QCM : Thermodynamique des transformations chimiques (23 questions)

Question 1

1. Un système fermé possède une énergie interne $U=820\,\mathrm{J}$ et un produit pression-volume $PV=180\,\mathrm{J}$ . Quelle est son enthalpie ?

820\,\mathrm{J}

640\,\mathrm{J}

1180\,\mathrm{J}

1000\,\mathrm{J}

Explication

L’enthalpie est définie par $H=U+PV$ , donc $H=820+180=1000\,\mathrm{J}$ . La soustraction de $PV$ inverse le signe, tandis que $820\,\mathrm{J}$ omet ce terme et $1180\,\mathrm{J}$ le compte deux fois.

Answer

$$1000\,\mathrm{J}$$

Question 2

2. Dans un réacteur monobare et monotherme, que représente l’enthalpie de réaction $\Delta_rH$ ?

La variation d’enthalpie par unité de temps, en

\mathrm{J\,s^{-1}}

La variation totale d’enthalpie au cours de la réaction, en

\mathrm{J}

Le transfert thermique reçu par mole, en

\mathrm{J\,mol^{-1}}

La variation d’enthalpie par mole d’avancement, en

\mathrm{J\,mol^{-1}}

Explication

$\Delta_rH=(\partial H/\partial\xi)_{T,P}$ exprime la variation d’enthalpie par mole d’avancement, d’où l’unité $\mathrm{J\,mol^{-1}}$ . Une variation totale s’exprime en joules, le transfert thermique est une autre grandeur et une variation par unité de temps correspond à une puissance.

Answer

La variation d’enthalpie par mole d’avancement, en $$\mathrm{J\,mol^{-1}}$$

Question 3

3. Une transformation monobare s’accompagne d’une variation d’enthalpie de $-3{,}2\,\mathrm{kJ}$ . Quel est le transfert thermique algébriquement reçu par le système ?

+3{,}2\,\mathrm{kJ}

-3{,}2\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}

-3{,}2\,\mathrm{kJ}

0\,\mathrm{kJ}

Explication

Pour une transformation monobare, $Q_p=\Delta H$ : le transfert reçu vaut donc $-3{,}2\,\mathrm{kJ}$ , ce qui indique ici un transfert algébriquement négatif. Le signe positif l’inverse, l’unité molaire ne convient pas à cette variation totale et une variation d’enthalpie non nulle ne donne pas un transfert nul.

Answer

$$-3{,}2\,\mathrm{kJ}$$

Question 4

4. Que désigne l’enthalpie standard de réaction $\Delta_rH^0(T)$ ?

La variation d’enthalpie de formation d’un constituant, en

\mathrm{J\,mol^{-1}}

La variation d’enthalpie d’une réaction quelconque, en

\mathrm{J\,mol^{-1}}

La variation d’enthalpie associée à une réaction standard, en

\mathrm{J\,mol^{-1}}

L’enthalpie totale des constituants purs, en

\mathrm{J}

Explication

L’enthalpie standard de réaction est la variation d’enthalpie associée à une réaction standard à la température considérée et s’exprime en $\mathrm{J\,mol^{-1}}$ . L’enthalpie de formation concerne un constituant, tandis qu’une enthalpie totale s’exprime en joules et qu’une réaction quelconque n’est pas nécessairement standard.

Answer

La variation d’enthalpie associée à une réaction standard, en $$\mathrm{J\,mol^{-1}}$$

Question 5

5. Pour une réaction, les contributions $\nu_i\Delta_fH^0(A_i,T)$ des produits et des réactifs, avec leurs signes stœchiométriques, valent respectivement $-120\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ et $+45\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ . Quelle valeur donne la loi de Hess pour $\Delta_rH^0(T)$ ?

+75\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}

+165\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}

-75\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}

-120\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}

Explication

La loi de Hess somme les contributions stœchiométriques : $-120+45=-75\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ . La somme des valeurs absolues donne $+165$ , l’inversion du signe de la contribution négative donne $+75$ , et ne prendre que les produits omet la contribution des réactifs.

