Que détermine la thermodynamique chimique pour une transformation ?
Sa possibilité et son sens d’évolution, son état d’équilibre et son état final.
Sur quoi la thermodynamique chimique formule-t-elle ses conclusions concernant la matière ?
Sans hypothèse sur sa structure intime.
Que peut prévoir la thermodynamique sur l’évolution d’une transformation ?
Si elle est spontanée.
Pourquoi une transformation spontanée peut-elle rester imperceptible ?
Parce que sa cinétique peut être très lente.
Qu’est-ce qu’un système thermodynamique ?
Une portion précisément délimitée de l’univers étudiée, séparée de l’extérieur par une paroi fictive éventuellement perméable.
Qu’échange un système isolé avec l’extérieur ?
Ni matière ni énergie.
Qu’échange un système fermé avec l’extérieur en matière ?
Aucune matière.
Combien de phases comporte un système homogène ?
Une seule phase.
Combien de phases comporte un système hétérogène ?
Plusieurs phases.
Quelles variables intensives sont citées pour un système ?
La pression, la température et la composition.
Quelles variables extensives sont citées pour un système ?
La masse, la quantité de matière et le volume.
Qu’affirme le principe zéro de la thermodynamique ?
Deux corps en équilibre thermique avec un troisième sont en équilibre thermique entre eux.
Comment comptabilise-t-on ce que reçoit ou fournit un système ?
Ce que le système reçoit est positif et ce qu’il fournit est négatif.
Quelle condition définit l’équilibre chimique thermodynamique ?
La composition est uniforme dans chaque phase et constante.
Quelle est l’équation d’état d’un gaz parfait ?
Quelle formule donne la fraction molaire du constituant ?
À combien est égale la somme des fractions molaires d’un système ?
À 1.
Comment calcule-t-on la concentration molaire d’une espèce en solution ?
, en mol·L⁻¹.
Quel est l’énoncé du premier principe pour un système fermé ?
Quelle relation définit l’enthalpie H ?
À pression constante, à quoi correspond ?
À la chaleur échangée, .
Comment définit-on l’enthalpie standard de formation d’un composé ?
La variation d’enthalpie lors de la synthèse d’une mole à partir de ses éléments dans leurs états de référence.
Quelle est l’enthalpie standard de formation d’un élément dans son état de référence ?
Elle est nulle à toute température.
Selon la loi de Hess, comment calcule-t-on l’enthalpie standard de réaction ?
Par la somme des enthalpies de formation des produits moins celle des réactifs, pondérées par les coefficients stœchiométriques.
Comment le second principe exprime-t-il la variation d’entropie d’un système ?
Quel signe doit avoir l’entropie créée selon le second principe ?
Elle est non négative.
Comment l’enthalpie libre est-elle définie ?
Quand un système fermé atteint-il l’équilibre à température et pression constantes ?
Lorsque est minimale.
Jusqu’à quand évolue spontanément un système fermé à température et pression constantes ?
Tant que diminue.
Comment définit-on le potentiel chimique du constituant i ?
C’est la dérivée partielle de l’enthalpie libre par rapport à sa quantité de matière, à température, pression et autres quantités constantes.
Comment exprimer le potentiel chimique en fonction de l’activité ?
Vers quelle phase un constituant se déplace-t-il spontanément ?
Vers la phase où son potentiel chimique est le plus faible.
Que mesure l’avancement de réaction ξ ?
L’évolution des quantités de matière selon les coefficients stœchiométriques.
Quelle condition sur G caractérise l’équilibre chimique à température et pression constantes ?
La dérivée de G par rapport à l’avancement est nulle.
Comment s’écrit la constante d’équilibre K à partir des activités ?
Quelle relation lie à la constante d’équilibre K ?
Quelle est la loi de Van’t Hoff reliant à l’enthalpie ?
.
Comment évolue l’équilibre d’une réaction endothermique quand la température augmente ?
K augmente et l’équilibre se déplace vers les produits.
Que provoque une modification de variable intensive selon Le Chatelier ?
Une évolution qui tend à s’opposer à cette modification.
Vers quel côté une hausse de pression déplace-t-elle un équilibre gazeux à température constante ?
Vers le côté comportant le moins de moles gazeuses.
Sous quelles formes un corps pur peut-il exister selon la température et la pression ?
Solide, liquide ou gazeuse.
Quelles conditions caractérisent l’équilibre des phases sur une courbe de changement d’état ?
Les deux phases coexistent et leurs potentiels chimiques sont égaux.
Quelle formule donne la variance d’un corps pur en fonction du nombre de phases ?
Quelle relation exprime la pente de coexistence selon la loi de Clapeyron ?
Quelle expression donne la variance d’un système hétérogène à plusieurs constituants selon la règle des phases ?
Quelle équation donne la loi de Raoult pour la pression partielle de l’espèce ?
.
Quelle équation exprime la loi de Henry pour un soluté B minoritaire non idéal ?
