Énergie et réactions chimiques - Spécialité

Combustion et énergie de réaction

Exercice 1 : Énergie de réaction de combustion d'un alcool

L’énergie de combustion de l'hexanol, de formule brute \( C_6H_{14}O \), est \( E_{r} = -3984 kJ\mathord{\cdot}mol^{-1} \).
On donne la masse volumique de l'hexanol : \( \rho = 0,820 g\mathord{\cdot}mL^{-1} \)

Calculer l’énergie de réaction mise en jeu par la combustion d'une quantité \( n = 3,80 mol \) d'hexanol.
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
À partir du tableau périodique des éléments, calculer l’énergie de réaction mise en jeu par la combustion d'un volume \( V = 1,40 L \) d'hexanol.
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.

Exercice 2 : Calcul de l'énergie apportée par le glucose au corps humain

Les cellules du corps humain produisent de l’énergie à partir du glucose. Lors d’un effort sportif, la quantité d’énergie nécessaire augmente fortement, ce qui nécessite un apport rapide en glucose.
Les sportifs peuvent consommer des boissons isotoniques qui leur apportent ce nutriment sous forme directement assimilable.
L’énergie molaire de combustion du glucose de formule brute \( C_6H_{12}O_6 \) vaut \( Er = -2805 kJ\mathord{\cdot}mol^{-1} \)
La valeur de l’énergie libérée par la combustion du glucose est égale à la valeur de l’énergie assimilée dans le corps humain.
On pourra s'aider du tableau périodique des éléments.

Calculer l’énergie libérée par 85,0 g de glucose dans le corps humain (en valeur absolue).
On donnera le résultat en valeur absolue avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.

Sur les aliments, la valeur nutritionnelle est exprimée en calories plutôt qu’en joules.
Une calorie correspond à l’énergie nécessaire pour élever la température d’un gramme d’eau liquide de \( 1,0°C \) : \( 1cal = 4,184 J \)

Exprimer l’énergie de la question précédente en \( kcal \).
On donnera le résultat avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
En supposant que cette énergie soit totalement transmise sous forme de chaleur à 330 g d’eau liquide, de combien de degrés celsius s’élèvera sa température ?
On donnera le résultat en \( °C \), avec 3 chiffres significatifs et suivi de l'unité qui convient.
On utilisera le clavier virtuel pour écrire l'unité.

Exercice 3 : Énergie de réaction de combustion d'un alcane

La combustion complète d'un volume \(V = 700 mL \) de méthane libère une énergie \( E = 1,64 \times 10^{1} MJ \).
On donne la masse volumique du méthane : \( \rho = 0,422 kg\mathord{\cdot}L^{-1} \).

Calculer la masse du méthane mise en jeu.
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
En déduire le pouvoir calorifique du méthane.
On effectuera les calculs avec les valeurs exactes, qu'on arrondira au dernier moment.
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.

Exercice 4 : Calculer la puissance consommée par un humain

Sachant que l'apport énergétique journalier moyen recommandé par l'autorité européenne de sécurité des aliments pour un adulte entre 30 ans et 39 ans est de 2300 kcal.
On donne 1 kcal = 4184 J

Déterminer la puissance journalière moyenne consommée par un un adulte entre 30 ans et 39 ans.
On donnera la réponse en watts avec 3 chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.

Exercice 5 : Énergie de réaction de combustion d'un alcool

L’énergie de combustion du méthanol, de formule brute \( CH_4O \), est \( E_{r} = -715 kJ\mathord{\cdot}mol^{-1} \).
On donne la masse volumique du méthanol : \( \rho = 0,792 g\mathord{\cdot}mL^{-1} \)

Calculer l’énergie de réaction mise en jeu par la combustion d'une quantité \( n = 4,10 mol \) de méthanol.
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
À partir du tableau périodique des éléments, calculer l’énergie de réaction mise en jeu par la combustion d'un volume \( V = 2,00 L \) de méthanol.
On donnera la réponse avec \( 3 \) chiffres significatifs et suivie de l'unité qui convient.
False