Answer

$$-75\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$$

Question 6

6. On écrit une réaction standard de formation de $\mathrm{A_2B}$ à partir des corps simples dans leurs états standard de référence. Quel coefficient stœchiométrique doit être attribué à $\mathrm{A_2B}$ formé ?

1

2

Le coefficient dépend de la température

3

Explication

Une réaction standard de formation produit une mole de l’espèce dans son état standard à partir des corps simples de référence : le coefficient de l’espèce formée vaut donc 1. L’indice 2 dans la formule n’impose pas un coefficient 2, et les coefficients des corps simples ne déterminent pas celui du produit.

Answer

$$1200\,\mathrm{J}$$

Answer

$$-60\,\mathrm{kJ}$$

Answer

$$15\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}$$

Answer

$$20\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}$$

Answer

$$400\,\mathrm{J}$$

Answer

$$dG_{T,P}=-60\,\mathrm{J}$$

Answer

Elle est minimale et sa variation infinitésimale est nulle.

Answer

Une augmentation de $$2RT$$.

Answer

De la phase à $$12\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$$ vers celle à $$9\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$$.

Answer

$$\mu_1(T,P)=\mu_2(T,P)$$

Answer

Le potentiel chimique de A

Answer

2 kJ mol⁻¹

Answer

−10 kJ mol⁻¹

Answer

Elle dépend de la température par le terme $$-T\Delta_rS^0$$

Question 7

7. Lors d’une expérience, un solide fond et le système reçoit de la chaleur. Quel signe faut-il attribuer au transfert thermique $Q$ ?

Q=0

Q>0

Le signe de

Q

dépend de la capacité thermique

Q<0

Explication

La fusion est endothermique : le système reçoit de la chaleur, donc $Q>0$ . $Q<0$ correspond à une chaleur cédée, tandis que $Q=0$ décrit notamment un réacteur adiabatique.

Question 8

8. De la vapeur se condense dans un dispositif et cède de la chaleur au milieu extérieur. Quel signe caractérise le transfert thermique du système ?

Q>0

Q=0

Q<0

Le signe de

Q

dépend de la température finale

Explication

La condensation est exothermique : le système cède de la chaleur, d’où $Q<0$ . $Q>0$ convient à un processus endothermique comme la vaporisation, tandis que $Q=0$ caractérise ici une situation adiabatique.

Question 9

9. Un mélange sans réaction chimique subit une transformation monobare. Sa capacité thermique totale vaut $240\,\mathrm{J\,K^{-1}}$ et sa température augmente de $5\,\mathrm{K}$ . Quel transfert thermique reçoit-il ?

48\,\mathrm{J}

-1200\,\mathrm{J}

1200\,\mathrm{J}

245\,\mathrm{J}

Explication

Pour une transformation monobare sans réaction, $Q=C_{TOT}\Delta T$ . Ainsi, $Q=240\times5=1200\,\mathrm{J}$ ; le quotient oublie la relation multiplicative et le signe négatif ne convient pas à une chaleur reçue lors de cette élévation.

Question 10

10. Une réaction se déroule dans un réacteur monobare et monotherme avec $\Delta_rH^0(T_0)=-30\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ et un avancement final $\xi_f=2\,\mathrm{mol}$ . Quel est le transfert thermique $Q$ ?

-15\,\mathrm{kJ}

-30\,\mathrm{kJ}

-60\,\mathrm{kJ}

60\,\mathrm{kJ}

Explication

Dans ces conditions, $Q=\Delta_rH^0(T_0)\xi_f$ , donc $Q=(-30)\times2=-60\,\mathrm{kJ}$ . Le signe négatif indique un transfert cédé ; conserver la valeur molaire ou la diviser par l’avancement applique mal la relation.

Question 11

11. Pour une réaction standard, les coefficients stœchiométriques algébriques des constituants A et B sont $-2$ et $+1$ . Leurs entropies molaires standard valent respectivement $10$ et $35\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}$ . Quelle est l’entropie standard de réaction ?

15\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}

-15\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}

55\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}

45\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}

Explication

La relation est $\Delta_rS^0=\sum_i\nu_iS_m^0(A_i)$ : $(-2)(10)+(1)(35)=15\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}$ . L’addition simple néglige les coefficients, leur valeur absolue efface le signe des réactifs et l’inversion des signes donne le résultat opposé.

