Flashcards : Thermochimie et thermodynamique — 52 cartes

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1Question

Qu'étudie la thermochimie lors d'une transformation ?

Réponse

Les échanges réalisés par un système entre un état initial et un état final.

2Question

Qu'est-ce que la chaleur Q en thermochimie ?

Réponse

Une forme d'échange désordonné d'énergie liée aux mouvements atomiques ou moléculaires.

3Question

Comment définit-on le travail W en thermochimie ?

Réponse

Un transfert ordonné d'énergie par une force avec déplacement du point d'application.

4Question

Quelle est la formule du travail élémentaire d'une pression extérieure sur un système ?

Réponse

δW=PextdV\delta W=-P_{ext}dV

5Question

Qu'impose une transformation réversible sur les états du système ?

Réponse

Elle est lente et suit une suite continue d'états d'équilibre.

6Question

Quelle caractéristique distingue une transformation irréversible ?

Réponse

Elle est brutale et ne permet pas de retour à l'état initial.

7Question

Qu'échange un système isolé avec l'extérieur ?

Réponse

Ni matière ni énergie.

8Question

Qu'échange un système ouvert avec l'extérieur ?

Réponse

De l'énergie et de la matière.

9Question

Qu'est-ce que l'énergie interne U d'un système ?

Réponse

L'énergie interne U est l'énergie totale d'un système.

10Question

Quelle formule exprime le premier principe de la thermodynamique ?

Réponse

Le premier principe s'écrit ΔU=Q+W\Delta U=Q+W.

11Question

Quelle différence existe entre travail W, chaleur Q et énergie interne U ?

Réponse

W et Q sont des grandeurs de transfert, U est une fonction d'état.

12Question

Quelles grandeurs sont des fonctions d'état dont la variation dépend des états initial et final ?

Réponse

U, H et S sont des fonctions d'état.

13Question

Selon la première loi de Joule, de quoi dépend l'énergie interne d'un gaz parfait ?

Réponse

Elle dépend uniquement de la température.

14Question

Quelle formule relie la variation d'énergie interne à la température pour un gaz parfait ?

Réponse

ΔU=CVΔT=nCV,mΔT\Delta U=C_V\Delta T=nC_{V,m}\Delta T.

15Question

Que vaut la variation d'énergie interne lors d'une compression isotherme réversible d'une mole de dioxygène ?

Réponse

La variation d'énergie interne ΔU\Delta U est nulle.

16Question

Quelle est la valeur du travail reçu par le gaz lors de cette compression isotherme ?

Réponse

Le travail reçu vaut 7477 J.

17Question

Que reste constant lors d'une transformation isochore ?

Réponse

Le volume reste constant.

18Question

Quel est le travail lors d'une transformation isochore ?

Réponse

Le travail est nul.

19Question

Quelle relation lie la chaleur échangée et la variation d'énergie interne en isochore ?

Réponse

Q=ΔU=CVΔTQ=\Delta U=C_V\Delta T.

20Question

Comment est définie l'enthalpie H ?

Réponse

Par H=U+PVH=U+PV.

21Question

Que reste constant lors d'une transformation isobare ?

Réponse

La pression reste constante.

22Question

Quelle relation lie la chaleur échangée et la variation d'enthalpie en isobare ?

Réponse

QP=ΔH=CPΔTQ_P=\Delta H=C_P\Delta T.

23Question

Qu'est-ce que l'entropie S dans un système isolé ?

Réponse

Une fonction d'état liée au désordre qui tend à augmenter jusqu'à un maximum.

24Question

Quelle formule exprime la variation totale d'entropie ?

Réponse

dS=dSint+δQTdS=dS_{int}+\frac{\delta Q}{T} avec dSint0dS_{int}\geq 0.

25Question

Que vaut la création d'entropie pour une transformation réversible ?

Réponse

Elle est nulle.

26Question

Quelle relation lie dSdS et δQrev\delta Q_{rev} pour une transformation réversible ?

Réponse

dS=δQrevTdS=\frac{\delta Q_{rev}}{T}.

27Question

Que dit l'inégalité de Clausius pour une transformation irréversible ?

Réponse

ΔS>QirrT\Delta S>\frac{Q_{irr}}{T}.

28Question

Comment évolue l'entropie d'un système isolé ?

Réponse

Elle ne peut qu'augmenter ou rester constante.

29Question

Qu'est-ce qu'une transformation isentropique ?

Réponse

Une transformation où l'entropie reste constante.

30Question

Quelle est la valeur de ΔS\Delta S dans une transformation isentropique ?

