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DE
M
2, 05 ¥ 103
47 kJ · g-1.
44
3. Le débit de ce chauffage est de 820 g · h-1, donc l’énergie libérée en une heure est égale à
820 ¥ 47 = 3,8 ¥ 104 kJ. L’énergie libérée par la combustion l’est sous forme thermique.
soit
3 Combustion d’une bougie
M.-E. Chevreul (1786-1889), un chimiste français, a travaillé sur la graisse animale. Il a montré que la graisse 
était constituée de triesters résultant de la réaction du glycérol, un triol, avec des acides gras comme les acides 
stéarique ou oléique. Son travail a permis de substituer aux chandelles de suif des bougies d’acide stéarique, 
au meilleur éclairage.
1. Qu’est-ce que le suif ? Quels sont les inconvénients de l’usage de la chandelle ?
2. Écrivez l’équation de la combustion complète de l’acide stéarique.
3. La quantité d’énergie libérée par mole d’acide stéarique pendant la combustion est DE = 11,3 MJ · mol-1. 
Déterminez l’énergie libérée par une bougie de masse 30,0 g, en supposant que la bougie est uniquement composée d’acide stéarique.
Donnée. Formule chimique de l’acide stéarique : C18H36O2.
1. C’est le suif, qui est obtenu en faisant fondre de la graisse animale, telle celle de mouton ou de bœuf.
La chandelle (tallow candle), une mèche entourée de suif, a une flamme jaune et fumeuse à l’odeur désagréable. Elle coule et sa mèche charbonne rapidement.
2. C18H36O2 (g) + 27 O2(g) Æ 18 CO2 (g) + 18 H2O (g).
3. DE = 11,3 MJ · mol-1. Avec M(acide stéarique) = 284 g · mol-1, on en déduit l’énergie libérée par gramme
d’acide stéarique, soit 39,8 kJ · g-1. Une bougie de masse 30,0 g libère donc 1,19 ¥ 106 J sous forme d’énergie thermique.
4 1. L’énergie libérée par la combustion du glucose est :
2,9 ¥ 103/4,18 = 6,9 ¥ 102 kcal · mol-1.
La masse molaire du glucose étant égale à 180 g · mol-1, l’énergie libérée par gramme de glucose est donc
égale à 6,9 ¥ 102/180 soit 3,9 kcal. On retrouve l’ordre de grandeur de la valeur proposée dans l’énoncé,
qui est une valeur moyenne pour les glucides.
2. L’énergie libérée dans l’organisme par la consommation d’un biscuit est :
DE = 4,0 ¥ (1,3 + 14) + 9,0 ¥ 3,5 = 93 kcal.
5 1. La masse de 50 mL de cet alcool à brûler est donnée par :
m = r · V soit m = 0,83 ¥ 50 = 42 g.
La masse de méthanol est égale à 6,5 % de m, soit 2,7 g, et celle d’éthanol à 78 % de m, soit 32 g.
L’énergie chimique au quotidien
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2. En utilisant la relation n = m/M, on obtient :
n(méthanol) = 2,7/32 = 8,4 ¥ 10-2 mol et n(éthanol) = 32/46 = 7,0 ¥ 10-1 mol.
3. Pour les alcools en phase gazeuse, l’énergie libérée par mole est donnée par l’expression :
DE (en kJ · mol-1) = 618n + 42.
Pour le méthanol (n = 1) : DE1 = 6,6 ¥ 102 kJ · mol-1.
Pour l’éthanol (n = 2) : DE2 = 1,3 ¥ 103 kJ · mol-1.
L’énergie libérée par la combustion de 50 mL de cet alcool est donc :
DE = n(méthanol) · DE1 + n(éthanol) · DE2
DE = 9,6 ¥ 102 kJ.
(L’eau contenue dans l’alcool à brûler passe à l’état gazeux lors de la combustion de ce combustible.)
6 1. On parle d’oxycombustion quand le comburant est du dioxygène pur.
2. L’énergie libérée lors de la combustion de l’acétylène est de 48,24 MJ · kg-1 ou encore 48,24 kJ · g-1,
soit, avec M(acétylène) = 26,0 g · mol-1, une énergie libérée de 1,85 MJ · mol-1.
