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Il faut environ 2,757 fois 10 puissance moins 18 joules d’énergie pour rompre toutes les liaisons d’une seule molécule de méthane, CH4. Quelle est l’énergie de liaison molaire moyenne pour les liaisons C–H ? Donnez votre réponse au nombre entier le plus proche.
Dans cette question, on nous donne la quantité d’énergie nécessaire pour briser toutes les liaisons d’une molécule de méthane. Les unités de cette mesure sont les joules par molécule. Notre objectif dans cette question est de trouver l'énergie molaire moyenne des liaisons simples carbone-hydrogène.
L’énergie de liaison molaire est également appelée plus simplement énergie de liaison et est définie comme la quantité moyenne d’énergie nécessaire pour rompre une liaison particulière dans une mole de particules gazeuses. Par conséquent, les unités de notre réponse sont les kilojoules par mole de liaisons simples carbone-hydrogène.
Dans une molécule de méthane, il y a quatre liaisons simples carbone-hydrogène. En d’autres termes, nous devons convertir l’énergie nécessaire pour rompre quatre liaisons CH en énergie nécessaire pour rompre une mole de liaisons CH. Notre réponse sera beaucoup plus grande. Par conséquent, les chimistes utilisent souvent des kilojoules pour exprimer cette quantité.
Commençons par convertir l’énergie en joules par molécule de méthane en joules par mole de molécules de méthane. Nous devrons multiplier 2,757 fois 10 puissance moins 18 joules par molécule de CH4 par 6,022 fois 10 puissance 23 molécules de CH4 par mole. Le facteur de conversion que nous utilisons ici est la constante d’Avogadro, qui est le nombre d’entités par mole de substance. Lors de la multiplication, les unités molécules de CH4 s’annulent.
Maintenant, convertissons notre réponse en joules par mole de liaisons CH. Comme une molécule de méthane contient quatre liaisons CH, alors une mole de méthane contient quatre moles de liaisons CH. Lors de la multiplication, les unités moles de CH4 s’annulent.
Enfin, nous sommes prêts à convertir notre réponse de joules par mole en kilojoules par mole. Tout ce que nous devons faire est de multiplier notre réponse par le facteur de conversion un kilojoule pour 1000 joules. Lors de la multiplication, les unités joules s’annulent.
Enfin, après avoir arrondi au nombre entier le plus proche, l’énergie de liaison molaire moyenne pour les liaisons CH est de 415 kilojoules par mole.