Question 12

12. Une substance change d’état réversiblement à l’équilibre à $400\,\mathrm{K}$ . Si son enthalpie standard de changement d’état vaut $8{,}0\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ , quelle est son entropie standard de changement d’état ?

20\,\mathrm{kJ\,K^{-1}\,mol^{-1}}

20\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}

0{,}05\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}

3200\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}

Explication

À l’équilibre lors d’un changement d’état réversible, $\Delta S^0=\Delta H^0/T_0$ . Ici, $8000/400=20\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}$ ; multiplier par la température ou inverser le rapport ne respecte pas la relation, et la valeur doit être exprimée en joules.

Question 13

13. Un système fermé possède une énergie interne $U=500\,\mathrm{J}$ , une pression $P=2\,\mathrm{kPa}$ , un volume $V=0{,}10\,\mathrm{m^3}$ , une température $T=300\,\mathrm{K}$ et une entropie $S=1{,}0\,\mathrm{J\,K^{-1}}$ . Quelle est son enthalpie libre $G$ ?

200\,\mathrm{J}

700\,\mathrm{J}

400\,\mathrm{J}

100\,\mathrm{J}

Explication

On applique $G=U+PV-TS$ : $PV=200\,\mathrm{J}$ et $TS=300\,\mathrm{J}$ , donc $G=500+200-300=400\,\mathrm{J}$ . La valeur $700\,\mathrm{J}$ omet $TS$ , tandis que $100\,\mathrm{J}$ ajoute ce terme et $200\,\mathrm{J}$ omet $U$ .

Question 14

14. À température et pression constantes, une transformation spontanée se produit dans un système où $T=300\,\mathrm{K}$ et où l’entropie créée vaut $\delta S_{cr}=0{,}20\,\mathrm{J\,K^{-1}}$ . Quelle est la variation infinitésimale de l’enthalpie libre ?

dG_{T,P}=-60\,\mathrm{J}

dG_{T,P}=0\,\mathrm{J}

dG_{T,P}=+60\,\mathrm{J}

dG_{T,P}=-0{,}20\,\mathrm{J}

Explication

À température et pression constantes, $dG_{T,P}=-T\delta S_{cr}$ ; ainsi $dG_{T,P}=-300\times0{,}20=-60\,\mathrm{J}$ . Le signe positif inverse le sens de l’évolution spontanée, et $-0{,}20\,\mathrm{J}$ omet le facteur $T$ .

Question 15

15. Un système atteint l’équilibre à température et pression constantes. Quelle condition caractérise alors l’enthalpie libre par rapport aux variations infinitésimales accessibles ?

Elle est minimale et sa variation infinitésimale reste négative.

Elle est maximale et sa variation infinitésimale est nulle.

Elle est minimale et sa variation infinitésimale est nulle.

Elle est nulle et sa variation infinitésimale est positive.

Explication

À l’équilibre, l’enthalpie libre est minimale et sa variation infinitésimale est nulle. Un maximum inverse le critère, une variation négative indique une évolution spontanée qui se poursuit, et une variation nulle n’implique pas que la valeur de $G$ soit nulle.

Question 16

16. Pour un corps pur à température et pression fixées, l’activité passe de $a^=1$ à $a^=e^2$ . Quelle variation du potentiel chimique en résulte ?

Une augmentation de

e^2RT

.

Aucune variation du potentiel chimique.

Une augmentation de

2RT

.

Une diminution de

2RT

.

Explication

La relation $\mu^*=\mu_{REF}^*+RT\ln(a^*)$ donne une variation $RT\ln(e^2/1)=2RT$ : le potentiel chimique augmente de $2RT$ . Une diminution inverse le signe, tandis que $e^2RT$ confond l’activité avec son logarithme.

Question 17

17. À température et pression constantes, une substance peut passer spontanément d’une phase où son potentiel chimique vaut $12\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ vers une phase où il vaut $9\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ . Dans quel sens le transfert spontané se fait-il ?

