# Variations d'enthalpie et calorimétrie

*Durée : 30 min. 6 questions.*

## Consignes

Répondez aux six questions en utilisant vos connaissances sur l'enthalpie, la calorimétrie et l'équation Q = mcΔt. Montrez toutes les étapes de calcul pour les questions numériques et à réponse courte, y compris les unités à chaque étape. Un tableau périodique et la chaleur massique de l'eau (c = 4,19 J/(g·°C)) peuvent être utilisés au besoin.

## Questions

1. Un essai de calorimétrie consiste à brûler un échantillon de combustible sous un contenant d'eau. Quelle quantité doit être mesurée directement pour calculer la chaleur absorbée par l'eau à l'aide de Q = mcΔt?

A) La masse molaire du combustible
B) La variation de température de l'eau
C) La pression à l'intérieur du calorimètre
D) Le nombre de moles de combustible brûlé

([Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23634))

2. Définissez l'enthalpie et expliquez ce que représente l'enthalpie molaire pour une réaction chimique. ([Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23636))

3. Vrai ou faux : Dans une expérience de calorimétrie, on suppose que la chaleur libérée par une réaction de combustion est égale à la chaleur absorbée par l'eau environnante, à condition que la perte de chaleur vers l'environnement soit négligeable. ([Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23641))

4. Un élève mélange 50,0 g d'eau à 22,0 °C avec un échantillon de sel qui se dissout dans un calorimètre à gobelets de polystyrène. La température finale de la solution est de 18,5 °C. En utilisant c = 4,19 J/(g·°C) pour la solution, calculez la variation de chaleur, Q, de l'eau en joules. Précisez si le processus est exothermique ou endothermique. ([Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23634))

5. Une réaction libère 45,6 kJ d'énergie lorsque 0,250 mol de réactif est consommée. Calculez l'enthalpie molaire de la réaction, en kJ/mol, et écrivez la valeur avec le signe approprié. ([Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23636))

6. Expliquez pourquoi un calorimètre construit à partir de gobelets de polystyrène, plutôt qu'un bécher ouvert, améliore la précision d'une variation d'enthalpie déterminée expérimentalement. ([Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23641))

## Couverture du programme d'études

| Question | Alias du résultat d'apprentissage |
|---|---|
| 1 | [Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23634) |
| 2 | [Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23636) |
| 3 | [Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23641) |
| 4 | [Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23634) |
| 5 | [Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23636) |
| 6 | [Résultat d'apprentissage](https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23641) |

## Corrigé

1. **B) La variation de température de l'eau.** Q = mcΔt nécessite la masse et la chaleur massique de l'eau ainsi que sa variation de température mesurée, ΔT, pour calculer le transfert de chaleur.

2. **L'enthalpie (H) est le contenu thermique d'un système à pression constante, et une variation d'enthalpie (ΔH) représente la chaleur absorbée ou libérée durant une réaction chimique. L'enthalpie molaire est la variation d'enthalpie par mole d'une substance donnée dans la réaction, exprimée en kJ/mol.** Cette notion distingue la variation totale d'énergie d'une réaction de la variation d'énergie par mole de réactif ou de produit.

3. **Vrai.** La calorimétrie suppose la conservation de l'énergie entre le système réactionnel et l'eau (ou la solution) qui l'entoure, de sorte que la chaleur perdue par la réaction est égale à la chaleur gagnée par l'eau lorsque le calorimètre est bien isolé.

4. **Q = mcΔt = (50,0 g)(4,19 J/(g·°C))(18,5 °C − 22,0 °C) = (50,0)(4,19)(−3,5 °C) = −733 J (endothermique).** Le signe négatif montre que la température de l'eau a diminué, ce qui signifie que l'eau a perdu de la chaleur au profit du processus de dissolution; la dissolution est donc endothermique.

5. **Enthalpie molaire = −45,6 kJ ÷ 0,250 mol = −182 kJ/mol.** Le signe négatif indique que la réaction est exothermique, libérant 182 kJ d'énergie pour chaque mole de réactif consommée.

6. **Un calorimètre à gobelets de polystyrène réduit les échanges de chaleur avec le milieu ambiant, car le polystyrène est un mauvais conducteur de chaleur, contrairement à un bécher ouvert, qui permet une perte de chaleur importante vers l'air.** Minimiser la perte de chaleur maintient la validité de l'hypothèse selon laquelle la chaleur libérée par la réaction est égale à la chaleur absorbée par l'eau, ce qui améliore la précision de la variation d'enthalpie calculée.

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### Sources

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- node:n4: Chemistry › Chemistry (20, 30) › Chemistry 30 › Unit A: Thermochemical Changes › General Outcome 1 (https://goa-cc-uat-aili-app-001.azurewebsites.net/explore/node/23634)
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