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Vidéo de question : Identifier les problèmes dans des descriptions de réactions exothermiques Chimie

En rapportant une expérience, un étudiant écrit que « la combustion est une réaction exothermique car de l’énergie est produite sous forme de chaleur ». Pourquoi cette description n’est-elle pas juste ? [A] Il n’y a pas de variation d’énergie durant une réaction exothermique. [B] La combustion est une réaction endothermique. [C] La chaleur n’est pas une forme d’énergie. [D] L’énergie ne peut pas être produite. [E] Les réactions exothermiques absorbent la chaleur.

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Transcription de vidéo

En rapportant une expérience, un étudiant écrit que « la combustion est une réaction exothermique car de l’énergie est produite sous forme de chaleur ». Pourquoi cette description n’est-elle pas juste ? (A) Il n’y a pas de variation d’énergie durant une réaction exothermique. (B) La combustion est une réaction endothermique. (C) La chaleur n’est pas une forme d’énergie. (D) L’énergie ne peut pas être produite. Ou (E) les réactions exothermiques absorbent la chaleur.

Un point important à souligner est que la question est de savoir pourquoi cette description n’est pas juste. Analysons ce que l’étudiant a écrit pour déterminer exactement ce qui n’est pas juste. En général, lorsqu’on parle de combustion, il s’agit d’une réaction dans laquelle une substance réagit avec l’oxygène. Par exemple, brûler des bouts de bois est une réaction de combustion. Nous savons que cela libère de l’énergie sous forme de chaleur et de lumière.

Les réactions de combustion, comme la combustion du méthane, sont également connues pour libérer de l’énergie, généralement sous forme de chaleur. Dans cette réaction, les liaisons qui maintiennent les deux types de réactifs, le méthane et l’oxygène, sont rompues afin que les atomes de carbone, d’oxygène et d’hydrogène se réunissent pour former de nouvelles liaisons pour créer les produits de dioxyde de carbone et d’eau. Les liaisons dans les produits sont plus fortes que les liaisons dans les réactifs. Ainsi, dans l’ensemble, nous voyons un dégagement d’énergie ou de chaleur dans le milieu environnant, ce qui explique pourquoi les réactions de combustion sont de bons exemples de réactions exothermiques.

Une réaction est exothermique s’il y a plus d’énergie qui est libérée dans le milieu environnant qu’il n’en est absorbé. Le résultat le plus fréquent d’une réaction exothermique est une augmentation de la température du milieu environnant. En utilisant ces informations, commençons à éliminer des choix de réponses.

Comme nous venons de le dire, les réactions exothermiques libèrent de l’énergie ou de la chaleur dans le milieu environnant. Ce sont les réactions endothermiques qui absorbent la chaleur. Ainsi, le choix de réponse (E) est faux et également éliminé comme bonne réponse à cette question. Comme nous l’avons dit, la chaleur est une forme d’énergie, ce qui élimine le choix de réponse (C). Parce que la combustion est une réaction exothermique et non une réaction endothermique, le choix de réponse (B) est faux et peut être éliminé comme réponse potentielle à cette question.

Enfin, si la chaleur est libérée ou transférée dans le milieu environnant lors d’une réaction exothermique, une réaction exothermique démontre en fait une variation d’énergie, éliminant également le choix de réponse (A). Cela signifie que la bonne réponse est le choix de réponse (D). Voyons brièvement pourquoi c’est le cas.

Alors que la première partie de ce que déclare l’étudiant est juste parce que la combustion est vraiment une réaction exothermique, la deuxième partie disant que c’est parce que l’énergie est produite sous forme de chaleur n’est pas juste. C’est parce que nous savons que l’énergie n’est jamais créée ou, en d’autres termes, produite ou détruite, mais uniquement transformée d’une forme à l’autre. En conséquence, une réaction ne peut pas produire d’énergie. Par conséquent, pourquoi la description de l’étudiant n’était-elle pas juste ? La réponse est le choix (D), car l’énergie ne peut pas être produite.

Lequel parmi les choix de réponse suivants est une description plus précise de la réaction de combustion ? (A) La combustion est une réaction endothermique car l’énergie est produite sous forme de chaleur. (B) La combustion est une réaction exothermique car l’énergie n’est pas produite. (C) La combustion est une réaction exothermique car l’énergie chimique est convertie en chaleur. (D) La combustion est une réaction exothermique car la chaleur est convertie en énergie chimique. Ou (E) la combustion est une réaction endothermique car l’énergie thermique est libérée.

Cette question nous demande laquelle des réponses proposées est la description la plus précise d’une réaction de combustion. Nous avons établi que les réactions exothermiques impliquent un transfert global d’énergie vers le milieu environnant et que la combustion est une réaction exothermique. Sur la base de ces informations, nous pouvons éliminer les choix de réponse (A) et (E) car ils disent tous deux que la combustion est endothermique alors qu’elle est en fait exothermique.

Nous avons également établi que l’énergie ne peut pas être produite, mais seulement transformée d’une forme à l’autre. En utilisant cette information plus spécifiquement pour les réactions de combustion, lorsque des substances telles que le méthane réagissent avec l’oxygène lors d’une combustion, l’énergie potentielle chimique ou l’énergie chimique, pour faire court, est convertie en d’autres formes d’énergie comme la chaleur. En fait, l’énergie thermique représente généralement la majorité de l’énergie convertie à partir d’énergie chimique. C’est pourquoi nous simplifions souvent les descriptions des réactions exothermiques comme le dégagement de chaleur.

Le choix de réponse (B) indique que l’énergie n’est pas produite dans une réaction exothermique. C’est vrai, mais c’est également vrai pour toutes les réactions. Aucune réaction ne peut produire de l’énergie. Toutes les réactions impliquent la conversion de l’énergie chimique en d’autres formes d’énergie ou vice versa. Ainsi, bien que le choix de réponse (B) soit vrai en ce que l’énergie n’est pas produite lors de réactions exothermiques, ce n’est pas la description la plus précise d’une réaction de combustion. Par conséquent, nous pouvons éliminer le choix (B).

Les choix de réponse (C) et (D) décrivent tous les deux correctement la combustion comme exothermique et identifient que l’énergie est convertie d’une forme à l’autre. Cependant, seul le choix de réponse (C) identifie correctement que, dans une réaction de combustion, l’énergie chimique est transformée en chaleur et non le contraire, comme indiqué dans le choix de réponse (D). Par conséquent, quelle réponse décrit le mieux la réaction de combustion ? La réponse est le choix (C) : la combustion est une réaction exothermique car l’énergie chimique est convertie en chaleur.

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