3. L’énergie libérée lors de l’oxycombustion l’est sous forme d’énergie thermique.
4. La température de flamme de ce type de chalumeau est de l’ordre de 3 200 °C, supérieure à la température de fusion de l’acier (autour de 1 535 °C) et suffisante pour évaporer l’eau environnant le lieu de la
soudure ou de la découpe.
7 1. En utilisant la relation DE = 618n + 201, on obtient :
pour le méthane (n = 1), DEM = 819 kJ · mol-1 ;
pour le propane (n = 3), DEP = 2,05 ¥ 103 kJ · mol-1
et pour le butane (n = 4), DEB = 2,67 ¥ 103 kJ · mol-1.
3, 4 ¥ 105
mole de combustible,
DE
soit par 0,42 mol de méthane ou 0,17 mol de propane ou encore 0,13 mol de butane.
– L’équation de réaction de combustion d’un alcane s’écrit :
CnH2n+2 (g) + (3n + 1)/2 O2 (g) Æ n CO2 (g) + (n + 1) H2O (g).
2. – Une énergie de 3,4 ¥ 105 J est donc libérée par la combustion de
La stœchiométrie de cette équation indique que la combustion d’une mole d’alcane conduit à la formation de n moles de dioxyde de carbone (avec n, nombre d’atomes de carbone de la chaîne carbonée).
Ainsi, la combustion de 0,42 mol de méthane ou de 0,17 mol de propane ou encore de 0,13 mol de butane
forme respectivement 0,42 mol ; 0,51 mol et 0,52 mol de CO2.
3. C’est le méthane, qui pour une énergie libérée équivalente, libère le moins de dioxyde de carbone.
9 1. Pour un alcane, l’énergie libérée par mole est donnée par DE (en kJ · mol-1) = 618n + 201 : pour le
propane (n = 3), DEP = 2,05 ¥ 103 kJ · mol-1
et pour le butane (n = 4), DEB = 2,67 ¥ 103 kJ · mol-1.
2. La masse molaire du propane étant égale à 44,0 g · mol-1 et celle du butane à 58,0 g · mol-1, on en
déduit que l’énergie libérée par gramme de propane est égale à DEP* = 46,6 kJ · g-1 et celle libérée par
gramme de butane est égale à DEB* = 46,0 kJ · g-1.
3. Un litre de GPL, soit 535 g, contient 321 g de butane et 214 g de propane.
4. Lors de la combustion d’un litre de ce GPL est libérée une énergie DE = DEP* · mP + DEB* · mB, soit
DE = 2,48 ¥ 104 kJ = 24,8 MJ.
5. Une énergie de 32,2 MJ est libérée par la combustion d’un litre d’essence ou 1,30 L (1,00 ¥ 32,2/24,8)
de GPL. Pour les mêmes performances moteur, la consommation d’un tel véhicule serait donc de
1,3 ¥ 7 = 9,1 L/100 km.
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6. Sur un trajet de 100 km :
– avec le véhicule à essence, 7 litres de carburant sont consommés soit 47 moles. La stœchiométrie de
l’équation de combustion de l’octane nous indique que 47 ¥ 8 = 3,8 ¥ 102 moles de CO2 sont formées ;
– avec le véhicule GPL, 9,1 litres de carburant sont consommés, soit 4,9 ¥ 103 g donc 50 mol (2,9 ¥ 103 g)
de butane et 44 mol (1,9 ¥ 103 g) de propane. La stœchiométrie respective des équations de combustion
du butane et du propane nous indique que 50 ¥ 4 = 2,0 ¥ 102 mol et 44 ¥ 3 = 1,3 ¥ 102 mol de CO2 sont
formées. Soit un total de 3,3 ¥ 102 mol.
Un véhicule GPL rejette donc moins de dioxyde de carbone qu’un véhicule à essence pour les mêmes
performances moteur.
CoMPÉtEnCE 3 : Exploiter des informations sur le stockage et la conversion
d’énergie chimique
16 1. Le biobutanol est produit à partir de la biomasse lignocellulosique : paille, résidus de coupe de
bois, feuilles…
2. Les végétaux qui en sont à l’origine ne concurrencent pas les cultures vivrières. En effet, les biocarburants de première génération sont produits à partir de cultures alimentaires telles le blé, le maïs, la betterave ou encore le colza.
3. Le biobutanol est moins corrosif pour le moteur que l’éthanol et l’énergie que sa combustion libère
est, à volume égal, plus importante.
