[SO 3 ] 0 = 2.00 M , [O 2 ] 0 = 0.0850 M , [SO 2 ] 0 = 0 M et [SO 2 ] eq = 0.120 M Calculer K c pour la réaction suivante: 2 SO 3 (g) ⇌ 2 SO 2 (g) + O 2 (g)

Dans l'équation : K c = SO 2 eq 2 O 2 eq SO 3 eq 2 De la stoichiométrie de la réaction : [SO 3 ] eq = [SO 3 ] 0 – 2X [O 2 ] eq = [O 2 ] 0 + X [SO 2 ] eq = [SO 2 ] 0 + 2X = 2X = 0.120 M ⇒ X = 6.00 x 10 -2 M À l'équilibre : [SO 3 ] eq = [SO 3 ] 0 – 2X = 2.00 – 0.120 = 1.88 M [O 2 ] eq = [O 2 ] 0 + X = 0.0850 + 0.0600 = 0.145 M [SO 2 ] eq = 0.120 M K c = SO 2 eq 2 O 2 eq SO 3 eq 2 K c = 0 . 120 2 × 0 . 145 1 . 88 2 K c = 5.91 x 10 -4

Calculer le pH d'une solution aqueuse d'éthylamine CH 3 CH 2 NH 2 de concentration 0,100 M. Données : K b [CH 3 CH 2 NH 2 ] = 4,30 x 10 -4

Réaction acide-base : CH 3 CH 2 NH 2 (aq) + H 2 O (l) ⇌ CH 3 CH 2 NH 3 + (aq) + HO - (aq) [K b ] A t = 0: [CH 3 CH 2 NH 2 ] = 0.100 M et [CH 3 CH 2 NH 3 + ] = [HO - ] = 0 M A l'équilibre : [CH 3 CH 2 NH 2 ] = 0.100 - X M et [CH 3 CH 2 NH 3 + ] = [HO - ] = X M K b = [CH 3 CH 2 NH 3 + ][HO - ]/[CH 3 CH 2 NH 2 ] = X 2 / (0.100 - X) Supposons 0.100 >> X K b = 4.30 x 10 -4 = X 2 / 0.100 Par conséquent, X = 6.56 x 10 -3 (X ne peut pas être Ainsi, l'hypothèse 0.100 >> X est vérifiée pOH = - log [HO - ] = 2.18 pH = 14 - pOH = 11.8

Midterm 1

Chimie générale 3

Le test est terminé.

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Question 1

Voici un équilibre : C (s) + CO₂ (g)

⇌

2 CO (g) [ΔH⁰_rxn = 65 kJ]

Prévoir et expliquer la direction dans laquelle l'équilibre se déplacera lorsque chacun des changements suivants se produit :

- CO est retiré à température constante

- la pression totale augmente par l'addition de N₂ (g) à température constante

- le volume augmente à température constante

- la température diminue

Solution

- Le CO est enlevé à température constante :

direction : vers le produit

explication : lorsque le produit est enlevé, la réaction se déplace pour former davantage de produit (principe de Le Châtelier)

- La pression totale est augmentée par l'addition de N₂ (g) à température constante

direction : pas de changement

explication : le volume n'a pas changé à la pression partielle n'a pas changé à Q n'a pas changé à pas de déplacement

- Le volume est augmenté à température constante

direction : vers le produit

explication : côté ayant le plus de moles de gaz

- La température est diminuée

direction : vers les réactifs

explication : la réaction est endothermique

Question 2

[SO₃]₀ = 2.00 M, [O₂]₀ = 0.0850 M, [SO₂]₀ = 0 M et [SO₂]_eq = 0.120 M

Calculer K_c pour la réaction suivante:

2 SO₃ (g) $⇌$ 2 SO₂ (g) + O₂ (g)

Solution

Dans l'équation : K_c =

\frac{{[{SO}_{2}]}_{eq}^{2} {[O_{2}]}_{eq}}{{[{SO}_{3}]}_{eq}^{2}}

De la stoichiométrie de la réaction :

