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Thermodynamique chimique et équilibres

Ce que tu dois retenir

Chapitre 1 — Les bases de la thermodynamique

L'énergie ne se crée ni ne se perd, elle se transforme.

Chapitre 2 — Enthalpie H et réactions

ΔH < 0 : réaction exothermique (dégage de la chaleur).

Chapitre 3 — L'entropie S

ΔS_univ = ΔS_sys + ΔS_surr > 0 pour un processus spontané.

Chapitre 4 — Enthalpie libre G et équilibre

ΔG < 0 : réaction spontanée dans le sens direct.

Teste-toi

1. Quel énoncé correspond au premier principe de la thermodynamique ?

AA. L'entropie de l'univers augmente.
BB. L'énergie totale se conserve.
CC. ΔG = ΔH - TΔS.
DD. À l'équilibre, ΔG = 0.
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Réponse : B — B. L'énergie totale se conserve.

Le premier principe stipule la conservation de l'énergie : ΔU = Q + W.

2. Une réaction exothermique :

AA. Absorbe de la chaleur, ΔH > 0.
BB. Libère de la chaleur, ΔH < 0.
CC. A une variation d'entropie positive.
DD. Est toujours spontanée.
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Réponse : B — B. Libère de la chaleur, ΔH < 0.

Exothermique signifie dégagement de chaleur, donc ΔH négatif.

3. Quelle expression de l'enthalpie libre standard ΔG° est correcte ?

AA. ΔG° = ΔH° + TΔS°.
BB. ΔG° = -RT ln K.
CC. ΔG° = ΔU + PΔV.
DD. ΔG° = Q + W.
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Réponse : B — B. ΔG° = -RT ln K.

La relation fondamentale est ΔG° = -RT ln K.

4. Pour une transformation spontanée, quelle condition doit être vérifiée ?

AA. ΔS_sys > 0.
BB. ΔH < 0.
CC. ΔG < 0.
DD. ΔU = 0.
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Réponse : C — C. ΔG < 0.

À T et P constantes, la spontanéité est dictée par ΔG < 0.

5. Si ΔG° d'une réaction est fortement négatif, que peut-on dire de la constante d'équilibre K ?

AA. K < 1.
BB. K = 1.
CC. K > 1.
DD. K = 0.
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Réponse : C — C. K > 1.

ΔG° = -RT ln K, donc ΔG° négatif implique ln K > 0, donc K > 1, favorisant les produits.

6. Quelle grandeur mesure le désordre d'un système ?

AA. L'enthalpie H.
BB. L'énergie interne U.
CC. L'entropie S.
DD. L'enthalpie libre G.
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Réponse : C — C. L'entropie S.

L'entropie S quantifie le désordre moléculaire.

7. Dans la relation ΔG = ΔH - TΔS, que représente T ?

AA. La température en degrés Celsius.
BB. La température en Kelvin.
CC. Le temps.
DD. La constante des gaz parfaits.
Voir la réponse

Réponse : B — B. La température en Kelvin.

T est la température absolue en Kelvin.

8. Qu'arrive-t-il à l'entropie de l'univers lors d'une transformation irréversible ?

AA. Elle diminue.
BB. Elle reste constante.
CC. Elle augmente.
DD. Elle devient nulle.
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Réponse : C — C. Elle augmente.

Le second principe impose ΔS_univ > 0 pour une transformation irréversible spontanée.

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