par volume molaire (mol / L)

112 / 22,4 = 5 mol

d'après les coefficients de l'équation bilan :

  • dioxyde de carbone 3 fois 5 =15 mol

    ou 15*22,4 = 336 litres

    ou 15*(12+2*16) = 660 grammes


    890 kJ correspondent à la combustion de 25 litres de méthane
890 / 25*1000= 35 600 kJ par m3.



4

méthane

Un mélange gazeux combustible de 20 cm3 d'un carbure d'hydrogène et de 45 cm3 de O2. Après combustion du mélange et refroidissement on obtient un volume de gaz égal à 25cm3 dont les 4/5 sont absorbables par la potasse et le reste par le phosphore (volumes mesurés aux CNTP).

  1. Trouver la formule brute de ce carbure.
  2. Trouver sa densité

Formule CxHy

Réaction de combustion : CxHy + (x+y/4)O2 donne xCO2 + y/2 H2O

La potasse absorbe le CO2 le phosphore l'O2.


corrigé


tout est gazeux sauf l'eau (mais il n'y a pas de question la dessus), on

peut donc travailler avec les volumes c'est plus simple qu'avec les moles.

mélange gazeux final :

20 cm3 absorbables par la potasse donc 20 cm3 CO2 et 5 cm3 O2.

45-5 =40 cm3 O2 utile à la combustion

faire un tableau :

hydrocarbure
dioxygène
dioxyde de carbone
coefficient équation
1
x+y/4
x
volume
20
40
20

faire les produits en croix

40=20(x+y/4)

20 =20 x

x=1 et y=4 donc méthane CH4

densité = masse molaire divisé par 29 = 16/29 =0,551.



5

méthane

densité

  1. Calculer la masse molaire moléculaire du Methane de formule CH4
  2. Calculer le volume occupé par 13,4 mol de methane à 0°c et 1013 hPa
  3. Calculer la masse correspondante
  4. en déduire la densité du méthane par raport à l'air, sachant que la masse volumique de l'air, à 0°c et 1013 hPa, vaut 1,29g.L-1.

Masse molaire des gaz à 0°C et 1013 hPa: Vm=22,4L.mol-1.


corrigé


masse molaire du méthane : 12+4 = 16 g/mol

hectopascal = 100 pascals

quantité de matière (mol) fois volume molaire (L / mol)

13,4*22,4 =300,16 L

quantité de matière (mol) fois masse molaire (g / mol)

13,4*16=214,4 g

densité du méthane par rapport à l'air :

masse d'un litre de méthane divisée par masse d'un litre d'air

16 / 22,4 = 0,714 g/L

0,714/1,29 = 0,553




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