Q: Dans un calorimètre à pression constante, on dissout une substance dans l'eau. Si la température de l'eau augmente de $$2.5\ ^\circ C$$, la masse d'eau est $$100\ g et la $$capacité thermique massique de l'eau est $$4.184\ J/g\cdot K$$, quelle est la quantité de chaleur absorbée par l'eau ?

$$q = 4.184 \times 100 \times 2.5 = 1046\ J$$

Question 1

La première loi de la thermodynamique stipule que l'énergie peut être convertie d'une forme à une autre, mais elle ne peut pas être créée ni détruite. Quel exemple illustre le mieux cette loi dans un contexte biologique ?

Accepted Answer

La photosynthèse, où l'énergie lumineuse est convertie en énergie chimique.

Question 2

Quelle est la formule correcte pour calculer l'énergie potentielle électrostatique entre deux ions de charges opposées séparés par une distance $$d$$ ?

Accepted Answer

$$E_{el} = \frac{k Q_1$ Q_2$}{d}$$

Question 3

Un système fermé effectue une réaction chimique qui libère de la chaleur dans l'environnement. Comment qualifier ce processus et quel sera le signe de $$\Delta H$$ ?

Accepted Answer

Exothermique, $$\Delta H n$$égatif

Question 4

Lorsqu'un gaz se dilate contre une pression extérieure constante, quel est le signe du travail $$w$$ effectué par le système et quelle est la formule associée ?

Accepted Answer

$$w = -P \Delta V$$, le travail est négatif

Question 5

Quelle affirmation est correcte concernant les fonctions d'état ?

Accepted Answer

L'énergie interne $$U$$ est une fonction d'état, mais la chaleur $$q et le $$travail $$w ne le $$sont pas.

Question 6

Dans un calorimètre à pression constante, on dissout une substance dans l'eau. Si la température de l'eau augmente de $$2.5\ ^\circ C$$, la masse d'eau est $$100\ g et la $$capacité thermique massique de l'eau est $$4.184\ J/g\cdot K$$, quelle est la quantité de chaleur absorbée par l'eau ?

Accepted Answer

$$q = 4.184 	imes 100 	imes 2.5 = 1046\ J$$

Question 7

La variation d'énergie interne d'un système est donnée par $$\Delta U = U_{finale} - U_{initiale}. Si$$ $$\Delta U \u003c 0$$, que cela signifie-t-il pour le système ?

Accepted Answer

Le système a libéré de l'énergie dans l'environnement.

Question 8

Quelle est la relation correcte entre l'enthalpie $$H$$, l'énergie interne $$U$$, la pression $$P et le $$volume $$V$$ ?

Accepted Answer

$$H = U + PV$$

Question 9

Lors d'une réaction chimique à pression constante, quelle équation relie la variation d'enthalpie $$\Delta H$$ à la variation d'énergie interne $$\Delta U et au $$travail de pression-volume ?

Accepted Answer

$$\Delta H = \Delta U + P \Delta V$$

Question 10

La loi de Hess permet de calculer l'enthalpie d'une réaction complexe. Quelle est la justification fondamentale de cette loi ?

Accepted Answer

L'enthalpie est une fonction d'état et dépend uniquement des états initiaux et finaux.

Question 11

Dans une bombe calorimétrique, pourquoi la chaleur mesurée correspond-elle à la variation d'énergie interne $$\Delta U et $$non à la variation d'enthalpie $$\Delta H$$ ?

Accepted Answer

Parce que le volume est constant et aucun travail de pression-volume n'est effectué.

Question 12

Quelle est la définition correcte de l'enthalpie standard de formation $$\Delta H_f^\circ d$$'un composé ?

Accepted Answer

La variation d'enthalpie lors de la formation d'une mole du composé à partir de ses éléments dans leur état standard.

Question 13

Pour la réaction $$C_3H_8(g) + 5 O_2$(g) \rightarrow 3 CO_2$(g) + 4 H_2O(g)$$, comment calculer $$\Delta H$$ à partir des enthalpies standard de formation ?

Accepted Answer

$$\Delta H = [3 \Delta H_f^\circ (CO_2$) + 4 \Delta H_f^\circ (H_2O)] - [\Delta H_f^\circ (C_3H_8) + 5 \Delta H_f^\circ (O_2$)]$$

Question 14

L'enthalpie de liaison est toujours positive. Que signifie une enthalpie de liaison élevée pour une molécule ?

Accepted Answer

La liaison est forte et nécessite beaucoup d'énergie pour être rompue.

Question 15

Pour estimer l'enthalpie de réaction à partir des enthalpies de liaison, quelle est la formule correcte ?

Accepted Answer

$$\Delta H = \sum (enthalpies\ de\ liaison\ des\ liaisons\ formées) - \sum (enthalpies\ de\ liaison\ des\ liaisons\ rompues)$$

Question 16

Un étudiant mesure la température finale d'un calorimètre à pression constante après une réaction et trouve une diminution de température. Que peut-on conclure sur la réaction ?

Accepted Answer

La réaction est endothermique, elle absorbe de la chaleur.

Question 17

Quelle propriété de l'enthalpie explique que $$\Delta H$$ pour une réaction inverse est de même valeur absolue mais de signe opposé ?

Accepted Answer

L'enthalpie est une fonction d'état.

Question 18

Dans le contexte de la nutrition, pourquoi les lipides fournissent-ils plus d'énergie par gramme que les glucides ?

Accepted Answer

Les réactions de combustion des lipides libèrent plus d'énergie que celles des glucides.

Thermochimie – Chapitre 5 : Énergie, Thermodynamique et Enthalpie

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