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Choisissez l’énoncé qui décrit la réaction chimique représentée par l’équation suivante : CH4 plus deux O2 réagissent pour former CO2 plus deux H2O. (A) Le dioxyde de carbone réagit avec l’eau pour produire du méthane et de l’oxygène. (B) Le méthane se décompose sous l’effet de la chaleur pour produire de l’oxygène, du dioxyde de carbone et de l’eau. (C) Le méthane brûle dans le dioxyde de carbone pour produire de l’oxygène et de l’eau. (D) Le méthane brûle dans l’oxygène pour produire du dioxyde de carbone et de l’eau. (E) L’oxygène réagit avec l’eau pour produire du méthane et du dioxyde de carbone.
Dans cette question, une équation est fournie pour représenter une réaction chimique spécifique. Une équation symbolique, également appelée équation chimique, utilise des symboles chimiques pour représenter les espèces impliquées dans une réaction. Par exemple, la première espèce répertoriée dans cette équation chimique, CH4, contient deux symboles chimiques. Le symbole chimique C représente l’élément carbone, et le symbole H signifie hydrogène. Lorsque les symboles chimiques sont écrits sans espace entre eux, ils représentent la formule chimique d’une espèce. Cette espèce particulière est un composé car elle contient deux ou plusieurs éléments dans un rapport donné. Chaque molécule de ce composé contient un atome de carbone et quatre atomes d’hydrogène. Le nom de ce composé est le méthane.
Commençons par écrire un énoncé basique pour cette réaction. On ajoute le mot méthane sous la formule CH4. Chaque équation chimique comporte trois parties principales : les réactifs, la flèche de réaction et les produits. Les réactifs, qui sont les espèces de départ de la réaction, apparaissent sur le côté gauche de la flèche de réaction. Cette réaction chimique a deux réactifs. Le premier réactif est le méthane. Les différentes espèces d’une équation chimique sont séparées par un signe plus. Le signe plus représente le mot « et ». Le deuxième réactif a pour formule chimique O2. Le symbole chimique O représente l’élément oxygène. Chaque molécule de cette substance contient deux atomes d’oxygène, c’est pourquoi on l’appelle oxygène diatomique. Cependant, elle est plus couramment appelée oxygène lorsqu’on décrit une réaction.
Ajoutons le mot « oxygène » à notre énoncé de réaction. Le chiffre deux écrit à gauche de la formule chimique de l’oxygène est un coefficient utilisé pour équilibrer l’équation. Ce deux ne fait pas partie du nom, ni de la formule chimique. La flèche de réaction sépare les réactifs des produits dans une équation chimique. Il est souvent représenté par les mots « réagit pour former ». Les produits, qui sont les nouvelles espèces formées lors d’une réaction chimique, apparaissent à droite de la flèche.
Il y a deux produits dans cette réaction. Ces produits contiennent les trois mêmes éléments qui étaient présents dans les réactifs. Le premier produit a pour formule chimique CO2. C’est un composé chimique qui porte le nom de dioxyde de carbone. Le deuxième produit a pour formule chimique H2O. Terminons notre énoncé de réaction en ajoutant les mots « et » et « eau ». Le chiffre deux qui apparait à gauche de la formule chimique H2O est un coefficient utilisé pour équilibrer l’équation et ne fait pas partie du nom ni de la formule chimique.
Maintenant que nous avons un énoncé de base pour la réaction, examinons les réponses possibles. Écrivons une équation non équilibrée pour la réponse (A). Le dioxyde de carbone réagit avec l’eau, le côté gauche de l’équation s’écrit donc CO2 plus H2O. Les produits sont le méthane et l’oxygène, donc le côté droit de l’équation sera CH4 plus O2. Les réactifs et les produits sont inversés par rapport à l’équation donnée. Donc, la proposition (A) est une mauvaise réponse.
Dans la réponse (B), le méthane se décompose pour produire de l’oxygène, du dioxyde de carbone et de l’eau. Cela signifie que le méthane, ou CH4, est le seul réactif et que O2, CO2 et H2O sont les produits. Donc, la réponse (B) n’est pas correcte non plus. Rappelons-nous également que lors d’une réaction chimique, seuls les éléments présents dans les réactifs peuvent se trouver dans les produits. Le réactif méthane ne contient que du carbone et de l’hydrogène, il n’est donc pas possible de former des produits contenant de l’oxygène.
La proposition (C) indique que le méthane brûle dans le dioxyde de carbone. Le côté gauche de l’équation est donc CH4 plus CO2. Les produits sont O2 et H2O. Dans l’équation fournie dans la question, le CO2 est un produit et O2 un réactif. Cela signifie que la réponse (C) est également une réponse incorrecte.
Les réactifs de la réponse (D) sont le méthane et l’oxygène, et les produits le dioxyde de carbone et l’eau. La proposition (D) est donc la bonne réponse. Même si l’équation que nous avons écrite ne contient pas les coefficients qui permettent d’équilibrer l’équation, c’est correct car, dans cette question, nous essayons seulement d’identifier quelle réponse propose les mêmes réactifs et produits que l’équation donnée.
Dans la réponse (E), l’oxygène et l’eau sont les réactifs, et le méthane et le dioxyde de carbone les produits. Dans l’équation chimique fournie dans la question, H2O est un produit et CH4 est un réactif. Cela fait de l’énoncé (E) une mauvaise réponse. En outre, pendant une réaction chimique, seuls les éléments présents dans les réactifs se retrouvent dans les produits. Les réactifs O2 et H2O ne contiennent pas l’élément carbone, ils ne peuvent donc pas réagir pour former un produit contenant du carbone.
L’énoncé qui décrit la réaction chimique présentée est « le méthane brûle dans l’oxygène pour produire du dioxyde de carbone et de l’eau », ou réponse (D).
