Thermodynamique et cinétique chimique Correction de l'exercice : Bilan enthalpique - Construire ...

Les valeurs des énergies de liaison (par mole de liaison) dans les conditions de référence sont
en kJ.mol-1 : C-H : - 411.......................... H-Cl : - 432.......................... Cl-Cl : - 238 C-Cl : - 328
a- Calculer l'enthalpie standard (ΔH0) de la réaction : CH4 (g) + Cl2 (g) → HCl (g) + CH3Cl (g)
b- Connaissant les enthalpies standard de formation (ΔH0formation) suivantes par mole de composé :
ΔH0formation (HCl gaz) = - 92 kJ                       ΔH0formation (CH4 gaz) = - 75 kJ
Calculer l'enthalpie standard de formation d'une mole de CH3Cl (g).
c- Calculer ΔH0 (H-H) en utilisant la réaction adaptée (attention, on ne donne pas l’enthalpie de
transformation du carbone atomes libres en graphite).

a- Les enthalpies de réaction, de liaison et de formation ont été décrites, il faut revoir la définition
si nécessaire.

Un cycle à 3 étapes permet de résoudre le problème.
En effet, on écrit la réaction (étape 1) et centré au dessous, les atomes libres.
Partant des atomes libres vers les réactifs, on doit identifier les liaisons créées (étape 2).
Partant des atomes libres vers les produits, on doit identifier les liaisons créées (étape 3).
L'écriture de la réaction permet de construire le cycle.

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La réaction peut être décrite comme la rupture d'une liaison C-H et d'une liaison Cl-Cl puis
la formation d'une liaison C-Cl et d'une liaison H-Cl.
L'enthalpie de la réaction est égale à la somme des enthalpies de liaison des produits moins la
somme des enthalpies de liaison des réactifs.
Soit : ΔH0réaction = (ΔHH-Cl + 3 ΔHC-H + ΔHC-Cl) - (4 ΔHC-H + ΔHCl-Cl)
= ΔHH-Cl + ΔHC-Cl - ΔHC-H - ΔHCl-Cl = (-432) + (-328) - (- 411) - (- 238) = - 111 kJ

b- La deuxième question se traite comme la première mais avec les enthalpie de formation.

Un cycle à 3 étapes permet de résoudre le problème.
En effet, on écrit la réaction (étape 1) et centré au dessous, la liste de tous les corps simples
nécessaires à la formation des réactifs ou des produits.
Partant des corps simples vers les réactifs, on doit identifier les corps simples nécessaires à la
formation de chaque réactif (étape 2) et de même pour les produits (étape 3).
L'écriture de la réaction permet de construire le cycle.

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L'enthalpie de la réaction est égale à la somme des enthalpies de formation des produits moins la
somme des enthalpies de formation des réactifs.
L'inconnue n'est plus l'enthalpie de réaction (calculée à la question précédente) mais l'enthalpie de
formation d'un produit (CH3Cl).
L'écriture de l'équation est semblable à la précédente :
Soit : ΔH0réaction = - 111 = (ΔHHCl + ΔHCH3Cl) - (ΔHCH4 + 0)
- 111 = [ (- 92) + ΔHCH3Cl ] - (- 75)
ΔHCH3Cl = - 94 kJ

c- Pour répondre à la question, il faut d'abord proposer une réaction dont on connait l'enthalpie et qui
fait intervenir l'enthalpie de liaison H-H. Seule la formation de HCl correspond.
La réaction ne doit pas faire intervenir le carbone car on ne connait pas son enthalpie de transformation en atomes libres.
On lui applique la méthode précédente (cycle à 3 étapes).

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Soit : 1/2 ΔHH-H + 1/2 (- 238) = (- 432) - (- 92)
ΔHH-H = - 442 kJ


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Thermodynamique et cinétique      Bilan enthalpique      Construire un cycle       Enoncé
Pr Robert Valls & Dr Richard Frèze                                                                                        robert.valls@univ-amu.fr