Afin de nous entraîner pour un prochain DS, notre prof de chimie (thermo) nous a vivement conseillé l'exercice que voici, mais auquel j'ai beaucoup de difficultés. En espérant que vous pourrez m'apporter votre aide, précise si possible, je vous souhaite une bonne soirée et vous remercie d'avance. (désolé pour le nombre de questions, mais beaucoup ont le même style d'intitulé ..).
Enoncé:
On considère la réaction suivante, à $ 298K $: $ CH_4_{(g)} + Br_2_{(l)} \longrightarrow CH_3Br_{(g)} + HBr_{(g)} $
... et on dispose des données suivantes:
$ \Delta_fH $°$ _{CH_4_{(g)},298} = -74,9kJ.mol^{-1} $
$ S $°$ _{mol,CH_4_{(g)},298} = 186,2J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ C $°$ _{p,mol,CH_4_{(g)}} = 35,3J.mol^{-1}.K^{-1} $
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$ \Delta_fH $°$ _{HBr_{(g)},298} = -36,4kJ.mol^{-1} $
$ S $°$ _{mol,HBr_{(g)},298} = 198,7J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ C $°$ _{p,mol,HBr_{(g)}} = 29J.mol^{-1}.K^{-1} $
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$ \Delta_fH $°$ _{CH_3Br_{(g)},298} = -34,3kJ.mol^{-1} $
$ S $°$ _{mol,CH_3Br_{(g)},298} = 246J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ C $°$ _{p,mol,CH_3Br_{(g)}} = 40J.mol^{-1}.K^{-1} $
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$ \Delta_fH $°$ _{Br_2_{(g)},298} = 30,9kJ.m{-1} $
$ S $°$ _{mol,Br_2_{(g)},298} = 245,5J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ C $°$ _{p,mol,Br_2_{(g)}} = 36J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ T $°$ _{vap,Br_2} = 331K $
$ S $°$ _{mol,Br_2_{(l)},298} = 152,2J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ C $°$ _{p,mol,Br_2_{(l)}} = 75,7J.mol^{-1}.K^{-1} $
$ \rho $°$ _{Br_2_{(l)},298} = 3,2kg.L^{-1} $
$ M_{Br_2} = 160g.mol^{-1} $
Questions:
$ 1) $ Exprimer puis calculer $ \Delta_rn $ et $ \Delta_rn_{(g)} $
» Cette question, aucun problème
$ 2) $ Exprimer le volume molaire standard de réaction à $ 298K $.
Je suis arrivé à la relation $ \Delta_rV $°$ _{mol,298} = \frac{R \time 298}{\rho $°$ - V $°$ _{mol,Br_2_{(l)},298} $. Il ne me reste donc plus qu'à exprimer $ V $°$ _{mol,Br_2_{(l)},298} $, mais cela devrait aller!
$ 3) $ Exprimer l'enthalpie molaire standard de réaction à $ 298K $
Pour celle-ci, je pensais à utiliser la loi de Hess :
$ \Delta_rH $°$ _{298} = \sum_i (\mu'_i \, \Delta_fH $°$ _{A'_i,298}) - \sum_i (\mu_i \, \Delta_fH $°$ _{A_i,298}) $ ... Mais celle-là aussi, je pense y parvenir tout seul
$ 4) $ Exprimer l'énergie interne molaire standard de réaction à $ 298K $.
$ 5) $ Exprimer l'entropie molaire standard de réaction à $ 298K $.
$ 5) $ Exprimer l'enthalpie libre molaire standard de réaction à $ 298K $.
$ 6) $ Evaluer (= approximation) le volume molaire standard de réaction à $ 330K $.
$ 7) $ Evaluer l'enthalpie molaire standard de réaction à $ 330K $.
$
$ Evaluer l'entropie molaire standard de réaction à $ 330K $.$ 9) $ Evaluer l'enthalpie libre molaire standard de réaction à $ 330K $.
$ 10) $ Calculer $ \Delta_rH $°$ _{298}-330\Delta_rS $°$ _{298} $.
$ 11) $ Evaluer le volume molaire standard de réaction à $ 350K $.
$ 12) $ Evaluer l'enthalpie molaire standard de réaction à $ 350K $.
$ 13) $ Evaluer l'entropie molaire standard de réaction à $ 350K $.
N.B.: les gaz sont considérés parfaits.
).