.
Comment les principes de la thermodynamique sont-ils établis et vérifiés ?
Ils sont établis par l’observation et vérifiés en confrontant leurs conséquences aux faits.
Qu’est-ce qu’un système chimique ?
Un ensemble de substances susceptibles de réagir chimiquement.
Quelles grandeurs décrivent l’état macroscopique d’un système à l’équilibre ?
La pression, la température et éventuellement les quantités de matière par phase et la composition.
Quelle relation relie la température absolue à la température Celsius ?
Quelle relation la loi de Boyle établit-elle à température constante ?
Quelle relation donne la pression totale d’un mélange selon Dalton ?
Que décrit la composition globale d’un système chimique ?
Les proportions relatives de ses constituants, sans tenir compte de leur répartition entre les phases.
Que décrit la composition physico-chimique d’un système chimique ?
Les proportions relatives des constituants dans chacune de ses phases.
Quelle formule donne la fraction massique du constituant ?
À combien est égale la somme des fractions massiques d’un système ?
À 1.
Comment calcule-t-on la concentration massique d’un constituant en solution ?
, en grammes par litre.
Quelle expérience Joule, décrite en 1847, montre que le travail mécanique chauffe l’eau ?
L’expérience de Joule décrite en 1847.
Quelle équivalence l’expérience de Joule établit-elle entre joule et calorie ?
4,1855 joules par calorie.
Comment s’écrit la variation de l’énergie totale d’un système ?
Quel est le travail élémentaire des forces de pression ?
Quel est le travail fini des forces de pression si les pressions sont égales ?
Quelle chaleur est échangée à pression constante ?
Quelle chaleur est échangée à volume constant ?
À volume constant, à quoi correspond ?
À la chaleur échangée, .
Qu’est-ce que l’état standard d’un corps pur ?
Sa forme pure la plus stable à et à une température précisée.
Quels sont les états de référence cités pour le carbone, l’oxygène, l’azote, l’hydrogène et le fer ?
Le graphite, gazeux, gazeux, gazeux et le fer atomique.
Qu’accompagne une évolution réelle concernant l’entropie interne ?
Une production d’entropie interne.
Quelle relation exprime la loi de Gibbs-Helmholtz ?
Quelle est la différentielle de l’enthalpie libre G ?
Comment s’écrit l’enthalpie libre d’un système multiconstitué ?
Quelle est l’expression du potentiel chimique d’un gaz parfait ?
Quelle activité possède un corps pur condensé ?
Son activité vaut 1.
Quelle relation relie l’enthalpie libre standard rédox au potentiel standard ?
Dans quel type de systèmes les équilibres chimiques étudiés sont-ils considérés ?
Dans des systèmes fermés à température et pression définies, contenant plusieurs constituants réactifs.
Quelle relation lie la variation de quantité de matière d’une espèce à l’avancement ?
De quoi dépend la valeur de K à température donnée ?
Uniquement de la température.
Quelle relation relie au quotient réactionnel χ ?
Comment évolue l’équilibre d’une réaction exothermique quand la température augmente ?
K diminue et l’équilibre se déplace vers les réactifs.
Pour l’équilibre , quel est le changement du nombre de moles gazeuses ?
.
Vers quel côté une hausse de volume déplace-t-elle un équilibre gazeux à température constante ?
Vers le côté comportant le plus de moles gazeuses.
Que faut-il faire lorsque l’ajout d’un constituant ne permet pas de prévoir simplement le déplacement de l’équilibre ?
Recalculer l’évolution à partir de l’expression de K.
Comment se comportent les phases liquide et gazeuse au-delà du point critique ?
Elles deviennent indiscernables et forment une seule phase appelée fluide.
Quelle est la variance d’une phase pour un corps pur ?
2.
Quelle relation de Clausius-Clapeyron s’applique si une phase gazeuse est assimilée à un gaz parfait ?
Quelle expression donne la pression totale d’un mélange binaire idéal A-B ?
.
Quelle forme a la courbe d’ébullition dans un diagramme isotherme idéal ?
C’est une droite.
Comment déterminer les compositions liquide et vapeur dans la région biphasée d’un diagramme liquide-vapeur ?
Aux extrémités de la ligne d’équilibre passant par le point du mélange.
De quelles données la règle du levier calcule-t-elle les quantités de liquide et de vapeur ?
De la composition globale et des compositions des phases à l’équilibre.
Qu’est-ce qu’un azéotrope dans un diagramme liquide-vapeur ?
Un extremum commun des courbes de rosée et d’ébullition.
Quelle forme prend la courbe d’ébullition de deux liquides non miscibles ?
Elle est horizontale sur l’axe des fractions molaires.
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1. Que cherche à déterminer la thermodynamique chimique à propos d’une transformation ?
2. Une réaction est thermodynamiquement spontanée, mais elle demeure imperceptible pendant une longue période : quelle interprétation convient ?
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