Réponse

ΔS=0\Delta S=0.

31Question

Quelle formule relie l'enthalpie libre de Gibbs aux variations d'enthalpie et d'entropie?

Réponse

ΔGR=ΔHRTΔSR\Delta G_R=\Delta H_R - T\Delta S_R

32Question

Quelle condition sur ΔGR\Delta G_R indique une réaction spontanée?

Réponse

ΔGR<0\Delta G_R < 0 indique une réaction spontanée.

33Question

Que signifie une valeur négative de ΔGR\Delta G_R pour l'équilibre chimique?

Réponse

L'équilibre contient majoritairement des produits.

34Question

Quelle est la spontanéité d'une réaction si ΔGR\Delta G_R est négative?

Réponse

La réaction est spontanée dans le sens direct.

35Question

Que signifie une valeur positive de ΔGR\Delta G_R pour la réaction chimique?

Réponse

La réaction est peu favorisée.

36Question

Que contient majoritairement l'équilibre si ΔGR\Delta G_R est positive?

Réponse

L'équilibre contient majoritairement des réactifs.

37Question

Quelle relation lie TΔSRT\Delta S_R, ΔHR\Delta H_R et TΔSintT\Delta S_{int} à pression constante?

Réponse

TΔSR=ΔHR+TΔSintT\Delta S_R=\Delta H_R + T\Delta S_{int}

38Question

Comment s'exprime ΔGR\Delta G_R en fonction de ΔSint\Delta S_{int}?

Réponse

ΔGR=TΔSint\Delta G_R = -T\Delta S_{int}

39Question

Comment s'exprime la constante d'équilibre pour une réaction générale ?

Réponse

C'est le produit des concentrations des produits à leurs coefficients stœchiométriques divisé par celui des réactifs.

40Question

Quelle est la formule intégrée de la loi de Van’t Hoff ?

Réponse

lnK2K1=ΔrHR(1T11T2)\ln\frac{K_2}{K_1}=\frac{\Delta_rH^\circ}{R}\left(\frac{1}{T_1}-\frac{1}{T_2}\right)

41Question

Quand une réaction est-elle exothermique selon ΔrH ?

Réponse

Lorsque ΔrH est inférieur à zéro.

42Question

Quand une réaction est-elle endothermique selon ΔrH ?

Réponse

Lorsque ΔrH est supérieur à zéro.

43Question

Quand une réaction est-elle athermique selon ΔrH ?

Réponse

Lorsque ΔrH est égal à zéro.

44Question

Que se passe-t-il avec K pour une réaction exothermique si la température augmente ?

Réponse

La constante d’équilibre K diminue.

45Question

Quelle est la température finale après dissolution de 160 g de nitrate d’ammonium dans 720 mL d’eau à 20 °C ?

Réponse

La température finale est de 2 °C.

46Question

Quelle est la valeur de ΔH_r pour la liaison de la silibinine à l’albumine HSA à 37 °C ?

Réponse

ΔH_r vaut −42 kJ/mol.

47Question

Que signifie ΔG_r = −31 kJ/mol pour l’association silibinine-HSA ?

Réponse

Cela indique une association spontanée et favorable.

48Question

Quelle formule relie la constante d’équilibre K à ΔG_r pour cette association ?

Réponse

La formule est lnK=ΔGrRT\ln K=-\frac{\Delta G_r}{RT}.

49Question

Quelle est la valeur approximative de la constante d’équilibre K à 37 °C pour cette association ?

Réponse

K vaut environ 1,63×105 M11{,}63\times10^5\ \mathrm{M^{-1}}.

50Question

Qu'impose une transformation adiabatique sur la quantité de chaleur Q ?

Réponse

Q = 0.

51Question

Quelle condition thermodynamique caractérise une transformation endothermique ?

Réponse

ΔH > 0.

52Question

Quelle condition doit vérifier ΔG pour qu'une transformation soit spontanée ?

Réponse

ΔG < 0.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 23 questions sur Thermochimie et thermodynamique.

1. Quelle propriété distingue l’énergie interne UU de la chaleur QQ et du travail WW ?

2. À 37 °C, que permettent de conclure les valeurs ΔHr=42 kJmol1\Delta H_r=-42\ \mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}, ΔSr=34 Jmol1K1\Delta S_r=-34\ \mathrm{J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}} et ΔGr=31 kJmol1\Delta G_r=-31\ \mathrm{kJ\cdot mol^{-1}} pour la liaison de la silibinine à l’albumine HSA ?

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