Exercice 2A

 

Enoncé :

 

On réalise la synthèse du gaz ammoniac NH₃ à partir de 6,0 mol de dihydrogène et de 5,0 mol de diazote.

 

a. Ecrire l'équation chimique symbolisant la réaction.

b. Dresser le tableau d'avancement de la transformation.

c. Calculer l'avancement maximal de la réaction.

d. Déterminer le réactif limitant et le réactif en excès.

e. Déterminer, en moles, la composition finale du système.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Solution :

 

a. L'équation chimique symbolisant la réaction est :

N_{2 (g)} + 3 H_{2 (g)} —> 2 NH_{3 (g)}

 

b. Dressons le tableau d'avancement de la transformation :

 

Etat	Avancement	N2 (g)	+ 3 H2 (g)	—> 2 NH3 (g)
E.I.	0	5,0	6,0	0
en cours ...	x	5,0 - x	6,0 - 3 x	2 x
E.F.	xm	5,0 - xm	6,0 - 3 xm	2 xm

 

c. Calculons l'avancement maximal de la réaction :

Pour le diazote, l'avancement maximal est tel que : . . 5,0 - x_m = 0

. . . . . . D'où : . . x_m = 5,0 mol.

Pour le dioxyde de carbone, l'avancement maximal est tel que : . . 6,0 - 3 x_m = 0

. . . . . . D'où : . . x_m = `1/3` . 6,0 = 2,0 mol.

L'avancement maximal de la réaction étant le plus petit pour lequel un des réactifs est en défaut, on a : . . x_m = 2,0 mol.

 

d. Le réactif limitant de la transformation est le dihydrogène.

Le réactif en excès est donc le diazote.

 

e. La composition finale du système est obtenue à partir du tableau d'avancement :

 

Etat	Avancement	N2 (g)	+ 3 H2 (g)	—> 2 NH3 (g)
E.I.	0	5,0	6,0	0
en cours ...	x	5,0 - x	6,0 - 3 x	2 x
E.F.	xm = 2,0 mol	3,0	0	4,0

 

A l'état final, il y a 4,0 mol d'ammoniac + 3,0 mol de diazote.