Chimie générale : la matière
202-NYA-05
Hiver 2010
Examen synthèse
(Contenu et objectifs)
30%

RÉPARTITION DE LA PONDÉRATION SELON LES CHAPITRES :

Chapitre 1 : La chimie : matière et mesure (( 0 %)

Chapitre 2 : Les atomes, les molécules et les ions (( 10%)

Chapitre 3 : La stœchiométrie : calculs chimiques (( 30%)

Chapitre 4 : La structure de l’atome (( 4%)

Chapitre 5 : Lesconfigurations électroniques, les propriétés des atomes et… (( 16%)

Chapitre 6 : Les liaisons chimiques (( 18%)

Chapitre 7 : La théorie de la liaison et la géométrie moléculaire (( 16%)

Chapitre 8 : Les états de la matière et les forces intermoléculaires (( 6%)

Exercices de révision (corrigé)

1er élément de compétence

1. Stoechiométrie des gaz et des liquidesL’hydroxyde de lithium en solution aqueuse est utilisé dans les vaisseaux spatiaux et les sous-marins afin de purifier l’air. Il absorbe le dioxyde de carbone selon l’équation suivante :

LiOH(aq) + CO2(g) ? Li2CO3(aq) + H2O(l)

La pression du dioxyde de carbone dans la cabine ayant un volume de 2,40 x 105 L est de 7,80 x 10-3 atm à 39°C. On introduit 50,0 L d’une solution d’hydroxyde de lithium (C= 1,60 mol/L) afin de diminuer la quantité de dioxyde de carbone présente. (R = 0,0821 L·atm·K-1)

Négliger le volume d’hydroxyde de lithium dans les calculs relatifs aux gaz.

a) Quelle sera la masse de carbonate de lithium formée en kilogrammes?

Déterminons le nombre de moles de chacun des réactifs :

Pour le CO2 : PV = nRT

(7,80 x 10-3 atm)( 2,40 x 105 L) = n(0,0821L·atm·K-1)(39 +273,15)

n = 73,05 moles

Pour le LiOH : 1,60 mol = 1 L
x = 50,0 L x = 80,0 moles

L’équation balancée est donnée par :

2 Li(OH)(aq) + CO2(g) ? Li2CO3(aq) + H2O(l)

Déterminons le limitant :

73,05 moles de CO2 génèrent 73,05 moles de Li2CO3
80,0 moles de LiOH génèrent 40,0 moles de Li2CO3

Le limitant est donc le LiOH

2 Li(OH)(aq) +CO2(g) ? Li2CO3(aq) + H2O(l)
I 80,0 moles 73,05 moles 0 mole 0 mole
R -80,0 moles – 40,0 moles + 40,0 moles +40,0 moles
F 0 mole 33,05 moles 40,0 moles 40,0 moles

1 mole de Li2CO3 = 74 g
40,0 moles = x x = 2,96 kg
b) Quel sera le volume de la solution aqueuse de carbonate de lithium (en litres) formé sachant que sa masse volumique est de 2,70 g/mL?

2,70g = 1 mL
2960 g = x x = 1,096 L

c) Quelle sera la quantité résiduelle du réactif en excès (en moles)?

Le tableau IRF nous donne la réponse, 33 moles

2. Stoechiométrie des solides et des liquides

Soit l’équation non-équilibrée suivante :

Ca3(PO4)2(s) + H2SO4(aq) ? CaSO4(s) + H3PO4(aq)

a) Nommer les composés impliqués dans la réaction.Phosphate de calcium, acide sulfurique, sulfate de calcium, acide phosphorique

b) Quelle masse de CaSO4(s) peut-on produire en faisant réagir 1,0 kg de Ca3(PO4)2(s) avec 1,0 kg de H2SO4(aq) (le H2SO4 est concentré à 98%)?

Équilibrons l’équation :

Ca3(PO4)2(s) + 3 H2SO4(aq) ? 3 CaSO4(s) + 2 H3PO4(aq)

Déterminons le nombre de moles de chacun des réactifs :

1 mole de Ca3(PO4)2 = 310 gx = 1000 g x = 3,225 moles

1 mole de H2SO4 = 98 g
x = 980 g x = 10 moles

Déterminons le limitant de la réaction :

3,225 moles de Ca3(PO4)2 génèrent 6,45 moles de H3PO4
10,0 moles de H2SO4 génèrent 6,67 moles de H3PO4 (limitant)

Le tableau IRF est donc le suivant :

Ca3(PO4)2(s) + 3 H2SO4(aq) ? 3 CaSO4(s) + 2 H3PO4(aq)
I 3,225 moles 10,0 moles0 0
R -3,225 moles -9,67 moles + 9,67 moles + 6,45 moles
F 0 moles 0,33 moles 9,69 moles 6,46 moles

1 mole de CaSO4 = 136 g
9,67 moles = x x = 1316 g

c) Quel est le volume de H3PO4 (aq) formé en b) (?solution = 1,021 g/mL)?

1 mole H3PO4 = 98 g
6,45 moles = x x = 632 g

1,021 g = 1 mL
632 g = x x = 619 mL

d) Quelle…