On étudie la combustion du méthane :
\ce{CH_4 + 2\ O_2 \longrightarrow CO_2 + 2\ H_2O}
Pourquoi la combustion d'une molécule de méthane est-elle une réaction exothermique ?
Données :
- Énergie de liaison du méthane : E\ce{(CH_4)}=1\ 640\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison du dioxygène : E\ce{(O_2)}=500\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison du dioxyde de carbone : E\ce{(CO_2)}=1\ 600\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison de l'eau : E\ce{(H_2O)}=920\text{ kJ.mol}^{-1}
Une réaction est exothermique lorsque l'énergie de la réaction est inférieure à 0. Dans le cas présent, on peut calculer l'énergie molaire de combustion à partir des énergies de liaison des molécules.
L'énergie molaire de combustion est égale à la différence entre l'énergie absorbée lors de la rupture des liaisons covalentes des réactifs et l'énergie libérée lors de la formation des liaisons covalentes des produits.
Dans le cas présent, d'après l'équation de réaction, on a :
E=E\ce{(CH_4)}+2 \times E\ce{(O_2)}-E\ce{(CO_2)}-2 \times E\ce{(H_2O)}
D'où l'application numérique :
E=1\ 640 + 2\times 500 - 1\ 600 - 2\times 920\\E=-800\text{ kJ.mol}^{-1}
Cette combustion est donc exothermique car l'énergie molaire de combustion E=-800\text{ kJ.mol}^{-1} est négative.
On étudie la combustion de l'éthane :
\ce{C_2H_6 + \dfrac{7}{2}\ O_2 \longrightarrow 2\ CO_2 + 3\ H_2O}
Pourquoi la combustion d'une molécule d'éthane est-elle une réaction exothermique ?
Données :
- Énergie de liaison de l'éthane : E\ce{(C_2H_6)}=2\ 810\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison du dioxygène : E\ce{(O_2)}=500\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison du dioxyde de carbone : E\ce{(CO_2)}=1\ 600\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison de l'eau : E\ce{(H_2O)}=920\text{ kJ.mol}^{-1}
Une réaction est exothermique lorsque l'énergie de la réaction est inférieure à 0. Dans le cas présent, on peut calculer l'énergie molaire de combustion à partir des énergies de liaison des molécules.
L'énergie molaire de combustion est égale à la différence entre l'énergie absorbée lors de la rupture des liaisons covalentes des réactifs et l'énergie libérée lors de la formation des liaisons covalentes des produits.
Dans le cas présent, d'après l'équation de réaction, on a :
E=E\ce{(C_2H_6)}+\dfrac{7}{2} \times E\ce{(O_2)}- 2\times E\ce{(CO_2)}-3 \times E\ce{(H_2O)}
D'où l'application numérique :
E=2\ 810 + \dfrac{7}{2} \times 500 - 2\times 1\ 600 - 3\times 920\\E=-1\ 400\text{ kJ.mol}^{-1}
Cette combustion est donc exothermique car l'énergie molaire de combustion E=-1\ 400\text{ kJ.mol}^{-1} est négative.
On étudie la combustion du propane :
\ce{C_3H_8 + 5\ O_2 \longrightarrow 3\ CO_2 + 4\ H_2O}
Pourquoi la combustion d'une molécule de propane est-elle une réaction exothermique ?
Données :
- Énergie de liaison du propane : E\ce{(C_3H_8)}=3\ 980\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison du dioxygène : E\ce{(O_2)}=500\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison du dioxyde de carbone : E\ce{(CO_2)}=1\ 600\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison de l'eau : E\ce{(H_2O)}=920\text{ kJ.mol}^{-1}
Une réaction est exothermique lorsque l'énergie de la réaction est inférieure à 0. Dans le cas présent, on peut calculer l'énergie molaire de combustion à partir des énergies de liaison des molécules.
