L`énergie chimique de combustion
Chap 17 L’énergie chimique de combustion Bloc : Agir 1S ………..- Chap ……. NOM : …………………………. Ref : Energie_chimique.docx Table des matières 1 Définitions ............................................................................................................................ 2 2 Ecriture des réactions ...................................................................................................... 2 3 Bilan de matière .................................................................................................................. 2 activité 1: ................................................................................................................... 2 4 Bilan énergétique et impact environnemental .............................................................. 3 TP ................................................................................................................................. 3 activité 2: .................................................................................................................. 3 activité 3 : ................................................................................................................. 4 NOTIONS ET CONTENUS Energie libérée lors de la combustion d’un hydrocarbure ou d’un alcool. COMPETENCES ATTENDUES Ecrire une équation de combustion Argumenter sur l’impact environnemental des transformations mises en jeu. Déterminer l’ordre de grandeur de la masse de CO2 produit lors du déplacement d’un véhicule. 1 1) Combustion complète et incomplète - Vocabulaire Lorsqu’un hydrocarbure CxHy , oxygéné ou pas CxHyOz brûle dans le dioxygène, la chaîne carbonée est ……………………. : c’est une oxydation destructrice dite encore ………………………………………….. Rappel : lorsqu’il n’y a pas destruction de la chaîne carbonée on parle d’oxydation…………………….. (ex : oxydation des alcools 1re et 2re en présence d’un oxydant puissant) 2 catégories de combustion : Il y a suffisamment de dioxygène alors la combustion est dite …………………………. ; sinon, lorsque l’apport est insuffisant en dioxygène, la combustion est dite ……………………………………….. La combustion complète d’un composé organique ne comportant que les éléments chimiques : C, O, H produit toujours du gaz carbonique (…………..) et de l’eau (……….) Dans une combustion incomplète, en plus des produits précédents, il se forme du monoxyde de carbone CO , gaz mortel quand il est produit en grande quantité, mais toujours nocif, ainsi que des particules solides de carbone C . Les quantités produites en C, CO, CO2, H2O dépendent de la quantité de dioxygène consommée. Les particules solides noires, colorent, quand elles sont en faibles quantités, la flamme en ………………. . 2) Ecriture des réactions : Ecrire les réactions de combustion complète des composés suivants : - combustion du méthane dans le dioxygène de l’air …………………………………………………………………………………………………………………………………………… - combustion du butane dans le dioxygène de l’air …………………………………………………………………………………………………………………………………………… - combustion du gazole (dodécane) dans le dioxygène de l’air …………………………………………………………………………………………………………………………………………… - combustion de l’éthanol dans le dioxygène de l’air …………………………………………………………………………………………………………………………………………… Comparer l’impact environnemental des transformations précédentes : 3) Bilan de matière - activité 1 Déterminez le volume de gaz carbonique libéré lors de la combustion complète de 1,0g de paraffine C20H42 dans 20L d’air (80% de diazote et 20% de dioxygène) mesurés dans les conditions de température et de pression telles que le volume molaire des gaz soit pris égal à Vm = 24 L.mol-1 . 2 4) Bilan énergétique et impact environnemental - Voir Tp : chaleur de combustion de la paraffine Toute combustion d’un combustible fossile (pétrole, gaz naturel…) ou issu de la biomasse (biodiesel) …………………. de l’ énergie …………………………………… en énergie sous forme …………………………………………………. Une combustion est une réaction………………………………………., car le système chimique cède de l’énergie à l’extérieur. - activité 2 Une automobile fonctionne avec un mélange SP98 constitué d’octane C8H18 ( son pourcentage en volume est poctane = 98,0% ) et d’heptane C7H16 (ppeptane = 2,0%) Données : Masse volumique de l’heptane : = 0,68 kg.L-1 énergie de combustion de l’heptane : EC = 4817 kJ.kg-1 Masse volumique de l’octane : ’ = 0,70 kg.L-1 énergie de combustion de l’octane : E’C = 4790 kJ.kg-1 Calculer les masses d’octane et d’heptane dans V = 6,0 L de SP98 Quelle énergie chimique, due à la combustion du carburant, est consommée quand ce volume de SP98 est utilisé ? 3) Calculer la masse de dioxyde de carbone produite par la combustion de chaque hydrocarbure pendant ce trajet, puis la masse totale. 4) Le parc automobile français compte 3,3.10 7 véhicules. Chacun parcourt en moyenne 14.103 km par an. Evaluer la production annuelle de CO2 de l’ensemble du parc français, si la consommation moyenne est de 6,0L aux 100 km. On supposera que l’ensemble du parc automobile est constitué de ces mêmes véhicules étudiés précédemment. 1) 2) 3 Conclusion : Les combustions permettent le chauffage et le ……………………………….. Elles produisent du gaz carbonique en quantité calculable par un tableau ………………………………………………... Le dioxyde de carbone est un gaz à ……………………………………….. dont la présence dans l’atmosphère permet avec d’autres gaz, d’avoir une température moyenne qui rend le Terre habitable. L’augmentation des rejets de CO2 due à l’activité humaine contribue à …………………………………..l’effet de serre et donc au ………………………………………………….. de l’atmosphère. - activité 3 Voici le diagramme des échanges énergétiques entre le Soleil, la surface de la Terre et l’atmosphère terrestre Surlignez les flèches : en bleu le rayonnement ultraviolet et visible, en rouge le rayonnement infrarouge et en noir les transferts thermiques dus aux réactions nucléaires. SOLEIL ESPACE SURFACE de la TERRE ATMOSPHERE INTERIEUR de la TERRE 4
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