Loi de Conservation
m_réactifs = m_produits
Conservation de la masse : loi de Lavoisier
Conservation des atomes : même nombre
Conservation de l'énergie : ΔU = Q + W
Stœchiométrie : proportions exactes
Calculs Massiques
Méthane (CH₄) :
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
16g + 64g = 44g + 36g → 80g = 80g ✓
16g + 64g = 44g + 36g → 80g = 80g ✓
Octane (C₈H₁₈) :
2C₈H₁₈ + 25O₂ → 16CO₂ + 18H₂O
228g + 800g = 704g + 324g → 1028g = 1028g ✓
228g + 800g = 704g + 324g → 1028g = 1028g ✓
Calculs Stœchiométriques
Quantité de matière : n = m/M
Volume gazeux : V = n×Vm
Réactif limitant : détermine rendement
Rendement : η = (n_exp/n_theo)×100%
Exemples de Calculs
Combustion de 32g de CH₄ :
n(CH₄) = 32/16 = 2 mol
n(O₂) = 2×2 = 4 mol
m(O₂) = 4×32 = 128g
n(O₂) = 2×2 = 4 mol
m(O₂) = 4×32 = 128g
Volume de CO₂ produit :
2 mol CH₄ → 2 mol CO₂
V(CO₂) = 2×24 = 48L (STP)
Vm = 24L·mol⁻¹
V(CO₂) = 2×24 = 48L (STP)
Vm = 24L·mol⁻¹
Bilan Énergétique
Enthalpie de réaction
Énergie libérée
Pouvoir calorifique
Effet thermique
Conversion énergie
Calculs Énergétiques
Méthane (CH₄) :
ΔcH° = -890 kJ·mol⁻¹
1 mol CH₄ → 890 kJ libérés
16g → 890 kJ
1 mol CH₄ → 890 kJ libérés
16g → 890 kJ
Éthanol (C₂H₅OH) :
ΔcH° = -1367 kJ·mol⁻¹
46g → 1367 kJ libérés
1g → 29.7 kJ
46g → 1367 kJ libérés
1g → 29.7 kJ
Octane (C₈H₁₈) :
ΔcH° = -5470 kJ·mol⁻¹
114g → 5470 kJ libérés
1L ≈ 47 MJ
114g → 5470 kJ libérés
1L ≈ 47 MJ
Applications Pratiques
Rendement moteur
Centrales thermiques
Chauffage
Production d'électricité
Impact environnemental
Exemples Numériques
Combustion de 10g de propane :
C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
n(C₃H₈) = 10/44 = 0.227 mol
Énergie = 0.227×2220 = 504 kJ
n(C₃H₈) = 10/44 = 0.227 mol
Énergie = 0.227×2220 = 504 kJ
Air nécessaire pour 100g de butane :
2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O
n(C₄H₁₀) = 100/58 = 1.72 mol
n(O₂) = 1.72×13/2 = 11.2 mol
V(air) = 11.2×24×5 = 1344 L
n(C₄H₁₀) = 100/58 = 1.72 mol
n(O₂) = 1.72×13/2 = 11.2 mol
V(air) = 11.2×24×5 = 1344 L
Méthodologie
Étapes de calcul :
1. Écrire équation équilibrée
2. Calculer quantités de matière
3. Déterminer réactif limitant
4. Calculer masses/volumes produits
5. Calculer énergie libérée
2. Calculer quantités de matière
3. Déterminer réactif limitant
4. Calculer masses/volumes produits
5. Calculer énergie libérée
Unités à respecter :
- Masse : grammes (g)
- Quantité : moles (mol)
- Volume : litres (L)
- Énergie : kilojoules (kJ)
- Quantité : moles (mol)
- Volume : litres (L)
- Énergie : kilojoules (kJ)