Dans les deux sens, car l’écart est de

3\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}

.

Dans aucun sens, car les potentiels chimiques sont différents.

De la phase à

12\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}

vers celle à

9\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}

.

De la phase à

9\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}

vers celle à

12\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}

.

Explication

À température et pression constantes, un transfert spontané se fait dans le sens des potentiels chimiques décroissants : ici, de $12$ vers $9\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ . Le sens inverse va vers un potentiel supérieur, et l’égalité des potentiels caractérise l’équilibre plutôt qu’un transfert spontané net.

Question 18

18. Deux phases d’un même corps pur coexistent à l’équilibre à température et pression fixées. Quelle relation leurs potentiels chimiques vérifient-ils ?

\mu_1(T,P)=0

et

\mu_2(T,P)=0

\mu_1(T,P)=\mu_2(T,P)

Les quantités des deux phases sont égales.

\mu_1(T,P)>\mu_2(T,P)

Explication

À l’équilibre entre deux phases d’un même corps pur, leurs potentiels chimiques sont égaux à température et pression données. Une inégalité indique un potentiel chimique plus élevé dans une phase, tandis que l’équilibre n’exige ni des potentiels nuls ni des quantités de matière égales.

Question 19

19. Dans un mélange idéal de gaz, le gaz X représente 0,30 de la quantité de matière totale et la pression totale vaut 200 kPa. Quelle est sa pression partielle selon la loi de Dalton ?

0,30 kPa

140 kPa

60 kPa

200 kPa

Explication

La loi de Dalton donne $P_i=x_i^vP$ ; ainsi, $P_X=0{,}30\times200=60\,\text{kPa}$ . La valeur de 140 kPa utilise le complément de la fraction molaire, 0,30 kPa omet la pression totale et 200 kPa attribue au gaz toute la pression du mélange.

Question 20

20. À température et pression constantes, on augmente légèrement la quantité de matière de l’espèce A dans un mélange en maintenant les quantités des autres espèces fixes. Quelle grandeur correspond au taux de variation de l’enthalpie libre par rapport à cette quantité ?

L’enthalpie libre de réaction

Le potentiel chimique de A

L’enthalpie libre totale du mélange

La dérivée selon la quantité totale

Explication

À $T$ et $P$ constantes, le potentiel chimique de A est la dérivée partielle de $G$ par rapport à sa quantité, les quantités des autres espèces étant maintenues fixes. L’enthalpie libre totale n’est pas cette dérivée, tandis que la dérivée selon l’avancement ou selon la quantité totale ne respecte pas la définition visée.

Question 21

21. Pour une réaction à température et pression constantes, les coefficients stœchiométriques algébriques sont $\nu_A=-2$ et $\nu_B=1$ , avec $\mu_A=5\,\text{kJ mol}^{-1}$ et $\mu_B=12\,\text{kJ mol}^{-1}$ . Quelle est l’enthalpie libre de réaction ?

22 kJ mol⁻¹

8,5 kJ mol⁻¹

−2 kJ mol⁻¹

2 kJ mol⁻¹

Explication

On applique $\Delta_rG=\sum_i\nu_i\mu_i$ : $(-2)(5)+(1)(12)=2\,\text{kJ mol}^{-1}$ . Le résultat 22 omet le coefficient de A, −2 inverse les signes stœchiométriques et 8,5 correspond à une moyenne sans fondement dans la relation.

Question 22

22. Une réaction présente $\Delta_rH=-40\,\text{kJ mol}^{-1}$ et $\Delta_rS=-100\,\text{J K}^{-1}\text{mol}^{-1}$ à 300 K. Quelle est la valeur de $\Delta_rG$ ?

−40 kJ mol⁻¹

−40,3 kJ mol⁻¹

−10 kJ mol⁻¹

−70 kJ mol⁻¹

Explication

La relation est $\Delta_rG=\Delta_rH-T\Delta_rS$ . Comme $-100\,\text{J K}^{-1}\text{mol}^{-1}=-0{,}100\,\text{kJ K}^{-1}\text{mol}^{-1}$ , on obtient $-40-300(-0{,}100)=-10\,\text{kJ mol}^{-1}$ ; −70 résulte d’un signe erroné, −40,3 d’une mauvaise conversion et −40 de l’omission de l’entropie.

