Combustion du dihydrogène

[invite5ea89397]

Bonsoir, j'aimerais travailler un petit exercice avec vous. Voici l'énoncé:

on réalise la combustion de n moles de dihydrogène dans l'air ( de composition 20 % O2 + 80 % N2), initialement à 25 °C, selon la réaction de combustion suivante:

2 H2 + O2 = 2 H2O (g)

Dont l'enthalpie standard de combustion à Ti= 298 K vaut delta rH°= -483,6 KJ.mol^-1

Les réactifs sont exprimés en quantités stœchiométriques. Exprimer la température Tf, atteinte en fin de réaction en fonction de l'enthalpie de réaction, des capacités thermiques molaires et de la température initiale Ti, la transformation étant supposée adiabatique. Faire l'application numérique:

Données: Cp molaire (J*mol^-1*K^-1): N2= 29,1
H20= 33,6

Voici mes réponses et démarches:

Je réalise en premier temps un cycle enthalpique en 2 étapes:
- L'enthalpie de réaction libérée noté (DELTA H) dans lequel les produits apparaissent à la température Ti
- L'enthalpie entraînant la variation de température de Ti à Tf(vu que delta rh° étant négatif, on sait que la réaction est exothermique)

On a donc: Delta H total= Delta H1+ Delta H2= 0= Qp (car adiabatique + pression constante)

Pour déterminer Delta H1, je réalise un tableau d'avancement afin de déterminer ksi infini car Delta H1= ksi infini* Delta rh° (Ti) avec ksi infini qui n'est ni plus ni moins que le nombre de mole du réactif limitant.

Dans l'équation de réaction, il faut prendre en compte que N2 est présent dans l'équation en tant qu'inerte (si ma mémoire est bonne cette équation représente plus ou moins le triangle du feu)... et que pour n moles de O2, il y a 4 fois plus de moles de N2 (composition de l'air)

Je bloque de mole initiale de chaque espèce m'empêchant de trouver le réactif limitant et donc le ksi infini...

selon moi, il y a : n0 moles de H2; n0/2 (moles de 02 (je ne sais plus pourquoi) et 4* (1/2) moles de N2 soit 2 moles de N2

Est ce cela ?

Ma démarche actuel est elle correct ?

Merci d'avance et n'hésitez pas à me faire part de vos conseils
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[gts2]

Je bloque de mole initiale de chaque espèce m'empêchant de trouver le réactif limitant et donc le ksi infini...
Selon moi, il y a : n0 moles de H2; n0/2 (moles de 02 (je ne sais plus pourquoi) et 4* (1/2) moles de N2 soit 2 moles de N2

Selon le texte : "n moles de dihydrogène", "Les réactifs sont exprimés en quantités stœchiométriques." Je suppose qu'à la place d'exprimés il faut comprendre introduits ?

De là vous devez pouvoir justifier votre n0/2 (=n/2 ?), et corrigez votre N2 (n0 passé à la trappe).

Vous pouvez continuer à partir de là pour trouver Delta H2.

[jeanne08]

Il faut présenter les choses simplement ainsi :

départ : n= 2n0 mol de H2 +n0 mol de O2 + 4n0 mol de N2 à 298K sous P = 1 b
fin : 2n0 mol de H2Og + 4n0 mol de N2 à Tf sous P = 1 b
entre début et fin transformation adiabatique donc deltaH = 0

On invente un chemin : réaction de 2n0 mol de H2 à 298K ( étape1) puis passage de 298 à Tf des produits (étape2)
Tu connais deltarH°1 donc deltaH1 = n0 *deltarH°1
tu calcules deltaH2 ... puis tu écris la somme deltaH1+deltaH2 =0 , les n0 vont partir et tu trouves Tf

[invite5ea89397]

Pas de soucis donc pour delta h1, ksi infini=n0 ?
Vu que la réaction est exothermique
Peut on considérer que la valeur algébrique de delta h1= -delta h2
Car l'énergie créé par delta h1 est cédé a delta h2 (si je ne me trompe pas)
Enfin, y'a t il encore du n2 a l'état final ?

[A voir en vidéo sur Futura]

[gts2]

Pas de soucis donc pour delta h1, ksi infini=n0 ?

Oui

Vu que la réaction est exothermique

Le fait qu'elle soit exothermique n'intervient nulle part (sauf au niveau des signes).

Peut on considérer que la valeur algébrique de delta h1= -delta h2
Car l'énergie créé par delta h1 est cédé a delta h2 (si je ne me trompe pas)

Oui par hypothèse adiabatique isobare comme vous l'avez indiqué. Mais je ne dirai pas "car" mais plutôt "donc".

Enfin, y'a t il encore du N2 a l'état final ?

Relisez votre équation : qu'arrive-t-il à l'azote ?