La thermochimie : exercices corrigés
Les énergies de liaison
Exercice 1
La rupture d’une liaison est-elle exothermique ou endothermique ? La rupture d’une liaison chimique consomme toujours de l’énergie, est toujours endothermique.

Exercice 2
a) Quelles sont les liaisons rompues et quelles sont les liaisons formées lors de la combustion complète de l’octane (un des principaux constituants de l’essence) ?

7 liaisons C–C, 18 liaisons C–H et 25/2 liaisons O=O sont détruites, tandis que 16 liaisons C=O et 18 liaisons H–O sont formées.
b) La combustion de l’octane est-elle une réaction endothermique ou exothermique ? Les combustions sont exothermiques, celle de l’octane ne fait pas exception : ΔH0c(C8H18) = – 5464 kJ/mol.
c) Calculez l’enthalpie de combustion de l’octane à partir des énergies de liaison et comparez votre résultat avec la valeur réelle.
∆H0r = 7 ∆H0 (C–C) + 18 ∆H0 (C–H) + 12.5 ∆H0 (O=O) + 16 (–∆H0 (C=O)) + 18 (–∆H0 (H–O))
∆H0r = 7 . 347 kJ/mol + 18 . 414 kJ/mol + 12.5 . 498 kJ/mol + 16 . (– 803 kJ/mol) + 18 . (– 463 kJ/mol)
= – 5076 kJ/mol.
La différence entre ce résultat et la valeur de la littérature est aussi due à l’état physique de l’eau : (g) dans l’exercice, (ℓ) dans les équations de combustion du « Formulaire et tables ».
d) Quelle est la quantité d’énergie libérée par la combustion de 10.0 L d’octane ? m(C8H18) = ρ . V = 0.698 kg . L–1 . 10.0 L = 6.98 kg = 6980 g n(C8H18) = m / M =6980 g / (114.22852 g/mol) = 61.10558 mol
ΔH(tot.) = n . ΔH0c = 61.10558 mol . (– 5464 kJ/mol) = – 333880.89 kJ ≈ 3.34 . 105 kJ.

Les enthalpies standards de réaction
Exercice 3
a) Quelles sont les conditions « normales » de pression et de température ? p = 101325 Pa ; T = 0 °C = 273.15 K.
b) Quelles sont les conditions « standards » de pression et de température ? p = 100000 Pa = 1 bar ; T = 25 °C = 298.15 K.

Exercice 4
Soit les réactions partielles suivantes :
a) C (s) + 1/2 O2 (g)

∆H0a = – 111 kJ/mol

CO (g)

b) H2 (g) + 1/2 O2 (g)

∆H0b = – 286 kJ/mol

H2O (ℓ)