29, 2
¥ 1, 00 1, 49 L.
4. Véth 19, 6
5. n = m/M = r · V/M. L’obtention d’une énergie de 29,2 MJ nécessite la combustion de 26 mol d’éthanol
ou 11 mol de butanol.
L’équation de réaction de combustion d’un alcool s’écrit :
2 CnH2n + 2O + 3n O2 (g) Æ 2n CO2 (g) + 2 (n + 1) H2O (g).
La stœchiométrie de cette équation indique que la combustion d’une mole d’alcool conduit à la formation de n moles de dioxyde de carbone (avec n, nombre d’atomes de carbone de la chaîne carbonée).
La combustion de 26 mol d’éthanol ou de 11 mol de butanol forme respectivement 52 ou 44 mol de
dioxyde de carbone. C’est donc le butanol qui, pour une énergie libérée identique, produit le moins de
.
dioxyde de carbone lors de sa combustion.
17 1. Un ergol est le constituant, combustible ou comburant, d’un mélange qui, par réaction chimique,
produit l’énergie nécessaire à la propulsion d’un engin spatial. La cryogénie est la science des procédés
d’obtention des très basses températures. L’EPC est qualifié de cryogénique car les ergols y sont stockés
à très basses températures.
2. 2 H2 (g) + O2 (g) Æ 2 H2O (g).
25, 8 ¥ 106
132, 4 ¥ 10 6
1, 29 ¥ 107 mol et n( O2 ) 4 ,14 ¥ 10 6 mol.
2, 00
32, 0
4. En regard de la stœchiométrie de l’équation de fonctionnement du moteur Vulcain, c’est le dioxygène
qui est le réactif limitant et l’avancement maximal est : xmax = 4,14 ¥ 106 mol.
3. n(H2 ) 5. L’énergie libérée lors du fonctionnement du moteur est donc égale à :
DE = 2 ¥ 486 ¥ 4,14 ¥ 106 = 4,02 ¥ 109 kJ.
18 1. Q = I · Dt soit Q = 200 ¥ 1,00 = 200 C.
2. La valeur absolue de la charge électrique portée par un électron est e = 1,6 ¥ 10-19 C. Si on appelle ne
la quantité de matière d’électrons ayant circulé dans le circuit pendant une seconde, on peut écrire :
Q
.
Q = ne · e · NA soit ne =
NA · e
200
ne =
6, 02 ¥ 1023 ¥ 1, 60 ¥ 10 –19
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ne = 2,08 ¥ 10-3 mol.
3. 1,04 ¥ 10-3 mol de plomb ont donc permis la circulation de 2,08 ¥ 10-3 mol d’électrons, ce qui correspond à une masse :
m(Pb) = n(Pb) · M(Pb), soit :
m(Pb) = 1,04 ¥ 10-3 ¥ 207,2 = 0,215 g.
4. Lors de sa charge, l’accumulateur se comporte en récepteur. Son équation de fonctionnement est donc
inversée :
2 Pb2+ (aq) + 2 H2O (l) Æ PbO2(s) + 4 H+ (aq) + Pb (s).
19 1. En considérant la stœchiométrie de la réaction, on a :
xmax1 = ni ( Zn) =
mi ( Zn)
M( Zn)
et xmax 2 =
ni (MnO2 ) mi (MnO2 )
=
2
2M(MnO2 )
soit xmax1 = 9,2 ¥ 10-2 mol et xmax2 = 4,6 ¥ 10-2 mol.
L’avancement maximal est donc égal à 4,6 ¥ 10-2 mol.
2. La stœchiométrie de la réaction à la borne positive de cette pile indique que la consommation de n mol
de dioxyde de manganèse implique celle de n mol d’électrons, soit, pour cette pile, ne = 4,6 ¥ 10-2 mol.
La capacité Q de cette pile, soit la charge électrique qu’elle est susceptible de débiter, est déterminée par
cette quantité de matière d’électrons consommée. Elle est donnée par l’expression :
Q = ne · NA · qe , soit Q = 4,4 ¥ 103 C.
Q
4 , 4 ¥ 103
1, 2 Ah, on en déduit donc que W = 1,2 ¥ 1,5 = 1,8 Wh.
3 600
De fait, l’énergie massique de cette pile de masse 18 g est égale à 1,0 ¥ 102 Wh · kg-1.
4
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