Question 23

23. Pour une réaction, on suppose que $\Delta_rH^0$ et $\Delta_rS^0$ sont indépendants de la température. Comment varie alors $\Delta_rG^0$ lorsque la température change ?

Elle dépend de la température par le terme

-T\Delta_rS^0

Elle dépend seulement de la température si

\Delta_rH^0

varie

Elle reste constante puisque

\Delta_rH^0

est constante

Elle est indépendante de la température puisque

\Delta_rS^0

est constante

Explication

La relation $\Delta_rG^0(T)=\Delta_rH^0(T)-T\Delta_rS^0(T)$ contient explicitement la température ; même si l’enthalpie et l’entropie standard sont supposées indépendantes de $T$ , l’enthalpie libre standard en dépend. L’option « reste constante » transpose à $\Delta_rG^0$ l’hypothèse faite pour les deux autres grandeurs, et les autres réponses attribuent ou retirent à tort cette dépendance.

QCM : Thermodynamique des transformations chimiques (23 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un système fermé possède une énergie interne $U=820\,\mathrm{J}$ et un produit pression-volume $PV=180\,\mathrm{J}$ . Quelle est son enthalpie ?

2. Dans un réacteur monobare et monotherme, que représente l’enthalpie de réaction $\Delta_rH$ ?

3. Une transformation monobare s’accompagne d’une variation d’enthalpie de $-3{,}2\,\mathrm{kJ}$ . Quel est le transfert thermique algébriquement reçu par le système ?

4. Que désigne l’enthalpie standard de réaction $\Delta_rH^0(T)$ ?

5. Pour une réaction, les contributions $\nu_i\Delta_fH^0(A_i,T)$ des produits et des réactifs, avec leurs signes stœchiométriques, valent respectivement $-120\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ et $+45\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ . Quelle valeur donne la loi de Hess pour $\Delta_rH^0(T)$ ?

6. On écrit une réaction standard de formation de $\mathrm{A_2B}$ à partir des corps simples dans leurs états standard de référence. Quel coefficient stœchiométrique doit être attribué à $\mathrm{A_2B}$ formé ?

7. Lors d’une expérience, un solide fond et le système reçoit de la chaleur. Quel signe faut-il attribuer au transfert thermique $Q$ ?

8. De la vapeur se condense dans un dispositif et cède de la chaleur au milieu extérieur. Quel signe caractérise le transfert thermique du système ?

9. Un mélange sans réaction chimique subit une transformation monobare. Sa capacité thermique totale vaut $240\,\mathrm{J\,K^{-1}}$ et sa température augmente de $5\,\mathrm{K}$ . Quel transfert thermique reçoit-il ?

10. Une réaction se déroule dans un réacteur monobare et monotherme avec $\Delta_rH^0(T_0)=-30\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ et un avancement final $\xi_f=2\,\mathrm{mol}$ . Quel est le transfert thermique $Q$ ?

11. Pour une réaction standard, les coefficients stœchiométriques algébriques des constituants A et B sont $-2$ et $+1$ . Leurs entropies molaires standard valent respectivement $10$ et $35\,\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}$ . Quelle est l’entropie standard de réaction ?

12. Une substance change d’état réversiblement à l’équilibre à $400\,\mathrm{K}$ . Si son enthalpie standard de changement d’état vaut $8{,}0\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ , quelle est son entropie standard de changement d’état ?

13. Un système fermé possède une énergie interne $U=500\,\mathrm{J}$ , une pression $P=2\,\mathrm{kPa}$ , un volume $V=0{,}10\,\mathrm{m^3}$ , une température $T=300\,\mathrm{K}$ et une entropie $S=1{,}0\,\mathrm{J\,K^{-1}}$ . Quelle est son enthalpie libre $G$ ?

14. À température et pression constantes, une transformation spontanée se produit dans un système où $T=300\,\mathrm{K}$ et où l’entropie créée vaut $\delta S_{cr}=0{,}20\,\mathrm{J\,K^{-1}}$ . Quelle est la variation infinitésimale de l’enthalpie libre ?

