Chimie · Prépa 1re année · 2 leçons

Fiche de révision : Thermodynamique chimique

L’essentiel de chaque leçon du chapitre, tel qu’il est écrit dans le cours : à relire, à imprimer, puis à vérifier par l’entraînement.

Les notions de cette fiche

Bilan thermique d'une transformation chimique — Application du premier principe à un système siège d'une transformation chimique : transfert thermique à pression constante égal à la variation d'enthalpie, transfert thermique à volume constant égal à la variation d'énergie interne ; avancement de la réaction et transfert thermique effectivement échangé ; calorimétrie (capacité thermique d'un calorimètre, méthode des mélanges, détermination expérimentale d'une enthalpie de réaction) ; transformation adiabatique et température de flamme, obtenue en faisant porter la chaleur de réaction au système lui-même ; influence de la température sur une enthalpie standard de réaction (loi de Kirchhoff).
Grandeurs standard de réaction et enthalpie libre — État standard et grandeurs standard de réaction ; enthalpie standard de réaction obtenue par la loi de Hess à partir des enthalpies standard de formation ; entropie standard de réaction et signe prévisible d'après le désordre ; enthalpie libre standard reliant enthalpie, entropie et température ; relation entre enthalpie libre standard et constante d'équilibre ; enthalpie libre de réaction, quotient de réaction et critère d'évolution spontanée ; influence de la température sur la constante d'équilibre (relation de van 't Hoff).

Ces notions sont utilisées ici. Relisez-les si l’une d’elles vous échappe.

Aspects énergétiques des transformations chimiques — Transformation exothermique/endothermique, énergie molaire de réaction, énergie libérée par une combustion, pouvoir calorifique, bilan énergétique.
Tableau d'avancement et réactif limitant — Avancement x, tableau d'avancement, réactif limitant, avancement maximal, mélange stœchiométrique, bilan de matière.
Premier principe de la thermodynamique — ΔU = W + Q pour un système fermé, travail des forces de pression, transformations isotherme, isochore, isobare, adiabatique.
Énergie interne, transferts thermiques — Énergie interne, capacité thermique, Q = m c ΔT, modes de transfert (conduction, convection, rayonnement), bilan d'énergie, loi phénoménologique de Newton.
État d'équilibre et constante d'équilibre — Transformation non totale, équilibre dynamique, quotient de réaction Q_r, constante K, taux d'avancement final, sens d'évolution spontané.
Fonction logarithme népérien — Réciproque de l'exponentielle, ln(ab) = ln a + ln b, ln(a^n) = n ln a, variations, dérivée 1/x, résolution d'équations e^x = k.

Extrait de la leçon « Bilan thermique d'une transformation chimique », tel qu’il figure sur la fiche.

$Q_v = \Delta U, \qquad Q_p = \Delta H, \qquad \Delta_r H = \Delta_r U + \Delta n_{\text{gaz}}\, R T$
$Q_p = \xi\, \Delta_r H° \quad (\xi \text{ en mol}, \ \Delta_r H° \text{ en } \mathrm{J \cdot mol^{-1}})$
$\text{calorimètre adiabatique} : \ \xi\, \Delta_r H + (m\,c + C_{\text{cal}})\, \Delta T = 0$
$\text{température de flamme} : \ T_f = T_0 - \frac{\xi\, \Delta_r H°}{\sum_i n_i\, C_{p,i}}$
$\text{Kirchhoff} : \ \frac{\mathrm{d}\, \Delta_r H°}{\mathrm{d} T} = \Delta_r C_p° = \sum_i \nu_i\, C_{p,i}°$

Tableau : Situation, Qui reçoit la chaleur ?, Équation
Situation	Qui reçoit la chaleur ?	Équation
Réaction dans un calorimètre	l'eau et le calorimètre	$\xi \Delta_r H + (mc + C_{\text{cal}})\Delta T = 0$
Combustion qui chauffe de l'eau	l'eau (pertes négligées)	$\xi \Delta_c H + mc\,\Delta T = 0$
Combustion adiabatique	les produits eux-mêmes	$\xi \Delta_r H° + \sum n_i C_{p,i}(T_f - T_0) = 0$
Bombe calorimétrique	le contenu, à volume constant	$Q_v = \xi\,\Delta_r U$

La suite de la fiche (1 autre notion, les pièges à éviter et la version imprimable) est réservée à votre compte.

Créez votre compte gratuit pour lire la fiche entière et l’imprimer, ou connectez-vous pour revenir directement ici.

L’accès gratuit comprend les cours et exercices de votre niveau choisi.