Physique-Chimie — Seconde

Réactions chimiques — Transformations et équations — Seconde

Réaction chimique, équation bilan, réactifs et produits, conservation de la masse.

Par ProfBot

Réactions chimiques — Seconde Physique-Chimie

🎯 Objectif : Écrire et équilibrer une équation chimique et calculer les quantités mises en jeu.


1. Qu'est-ce qu'une réaction chimique ?

Une réaction chimique est une transformation au cours de laquelle des réactifs se transforment en produits.

Signes caractéristiques :

À ne pas confondre avec un changement d'état (physique, pas chimique) !


2. L'équation bilan

Structure :


Réactifs → Produits

Symboles d'état :

Exemple : combustion du méthane


CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

3. Équilibrage

Une équation chimique doit être équilibrée : même nombre d'atomes de chaque élément des deux côtés.

Méthode :

  1. Écrire les formules des réactifs et produits
  2. Compter les atomes de chaque côté
  3. Ajouter des coefficients stœchiométriques (entiers positifs) pour équilibrer

Exemple : H₂ + O₂ → H₂O

On compte : gauche : 2H, 2O ; droite : 2H, 1O → O pas équilibré !

Essayons : 2H₂ + O₂ → 2H₂O Gauche : 4H, 2O ; Droite : 4H, 2O → équilibré !


4. Conservation de la masse

Loi de conservation de la masse (Lavoisier) :


masse des réactifs = masse des produits

Rien ne se crée, rien ne se perd, tout se transforme.

Application : Si on mélange 3 g de A et 2 g de B et qu'il reste 0,5 g de A non consommé :


Masse produit C = 3 + 2 - 0,5 = 4,5 g

5. Quantité de matière


n = m/M    [mol]    (m en g, M en g/mol)
n = C×V    [mol]    (C en mol/L, V en L)
n = N/Nₐ   [mol]    (N = nb d'entités, Nₐ = 6,02×10²³)

Constante d'Avogadro : Nₐ = 6,02 × 10²³ mol⁻¹

1 mol d'une substance contient 6,02 × 10²³ entités (atomes, molécules, ions…)


6. Stœchiométrie

Les coefficients de l'équation bilan donnent les rapports des quantités de matière :


aA + bB → cC + dD

Les réactifs et produits réagissent dans les rapports a : b : c : d.

Exemple : 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Pour consommer 4 mol de H₂, il faut : n(O₂) = 4/2 = 2 mol. On produit : n(H₂O) = 4 mol.


7. Réactif limitant (notions)

Quand les réactifs ne sont pas en proportions stœchiométriques, l'un s'épuise avant l'autre.

Réactif limitant : celui qui est entièrement consommé à la fin.

Méthode :


8. Exemples de réactions

Combustion :


CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O    (méthane brûle dans l'air)

Dissolution :


NaCl(s) → Na⁺(aq) + Cl⁻(aq)

Neutralisation acide-base :


HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)

Précipitation :


AgNO₃(aq) + NaCl(aq) → AgCl(s) + NaNO₃(aq)

📝 Exercices

  1. Équilibrer : Fe + O₂ → Fe₂O₃
  2. Équilibrer : C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O (combustion du propane)
  3. 5 g de magnésium Mg (M=24) brûlent dans O₂. n(Mg) ? Masse d'O₂ consommée ?

(2Mg + O₂ → 2MgO)

  1. 3 mol de H₂ réagissent avec 1 mol de N₂ pour former NH₃. Quel est le réactif limitant ?

(N₂ + 3H₂ → 2NH₃)

  1. Conservation de masse : 100 g de CaCO₃ se décomposent. 56 g de CaO obtenus. Masse de CO₂ dégagé ?

✅ À retenir


Équation équilibrée : même nb d'atomes de chaque côté
n = m/M = CV = N/Nₐ
Loi Lavoisier : masse réactifs = masse produits
Stœchiométrie : coefficients = rapports de mol
Réactif limitant : n(réactif)/coeff le plus petit

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