15. Un système atteint l’équilibre à température et pression constantes. Quelle condition caractérise alors l’enthalpie libre par rapport aux variations infinitésimales accessibles ?

16. Pour un corps pur à température et pression fixées, l’activité passe de $a^=1$ à $a^=e^2$ . Quelle variation du potentiel chimique en résulte ?

17. À température et pression constantes, une substance peut passer spontanément d’une phase où son potentiel chimique vaut $12\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ vers une phase où il vaut $9\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ . Dans quel sens le transfert spontané se fait-il ?

18. Deux phases d’un même corps pur coexistent à l’équilibre à température et pression fixées. Quelle relation leurs potentiels chimiques vérifient-ils ?

19. Dans un mélange idéal de gaz, le gaz X représente 0,30 de la quantité de matière totale et la pression totale vaut 200 kPa. Quelle est sa pression partielle selon la loi de Dalton ?

20. À température et pression constantes, on augmente légèrement la quantité de matière de l’espèce A dans un mélange en maintenant les quantités des autres espèces fixes. Quelle grandeur correspond au taux de variation de l’enthalpie libre par rapport à cette quantité ?

21. Pour une réaction à température et pression constantes, les coefficients stœchiométriques algébriques sont $\nu_A=-2$ et $\nu_B=1$ , avec $\mu_A=5\,\text{kJ mol}^{-1}$ et $\mu_B=12\,\text{kJ mol}^{-1}$ . Quelle est l’enthalpie libre de réaction ?

22. Une réaction présente $\Delta_rH=-40\,\text{kJ mol}^{-1}$ et $\Delta_rS=-100\,\text{J K}^{-1}\text{mol}^{-1}$ à 300 K. Quelle est la valeur de $\Delta_rG$ ?

23. Pour une réaction, on suppose que $\Delta_rH^0$ et $\Delta_rS^0$ sont indépendants de la température. Comment varie alors $\Delta_rG^0$ lorsque la température change ?

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QCM : Thermodynamique des transformations chimiques (23 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un système fermé possède une énergie interne U=820 JU=820\,\mathrm{J}U=820J et un produit pression-volume PV=180 JPV=180\,\mathrm{J}PV=180J. Quelle est son enthalpie ?

2. Dans un réacteur monobare et monotherme, que représente l’enthalpie de réaction ΔrH\Delta_rHΔr​H ?

3. Une transformation monobare s’accompagne d’une variation d’enthalpie de −3,2 kJ-3{,}2\,\mathrm{kJ}−3,2kJ. Quel est le transfert thermique algébriquement reçu par le système ?

4. Que désigne l’enthalpie standard de réaction ΔrH0(T)\Delta_rH^0(T)Δr​H0(T) ?

6. On écrit une réaction standard de formation de A2B\mathrm{A_2B}A2​B à partir des corps simples dans leurs états standard de référence. Quel coefficient stœchiométrique doit être attribué à A2B\mathrm{A_2B}A2​B formé ?

7. Lors d’une expérience, un solide fond et le système reçoit de la chaleur. Quel signe faut-il attribuer au transfert thermique QQQ ?

8. De la vapeur se condense dans un dispositif et cède de la chaleur au milieu extérieur. Quel signe caractérise le transfert thermique du système ?

9. Un mélange sans réaction chimique subit une transformation monobare. Sa capacité thermique totale vaut 240 J K−1240\,\mathrm{J\,K^{-1}}240JK−1 et sa température augmente de 5 K5\,\mathrm{K}5K. Quel transfert thermique reçoit-il ?

10. Une réaction se déroule dans un réacteur monobare et monotherme avec ΔrH0(T0)=−30 kJ mol−1\Delta_rH^0(T_0)=-30\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}Δr​H0(T0​)=−30kJmol−1 et un avancement final ξf=2 mol\xi_f=2\,\mathrm{mol}ξf​=2mol. Quel est le transfert thermique QQQ ?

12. Une substance change d’état réversiblement à l’équilibre à 400 K400\,\mathrm{K}400K. Si son enthalpie standard de changement d’état vaut 8,0 kJ mol−18{,}0\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}8,0kJmol−1, quelle est son entropie standard de changement d’état ?