L'énergie molaire de combustion est égale à la différence entre l'énergie absorbée lors de la rupture des liaisons covalentes des réactifs et l'énergie libérée lors de la formation des liaisons covalentes des produits.
Dans le cas présent, d'après l'équation de réaction, on a :
E=E\ce{(C_3H_8)}+5 \times E\ce{(O_2)}-3\ E\ce{(CO_2)}-4 \times E\ce{(H_2O)}
D'où l'application numérique :
E=3\ 980 + 5\times 500 - 3\times 1\ 600 - 4\times 920\\E=-2\ 000\text{ kJ.mol}^{-1}
Cette combustion est donc exothermique car l'énergie molaire de combustion E=-2\ 000\text{ kJ.mol}^{-1} est négative.
On étudie la combustion du butane :
\ce{C_4H_{10} + \dfrac{13}{2}\ O_2 \longrightarrow 4\ CO_2 + 5\ H_2O}
Pourquoi la combustion d'une molécule de butane est-elle une réaction exothermique ?
Données :
- Énergie de liaison du butane : E\ce{(C_4H_{10})}=5\ 150\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison du dioxygène : E\ce{(O_2)}=500\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison du dioxyde de carbone : E\ce{(CO_2)}=1\ 600\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison de l'eau : E\ce{(H_2O)}=920\text{ kJ.mol}^{-1}
Une réaction est exothermique lorsque l'énergie de la réaction est inférieure à 0. Dans le cas présent, on peut calculer l'énergie molaire de combustion à partir des énergies de liaison des molécules.
L'énergie molaire de combustion est égale à la différence entre l'énergie absorbée lors de la rupture des liaisons covalentes des réactifs et l'énergie libérée lors de la formation des liaisons covalentes des produits.
Dans le cas présent, d'après l'équation de réaction, on a :
E=E\ce{(C_4H_{10})}+\dfrac{13}{2} \times E\ce{(O_2)}- 4\times E\ce{(CO_2)}-5 \times E\ce{(H_2O)}
D'où l'application numérique :
E=5\ 150 + \dfrac{13}{2} \times 500 - 4\times 1\ 600 - 5\times 920\\E=-2\ 600\text{ kJ.mol}^{-1}
Cette combustion est donc exothermique car l'énergie molaire de combustion E=-2\ 600\text{ kJ.mol}^{-1} est négative.
On étudie la combustion du pentane :
\ce{C_5H_{12} + 8\ O_2 \longrightarrow 5\ CO_2 + 6\ H_2O}
Pourquoi la combustion d'une molécule de pentane est-elle une réaction exothermique ?
Données :
- Énergie de liaison du pentane : E\ce{(C_5H_{12})}=6\ 320\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison du dioxygène : E\ce{(O_2)}=500\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison du dioxyde de carbone : E\ce{(CO_2)}=1\ 600\text{ kJ.mol}^{-1}
- Énergie de liaison de l'eau : E\ce{(H_2O)}=920\text{ kJ.mol}^{-1}
Une réaction est exothermique lorsque l'énergie de la réaction est inférieure à 0. Dans le cas présent, on peut calculer l'énergie molaire de combustion à partir des énergies de liaison des molécules.
L'énergie molaire de combustion est égale à la différence entre l'énergie absorbée lors de la rupture des liaisons covalentes des réactifs et l'énergie libérée lors de la formation des liaisons covalentes des produits.
Dans le cas présent, d'après l'équation de réaction, on a :
E=E\ce{(C_5H_{12})}+8 \times E\ce{(O_2)}-5\ E\ce{(CO_2)}-6 \times E\ce{(H_2O)}
D'où l'application numérique :
E=6\ 320 + 8\times 500 - 5\times 1\ 600 - 6\times 920\\E=-3\ 200\text{ kJ.mol}^{-1}
Cette combustion est donc exothermique car l'énergie molaire de combustion E=-3\ 200\text{ kJ.mol}^{-1} est négative.