Thermodynamique chimique/Exercices/Lois de la thermochimie

Exercice 1:

On considère la collision d'un atome d'hydrogène H avec un atome de chlore Cl en phase gazeuse pour former HCl. Calculer la chaleur Q_P échangée lors de la réaction à pression constante.
On donne:

• l'enthalpie de dissociation du dihydrogène $:H_2(g)=2H(g)\mathrm{\Delta }{H}_1=436kJ.mo{l}^{-}1$
• l'enthalpie de dissociation du dichlore $:C{l}_2(g)=2Cl(g)\mathrm{\Delta }{H}_2=242kJ.mo{l}^{-}1$
• l'enthalpie de formation de l'acide chlorhydrique (chlorure d’hydrogène) $:0,5H_2(g)+0,5C{l}_2(g)=HCl(g)\mathrm{\Delta }{H}_3=-92kJ$

Le bilan de la réaction est $:H(g)+Cl(g)=HCl(g)$

L' enthalpie H étant une fonction d'état, on peut faire un cycle de Hess pour calculer ΔH.

$H(g)+Cl(g)$ .............^X..............$HCl(g)$

$1\searrow \nearrow 2$

$0,5H_2(g)+0,5C{l}_2(g)$

Dans ce cycle, on veut calculer x à partir de (1) qui est la formation d'une demi-mole $H_2(g)$ et d'une demi-mole $C{l}_2(g)$ ( - 218 - 121 kJ ) et de (2) qui est la formation de HCl ( - 92 kJ ).

On a donc:

Q_P = ΔH = x = - 0,5 D₀($H_2$) - 0,5 D₀($C{l}_2$) + F($HCl$) = - 436*0.5 - 242*0.5 - 92 = - 218 - 121 - 92 = - 431 kJ < 0 ( les deux atomes sont très réactifs et libèrent de la chaleur lors de la formation de la molécule ! )

remarque

• Ici, on a une réaction qui est une étape élémentaire et on peut aussi écrire $:H(g)+Cl(g)\to HCl(g)$
• On a noté D₀ l'énergie de dissociation d'une liaison.
• On a noté F l' enthalpie standard de formation ( $\mathrm{\Delta }{H}_{f(T)}^0$ ) à la température T d'un composé chimique.

Exercice 2:

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