Le portail a été désactivé. Veuillez contacter l'administrateur de votre portail.

Vidéo de question : Sélectionner le bon diagramme de profil de réaction à partir des informations fournies sur une réaction Chimie

Une réaction chimique a une enthalpie de réaction molaire (Δ𝐻) de -80 kJ/mol et une énergie d’activation de 25 kJ/mol. Lequel des profils de réaction suivants représente-t-il cette réaction ?

05:45

Transcription de vidéo

Une réaction chimique a une enthalpie de réaction molaire, Δ𝐻, de moins 80 kilojoules par mole et une énergie d’activation de 25 kilojoules par mole. Lequel des profils de réaction suivants représente-t-il cette réaction ?

Un profil de réaction ou un diagramme d’énergie illustre les variations d’énergie suivant les différentes étapes d’une réaction chimique. Notez que l’axe des 𝑦 indique le niveau ou la quantité d’énergie associée aux différentes étapes de la réaction chimique, l’énergie augmentant lorsqu’on monte sur l’axe des 𝑦 et l’énergie diminuant lorsqu’on descend sur l’axe. L’axe des 𝑥 représente l’avancement de la réaction, des réactifs à gauche représentés par la lettre majuscule R, aux produits à droite représentés par la lettre majuscule P. Les diagrammes de niveau d’énergie peuvent être utilisés pour illustrer comment varie l’énergie totale au cours d’une réaction chimique, y compris si la réaction est exothermique ou endothermique.

Une réaction exothermique est définie comme une réaction chimique au cours de laquelle de l’énergie est libérée par les réactifs dans l’environnement. Cela signifie que les réactifs doivent être plus haut en énergie et que les produits sont positionnés plus bas le long de l’axe des 𝑦, pour les représenter à un niveau d’énergie inférieur en raison de l’énergie perdue. On peut observer ceci dans les profils de réaction (B) et (C), qui sont donc des profils de réaction de réactions exothermiques.

Dans un profil de réaction, la différence d’énergie entre les produits et les réactifs est définie comme la variation d’enthalpie, l’enthalpie étant définie comme l’énergie d’un système. Et l’énergie est généralement constituée de l’énergie potentielle chimique et d’énergie thermique, autrement dit de chaleur. Alors que le symbole du terme enthalpie est la lettre 𝐻 majuscule, la variation d’enthalpie pour une réaction chimique est notée Δ𝐻, et plus spécifiquement pour une réaction exothermique, moins Δ𝐻 ou une variation d’enthalpie négative. Parce que les profils de réaction (B) et (C) représentent une réaction exothermique, Δ𝐻 est marqué comme moins Δ𝐻 ou variation d’enthalpie négative.

En revanche, une réaction endothermique est définie comme une réaction chimique au cours de laquelle de l’énergie est absorbée depuis l’extérieur par les réactifs chimiques, ce qui signifie que les réactifs sont plus bas en énergie et que les produits doivent être positionnés plus haut sur l’axe des 𝑦, représentés à un niveau d’énergie plus élevé grâce à l’énergie absorbée. C’est ce qu’on peut observer dans les profils de réaction (A) et (D). Par conséquent, ils représentent une réaction endothermique, qui est notée avec une valeur positive de Δ𝐻 ou une variation d’enthalpie positive due à l’énergie absorbée ou gagnée lors de la réaction chimique.

Cela étant dit, on nous dit que l’enthalpie de réaction molaire, également appelée variation d’enthalpie et représentée par le symbole Δ𝐻, est égale à moins 80 kilojoules par mole. Comme nous l’avons mentionné, une variation d’enthalpie négative ou un Δ𝐻 négatif se produit lorsque la réaction est exothermique. Cela signifie que nous pouvons éliminer (A) et (D) car ces deux profils de réaction sont représentatifs d’une réaction endothermique ou d’une réaction avec un Δ𝐻 positif.

Cela nous laisse (B) et (C) comme bonnes réponses potentielles car leurs profils de réaction représentent une réaction exothermique avec un Δ𝐻 négatif. Une autre information qui nous a été fournie et dont nous n’avons pas encore parlé est que le profil de réaction a une énergie d’activation de 25 kilojoules par mole. L’énergie d’activation, 𝐸 a, est définie comme la quantité minimale d’énergie nécessaire pour que les particules de réactifs entrent en collision et réagissent les unes avec les autres. Elle est également connue comme l’augmentation initiale ou l’augmentation d’énergie nécessaire au démarrage de la réaction.

Si l’énergie est inférieure à l’énergie d’activation pour la réaction concernée, les réactifs n’auront pas assez d’énergie pour se transformer en produits et la réaction n’aura pas lieu. Pour déterminer si c’est le profil énergétique (B) ou (C) qui représente la réaction où 𝐸 a est égal à 25 kilojoules par mole et Δ𝐻 égal à moins 80 kilojoules par mole, terminons de légender en identifiant 𝐸 a sur ces graphiques.

Puisque l’axe des y ne porte pas de valeurs sur ces profils de réaction, utilisons ce que nous savons des hauteurs relatives de 𝐸 a et Δ𝐻 sur le profil de réaction recherché. E a, égale à 25 kilojoules par mole, devrait avoir une hauteur plus petite que celle de la variation d’enthalpie, égale à moins 80 kilojoules par mole. En d’autres termes, dans le profil recherché, elles ne doivent pas avoir des hauteurs identiques. En regardant le profil de réaction (C), on remarque que les hauteurs 𝐸 a et Δ𝐻 sont très proches. Cela signifie que nous pouvons éliminer (C) comme réponse possible car 𝐸 a et Δ𝐻 ne doivent pas être égales.

Lorsque nous comparons 𝐸 a et Δ𝐻 dans le profil de réaction (B), on voit que 𝐸 a mesure environ un tiers de la hauteur, ou un tiers de l’énergie de Δ𝐻, ou trois 𝐸 a font presque un Δ𝐻. Ainsi, quel est le profil de réaction qui représente la réaction chimique avec une 𝐸 a de 25 kilojoules par mole et un Δ𝐻 de moins 80 kilojoules par mole ? La bonne réponse est le profil de réaction (B).

Nagwa utilise des cookies pour vous garantir la meilleure expérience sur notre site. En savoir plus sur notre Politique de Confidentialité.