Sommaire
1Rappeler la relation liant l'énergie molaire de combustion et les énergies de rupture et de formation des liaisons 2Faire le bilan des liaisons rompues 3En déduire l'expression de l'énergie libérée par la rupture des liaisons 4Faire le bilan des liaisons formées 5En déduire l'expression de l'énergie consommée par la formation des liaisons 6En déduire l'expression de l'énergie molaire de combustion en fonction des énergies de liaison 7Effectuer l'application numérique Ce contenu a été rédigé par l'équipe éditoriale de Kartable.
Dernière modification : 28/08/2025 - Conforme au programme 2025-2026
L'énergie molaire d'une combustion peut être calculée à partir des énergies des liaisons impliquées.
L'équation de combustion du méthane est :
\ce{CH4}+2 \ \ce{O2} \longrightarrow \ce{CO2}+2 \ \ce{H2O}
Quelle est l'énergie molaire E_m, en \text{kJ.mol}^{-1}, de combustion de l'éthanol ?
Données :
- énergie d'une liaison \ce{C-H} : E(\ce{C-H})=410\text{ kJ.mol}^{-1} ;
- énergie d'une liaison \ce{O-H} : E(\ce{O-H})=460\text{ kJ.mol}^{-1} ;
- énergie d'une liaison \ce{C=O} : E(\ce{C=O})=800\text{ kJ.mol}^{-1} ;
- énergie d'une liaison \ce{O=O} : E(\ce{O=O})=500\text{ kJ.mol}^{-1} ;
Rappeler la relation liant l'énergie molaire de combustion et les énergies de rupture et de formation des liaisons
On rappelle la relation liant l'énergie molaire de combustion et les énergies mises en jeu lors de la rupture et de la formation des liaisons composant les espèces chimiques impliquées.
L'énergie molaire de combustion est égale à la différence entre les énergies mises en jeu lors de la rupture et de la formation des liaisons composant les espèces chimiques impliquées :
E_m=E_{\text{rupture}}-E_{\text{formation}}
Faire le bilan des liaisons rompues
On fait le bilan des liaisons rompues lors de la combustion.
Lors de la combustion du méthane, les liaisons rompues chez les réactifs \ce{CH4} et \ce{O2} sont :
- 4 liaisons \ce{C-H}
- 2 liaisons \ce{O=O}
En déduire l'expression de l'énergie libérée par la rupture des liaisons
À partir du bilan des liaisons rompues lors de la combustion, on déduit l'expression de l'énergie libérée par la rupture des liaisons.
On a donc :
E_{\text{rupture}} = 4 \times E(\ce{C-H}) + 2 \times E(\ce{O=O})
Faire le bilan des liaisons formées
On fait le bilan des liaisons formées lors de la combustion.
Lors de la combustion du méthane, les liaisons formées chez les produits \ce{CO2} et \ce{H2O} :
- 2 liaisons \ce{C=O}
- 4 liaisons \ce{O-H}
En déduire l'expression de l'énergie consommée par la formation des liaisons
À partir du bilan des liaisons formées lors de la combustion, on déduit l'expression de l'énergie consommée par la formation des liaisons.
On a donc :
E_{\text{formation}} = 2 \times E(\ce{C=O}) + 4 \times E(\ce{O-H}))
En déduire l'expression de l'énergie molaire de combustion en fonction des énergies de liaison
À partir des expressions des énergies de rupture et de formation, on déduit l'expression de l'énergie molaire de combustion en fonction des énergies de liaison.
L'expression de l'énergie molaire de combustion en fonction des énergies de liaison est donc la suivante :
E_m=4 \times E(\ce{C-H}) + 2 \times E(\ce{O=O}) - (2 \times E(\ce{C=O}) + 4 \times E(\ce{O-H}))
Effectuer l'application numérique
On effectue l'application numérique, l'énergie molaire de combustion obtenue étant exprimée avec la même unité que les énergies de liaison, généralement en \text{kJ.mol}^{-1}.
D'où :
E_m=4 \times 410 + 2 \times 500 -( 2\times 800 + 4\times 460)
E_m=-800 \text{ kJ.mol}^{-1}
L'énergie molaire de combustion obtenue avec ce calcul est négative car c'est une énergie libérée donc perdue par le système.