Devoir n° 3.

Devoir n° 3.
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Prénom :
Exercice 1:Tableau d’avancement.
On réalise la combustion de 9,0 mmol de fer dans un flacon de 500mL rempli de 21 mmol de dichlore Cl2
à la pression de 1,02.105 Pa et 20 °C. On considère ce gaz comme parfait.
Le fil de fer est chauffé au rouge puis introduit dans le flacon rebouché aussitôt. On observe la
formation d'une fumée rousse de chlorure de fer FeCl3.
1. Ajuster l’équation modélisant la réaction étudiée.

Fe
+
Cl2
5 pts
0,5
FeCl3
EI ( mmol )
Ex
EF
2.
3.
4.
5.
Compléter le tableau d'avancement de la réaction.
Calculer la valeur de l'avancement maximal et en déduire le réactif en défaut.
Déterminer la quantité de matière de dichlore restant en complétant le tableau d’avancement.
En déduire la pression finale dans le ballon.
Masse molaire en g/mol : Fe = 55,8
S = 32,1
O = 16
H = 1,0
Cl = 35,5
Exercice 2 : Combustion de l’aluminium.
L'aluminium brûle dans le dioxygène en produisant une fumée blanche d'oxyde d'aluminium Al2O3. On
introduit 2,7 g d'aluminium dans un flacon contenant 1,20 L de dioxygène gazeux, puis on enflamme
avec un dispositif électrique.
a) Ecrire l'équation ajustée de la réaction de combustion.
b) Calculer les quantités de matière des réactifs à l'état initial.
c) Construire le tableau d’avancement de cette réaction.
d) Calculer l’avancement maximal et compléter le tableau d’avancement.
e) Définir et indiquer le réactif en excès.
f) Calculer la masse de fumée d'oxyde d'aluminium produite par la réaction.
Données: Volume molaire des gaz dans les conditions des expériences Vm = 24 L.mol-1
Masses molaires atomiques : M(Al) = 27,0 g.mol-1
M(O) = 16,0 g.mol-1
Exercice 3 : Action de l’aluminium solide sur la soude.
La soude est une solution d’hydroxyde de sodium ( Na+(aq) + OH-(aq)). Les ions hydroxyde réagissent sur
l’aluminium solide pour donner des ions aluminate Al(OH)4-(aq).
On fait réagir 0,020 mol de solution de soude 0,020 mol d’aluminium solide.
Dressez le tableau d’avancement de la réaction considérée et trouvez la composition de l’état final
1
1,5
1
1
1
1,5
7,5pts
1
1,5
1
1,5
1,5
1
2 pts
Exercice 4 : Tranquillement dans mon hamac…
Julien se repose dans un hamac immobile. Le système {Julien + hamac} a
une masse M=80 kg, son centre d’inertie est noté G. De chaque coté, les
filins du hamac sont rassemblés et accrochés à une corde fixée sur le tronc
d’un arbre. Les points fixations du hamac sur les cordes sont appelés A et B.
5,5pts
A’
B’
A
B
G
a) Définir le système et le référentiel d’étude.
b) Effectuer l’inventaire des forces appliquées au système {Julien ; hamac}. On négligera l’effet de
l’air.
c) Enoncer la première loi de Newton et l’utiliser pour établir une relation vectorielle entre les
forces appliquées au système.
d) A partir d’une étude graphique, déterminer la valeur (norme en Newton) de la tension de
chaque corde.
Echelle : 1 cm -> 100N
Respecter les directions données par les droites A’A et B’B pour les directions des forces des filins.
Données : Intensité de la pesanteur g = 10 m.s-2
0.5
1
1,5
2.5
Première S
Correction du Devoir n° 3.
Exercice 1:Tableau d’avancement.
1 et 2.
EI ( mmol )
Ex
EF
2 Fe
9,0
9,0 – 2x
0
+ 3 Cl2
21
21-3x
7,5

2 FeCl3
0
2x
9,0
2. Avancement maximal :
Soit 9,0 – 2xmax= 0 => xmax = 4,5 mmol
Soit 21-3xmax = 0 => xmax=7,0 mmol
La valeur de xmax est toujours la plus petite : xmax = 4,5 mmol
Le réactif en défaut est celui qui est totalement consomné : le fer
3. Il reste 7,5 mmol de dichlore.
n.R.T ,.  ,  
4. Pression finale dans le ballon : P =
=
= 370 hPa
V
,.
Exercice 2: combustion de l’aluminium
Avancement maximal : On résout : 1,0.10-1 - 4x = 0 et 5,0.10-2 - 3x = 0
-2
-2
-2
On trouve : x = 2,5.10 mol et x = 1,7.10 mol
soit xmax = 1,7 .10 mol
4) Le réactif en escès est le réactif restant à la fin de la réaction. Dans ce cas, il n'y a plus de dioxygène et il reste
de l’aluminium ; L’aluminium est donc le réactif en excès.
5) Il s'est formé 3,4.10-2 mol d'oxyde d'aluminium soit
mAl2O3 = nAl2O3 MAl2O3 = 3,4.10-2 (227 + 316) = 3,4.10-2 102 = 3,5 g
Exercice 3 : Action de l’aluminium sur la soude.
Détermination de l’avancement maximal : 2.0*10-2-x = 0 ou 2.0*10-2-4x = 0
soit xmax = 5.0*10-3 mol
Les ions hydroxydes donc la soude constituent le réactif limitant.
Il reste : 15 mmol d’aluminium solide et 5,0 mmol d’ions aluminate.
Exercice 4 : tranquillement dans mon hamac…
1) Les forces appliqués au système « hamac+Julien » sont : poids P et tensions des fils T1 et T2
2) Dans le référentiel terrestre, si le centre d’inertie du solide est au repos ou en mouvement rectiligne uniforme alors
la résultante des forces exercées sur le solide est nulle.
Donc içi : +
+
=
3) Voir construction sur le graphique ci-dessous :