[SO₃]_eq = [SO₃]₀ – 2X

[O₂]_eq = [O₂]₀ + X

[SO₂]_eq = [SO₂]₀ + 2X = 2X = 0.120 M

⇒ X = 6.00 x 10^-2 M

À l'équilibre :

[SO₃]_eq = [SO₃]₀ – 2X = 2.00 – 0.120 = 1.88 M

[O₂]_eq = [O₂]₀ + X = 0.0850 + 0.0600 = 0.145 M

[SO₂]_eq = 0.120 M

K_c = $\frac{{[{SO}_{2}]}_{eq}^{2} {[O_{2}]}_{eq}}{{[{SO}_{3}]}_{eq}^{2}}$

K_c = $\frac{0 . 120^{2} \times 0.145}{1 . 88^{2}}$

K_c = 5.91 x 10^-4

Question 3

Calculer le pH d'une solution aqueuse d'éthylamine CH₃CH₂NH₂ de concentration 0,100 M.

Données : K_b [CH₃CH₂NH₂] = 4,30 x 10^-4

Solution

Réaction acide-base :

CH₃CH₂NH₂ (aq) + H₂O (l) ⇌ CH₃CH₂NH₃⁺ (aq) + HO^- (aq) [K_b]

A t = 0:

[CH₃CH₂NH₂] = 0.100 M et [CH₃CH₂NH₃⁺] = [HO^-] = 0 M

A l'équilibre :

[CH₃CH₂NH₂] = 0.100 - X M et [CH₃CH₂NH₃⁺] = [HO^-] = X M

K_b = [CH₃CH₂NH₃⁺][HO^-]/[CH₃CH₂NH₂] = X² / (0.100 - X)

Supposons 0.100 >> X

K_b = 4.30 x 10^-4 = X² / 0.100

Par conséquent, X = 6.56 x 10^-3 (X ne peut pas être < 0)

Ainsi, l'hypothèse 0.100 >> X est vérifiée

pOH = - log [HO^-] = 2.18

pH = 14 - pOH = 11.8

Question 4

Une solution de 7,50 x 10^-3 M d'une base faible a un pH de 11,3.

Déterminez K_b pour cette base faible.

Solution

A^- + H₂O $⇌$ AH + HO^- [K_b]

A t = 0:

[A^-] = 7.50 x 10^-3 M and [AH] = [HO^-] = 0 M

À l'équilibre :

[A^-] = 7.50 x 10^-3 - X M et [AH] = [HO^-] = X M

pH = 14 – pOH = 14 + log [HO^-]

⇒ [HO^-] = X = 10^{pH – 14} = 10^-2.7

⇒ [HO^-] = 2.00 x 10^-3 M

K_b = $\frac{[AH] [{HO}^{-}]}{[A^{-}]}$

K_b= $\frac{{(2.00 \times 10^{- 3})}^{2}}{7.50 \times 10^{- 3} - 2.00 \times 10^{- 3}}$

K_b = 7.23 x 10^-4

Question 5

Écrivez l'équation de vitesse de réaction relative pour chaque composant dans la combustion de l'éthanol CH₃CH₂OH.

Solution

Voici la traduction descriptive en français :

Combustion de l'éthanol :

CH₃CH₂OH + O₂ → CO₂ + H₂O [équation non équilibrée]

CH₃CH₂OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O [équation équilibrée]

Vitesse de réaction :

taux = - $\frac{∆ [{CH}_{3} {CH}_{2} OH]}{∆ t}$ = - $\frac{1}{3}$ $\frac{∆ [O_{2}]}{∆ t}$ = $\frac{1}{2}$ $\frac{∆ [{CO}_{2}]}{∆ t}$ = $\frac{1}{3}$ $\frac{∆ [H_{2} O]}{∆ t}$

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