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Le méthane réagit avec l’oxygène pour produire du dioxyde de carbone et de l’eau selon l’équation suivante. CH4 gaz plus deux O2 gaz réagissent pour former CO2 gaz plus deux H2O gaz. En utilisant les données du tableau fourni, quelle est l’enthalpie standard de réaction, Δ𝐻𝑟 ? Donnez votre réponse au nombre entier le plus proche.
Dans cette question, nous devons déterminer l’enthalpie standard de la réaction entre le méthane et l’oxygène gazeux. Au cours d’une réaction chimique, des liaisons sont rompues dans les réactifs et de nouvelles liaisons sont créées pour former les produits. L’énergie potentielle chimique des réactifs et des produits est différente. Cette variation d’énergie dans un système est appelée variation d’enthalpie et elle est représentée par le symbole Δ𝐻. Le plimsoll à côté de Δ𝐻 indique que les mesures sont effectuées dans des conditions de température et de pression standard et lorsque les réactifs et les produits sont dans leurs états standard.
Les valeurs données dans le tableau sont les enthalpies standard de formation du méthane, du dioxyde de carbone et de l’eau. L’enthalpie standard de formation est la variation d’enthalpie lorsqu’une mole de substance est formée à partir de ses éléments constitutifs dans leurs états standard dans des conditions standard. L’oxygène gazeux n’a pas été inclus dans le tableau, car l’enthalpie de formation d’un élément dans son état standard est nulle.
Maintenant, libérons un peu d’espace pour calculer l’enthalpie standard de réaction. L’enthalpie standard de réaction peut être déterminée en calculant la différence entre la somme des enthalpies de formation des réactifs et celle des produits. Réécrivons cette équation pour inclure les identités des réactifs et des produits. Donc, nous pouvons voir que pour calculer l’enthalpie de réaction, nous devons additionner les enthalpies de formation du dioxyde de carbone et de l’eau et soustraire la somme des enthalpies de formation du méthane et de l’oxygène.
Nous sommes maintenant prêts à utiliser dans notre équation les valeurs fournies dans le tableau. L’enthalpie de formation du dioxyde de carbone est de moins 393,5 kilojoules par mole, et l’enthalpie de formation de l’eau est de moins 241,8 kilojoules par mole. Cependant, dans l’équation chimique, nous pouvons voir que l’eau a un coefficient de deux. Par conséquent, nous devons multiplier par deux l’enthalpie standard de formation de l’eau. Quant aux réactifs, l’enthalpie de formation du méthane est de moins 74,86 kilojoules par mole, et celle de l’oxygène est de zéro kilojoule par mole. Après simplification, nous obtenons moins 877,1 kilojoules par mole moins moins 74,86 kilojoules par mole. Après soustraction, nous obtenons une valeur de moins 802,24 kilojoules par mole. Après avoir arrondi notre réponse au nombre entier le plus proche, nous obtenons moins 802 kilojoules par mole.
En conclusion, l’enthalpie standard de la réaction entre le méthane et l’oxygène gazeux est de moins 802 kilojoules par mole.
