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Le profil réactionnel d’une réaction chimique est représenté ci-dessous. Lequel des énoncés suivants décrit le mieux ce profil réactionnel? (A) La réaction est endothermique, avec une enthalpie molaire Δ𝐻 de 70 kilojoules par mole et une énergie d’activation de 170 kilojoules par mole. (B) La réaction est exothermique, avec une enthalpie molaire Δ𝐻 de moins 70 kilojoules par mole et une énergie d’activation de 170 kilojoules par mole. (C) La réaction est endothermique, avec une enthalpie molaire Δ𝐻 de 240 kilojoules par mole et une énergie d’activation de 70 kilojoules par mole. (D) La réaction est exothermique, avec une enthalpie molaire Δ𝐻 de 170 kilojoules par mole et une énergie d’activation de 240 kilojoules par mole. (E) La réaction est endothermique, avec une enthalpie molaire Δ𝐻 de moins 140 kilojoules par mole et une énergie d’activation de 70 kilojoules par mole.
Cette question nous demande d’interpréter ce profil réactionnel. Dans un profil réactionnel, ou diagramme énergétique, l’axe des 𝑥 représente l’avancement de la réaction, tandis que l’axe des 𝑦 représente l’énergie chimique. Le profil réactionnel nous indique donc les niveaux d’énergie des réactifs et des produits au cours de la réaction. Chaque choix de réponse comporte trois composantes. Premièrement, la réaction est-elle endothermique ou exothermique? Deuxièmement, quelle est l’enthalpie molaire ou Δ𝐻 illustrée sur le schéma? Et troisièmement, quelle est l’énergie d’activation indiquée par le diagramme?
Regardons de plus près chacune de ces informations afin d’identifier la bonne réponse. Tout d’abord, déterminons si la réaction est endothermique ou exothermique. En observant la figure, on constate une augmentation de l’énergie lorsqu’on passe des réactifs aux produits. Cela signifie que de l’énergie est absorbée par le système. Une réaction qui absorbe de l’énergie est une réaction endothermique. Donc, on devra trouver dans la bonne réponse : «La réaction est endothermique».
Intéressons-nous maintenant à l’enthalpie molaire ou Δ𝐻. L’enthalpie molaire ou Δ𝐻 est la variation de l’énergie de la réaction lorsqu’on passe des réactifs aux produits, par mole. L’énergie des réactifs au début de cette réaction est de 70 kilojoules par mole. L’énergie des produits en fin de réaction est de 140 kilojoules par mole. Cette variation correspond donc à une augmentation de 70 kilojoules par mole entre le début et la fin de la réaction. Ainsi, l’enthalpie molaire ou Δ𝐻 est de 70 kilojoules par mole. Cette quantité est positive, plus 70 kilojoules par mole, car il s’agit d’une augmentation de l’énergie. Les réactions endothermiques, pendant lesquelles de l’énergie est absorbée, ont des valeurs de Δ𝐻 positives. Pour le moment, seule la réponse (A) propose une réaction endothermique
avec une enthalpie molaire de 70 kilojoules par mole.
Examinons enfin l’énergie d’activation de ce profil réactionnel pour confirmer que c’est la bonne réponse. L’énergie d’activation, parfois appelée 𝐸 indice a, est la différence entre le niveau d’énergie initial des réactifs et le haut niveau d’énergie de l’état de transition qui apparaît entre les réactifs et les produits. L’énergie d’activation correspond à la quantité minimale d’énergie nécessaire pour que la réaction ait lieu. Pour que cette réaction ait lieu, le niveau d’énergie des réactifs doit passer de 70 kilojoules par mole à 240 kilojoules par mole. Cela correspond à une augmentation d’énergie de 170 kilojoules par mole, qui est bien la valeur spécifiée dans la réponse (A). La réponse (A) est la bonne réponse.
Alors, lequel des énoncés suivants décrit le mieux ce profil réactionnel ? C’est la réponse (A). La réaction est endothermique, avec une enthalpie molaire Δ𝐻 de 70 kilojoules par mole et une énergie d’activation de 170 kilojoules par mole.