15. Un système atteint l’équilibre à température et pression constantes. Quelle condition caractérise alors l’enthalpie libre par rapport aux variations infinitésimales accessibles ?

16. Pour un corps pur à température et pression fixées, l’activité passe de a∗=1a^*=1a∗=1 à a∗=e2a^*=e^2a∗=e2. Quelle variation du potentiel chimique en résulte ?

18. Deux phases d’un même corps pur coexistent à l’équilibre à température et pression fixées. Quelle relation leurs potentiels chimiques vérifient-ils ?

19. Dans un mélange idéal de gaz, le gaz X représente 0,30 de la quantité de matière totale et la pression totale vaut 200 kPa. Quelle est sa pression partielle selon la loi de Dalton ?

20. À température et pression constantes, on augmente légèrement la quantité de matière de l’espèce A dans un mélange en maintenant les quantités des autres espèces fixes. Quelle grandeur correspond au taux de variation de l’enthalpie libre par rapport à cette quantité ?

22. Une réaction présente ΔrH=−40 kJ mol−1\Delta_rH=-40\,\text{kJ mol}^{-1}Δr​H=−40kJ mol−1 et ΔrS=−100 J K−1mol−1\Delta_rS=-100\,\text{J K}^{-1}\text{mol}^{-1}Δr​S=−100J K−1mol−1 à 300 K. Quelle est la valeur de ΔrG\Delta_rGΔr​G ?

23. Pour une réaction, on suppose que ΔrH0\Delta_rH^0Δr​H0 et ΔrS0\Delta_rS^0Δr​S0 sont indépendants de la température. Comment varie alors ΔrG0\Delta_rG^0Δr​G0 lorsque la température change ?

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1. Un système fermé possède une énergie interne $U=820\,\mathrm{J}$ et un produit pression-volume $PV=180\,\mathrm{J}$ . Quelle est son enthalpie ?

2. Dans un réacteur monobare et monotherme, que représente l’enthalpie de réaction $\Delta_rH$ ?

3. Une transformation monobare s’accompagne d’une variation d’enthalpie de $-3{,}2\,\mathrm{kJ}$ . Quel est le transfert thermique algébriquement reçu par le système ?

4. Que désigne l’enthalpie standard de réaction $\Delta_rH^0(T)$ ?

6. On écrit une réaction standard de formation de $\mathrm{A_2B}$ à partir des corps simples dans leurs états standard de référence. Quel coefficient stœchiométrique doit être attribué à $\mathrm{A_2B}$ formé ?

7. Lors d’une expérience, un solide fond et le système reçoit de la chaleur. Quel signe faut-il attribuer au transfert thermique $Q$ ?

9. Un mélange sans réaction chimique subit une transformation monobare. Sa capacité thermique totale vaut $240\,\mathrm{J\,K^{-1}}$ et sa température augmente de $5\,\mathrm{K}$ . Quel transfert thermique reçoit-il ?

10. Une réaction se déroule dans un réacteur monobare et monotherme avec $\Delta_rH^0(T_0)=-30\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ et un avancement final $\xi_f=2\,\mathrm{mol}$ . Quel est le transfert thermique $Q$ ?

12. Une substance change d’état réversiblement à l’équilibre à $400\,\mathrm{K}$ . Si son enthalpie standard de changement d’état vaut $8{,}0\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}$ , quelle est son entropie standard de changement d’état ?

16. Pour un corps pur à température et pression fixées, l’activité passe de $a^=1$ à $a^=e^2$ . Quelle variation du potentiel chimique en résulte ?

22. Une réaction présente $\Delta_rH=-40\,\text{kJ mol}^{-1}$ et $\Delta_rS=-100\,\text{J K}^{-1}\text{mol}^{-1}$ à 300 K. Quelle est la valeur de $\Delta_rG$ ?

23. Pour une réaction, on suppose que $\Delta_rH^0$ et $\Delta_rS^0$ sont indépendants de la température. Comment varie alors $\Delta_rG^0$ lorsque la température change ?