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Application industrielle de la chimie exo 3



  1. #1
    Lavendou

    Application industrielle de la chimie exo 3


    ------

    Bonjour tout le monde

    J'espère que vous allez bien. Pourriez-vous m'aider ici svp?

    Je n'ai pas la bonne réponse.

    Voici l'énoncé

    Du gaz de haut-fourneau contenant 20% (mol.) en monoxyde de carbone CO, 30% (mol.)
    en dioxyde de carbone CO2, et 50% (mol.) en diazote N2 est brûlé dans un four en présence
    d'air dans les proportions stœchiométriques. Le mélange de gaz et d'air de combustion entre
    dans le four à la pression d’un bar et à 400°C. On suppose que la variation de l’enthalpie de
    réaction est indépendante de la température et on approxime la pression associée aux
    conditions standard à la pression d’une atmosphère. b. Calculez la chaleur de combustion de 1,0 m³ de ce gaz de haut-fourneau dans les
    conditions normales de température et de pression (CNTP). En sachant que la solution est : 2527 kJ


    Voici ma réponse:
    La combustion du monoxyde de carbone produit du dioxyde de carbone selon la réaction stœchiométrique :

    CO (g) + 1/2 O2 (g) → CO2 (g)

    La quantité d'air nécessaire pour brûler complètement 1 mole de CO est de 1 mole d'O2, donc pour la combustion de 20% de CO dans le gaz de haut-fourneau, la quantité stœchiométrique d'air nécessaire est de 0,5 mol d'O2 pour chaque mole de CO. De même, la combustion du carburant produira 1 mol de CO2 pour chaque mol de CO.

    En utilisant les coefficients stœchiométriques, on peut déterminer la composition molaire du mélange de gaz et d'air de combustion à l'entrée du four :

    CO : 0,2 mol
    CO2 : 0,2 mol (produit de combustion)
    O2 : 0,1 mol (quantité stœchiométrique nécessaire pour brûler tout le CO)
    N2 : 0,5 mol (issu du gaz de haut-fourneau)
    La composition molaire totale est donc de :

    CO : 0,2/1,0 = 20%
    CO2 : 0,2/1,0 = 20%
    O2 : 0,1/1,0 = 10%
    N2 : 0,5/1,0 = 50%
    La réaction globale de combustion est :

    CO (g) + 1/2 O2 (g) + N2 (g) → CO2 (g) + N2 (g)

    La variation d'enthalpie standard de cette réaction est de -283 kJ/mol (exothermique), ce qui signifie que la combustion libère de la chaleur.

    La chaleur de combustion de 1 m³ de gaz de haut-fourneau dans les conditions normales de température et de pression (CNTP) peut être calculée en utilisant la composition molaire du mélange de gaz et d'air de combustion ainsi que la variation d'enthalpie standard de la réaction :

    La quantité de matière de gaz de haut-fourneau dans 1 m³ est :
    n(CO) = 0,2 mol/m³
    n(CO2) = 0,3 x 0,2 mol/m³ = 0,06 mol/m³
    n(N2) = 0,5 mol/m³

    La quantité de matière d'air dans 1 m³ est :
    n(O2) = 0,1 mol/m³
    n(N2) = 0,9 x 0,5 mol/m³ = 0,45 mol/m³

    La variation d'enthalpie standard de la réaction est :
    ΔH° = -283 kJ/mol

    La chaleur de combustion q pour 1 m³ de gaz de haut-fourneau dans les conditions normales de température et de pression (CNTP) est donc :

    q = n(CO) x ΔH° + n(CO2) x ΔH°
    = (0,2 mol/m³ + 0,06 mol/m³) x (-283 kJ/mol)
    = - 75,74 kJ/m³

    Ou est la faute svp?

    -----

  2. #2
    gts2

    Re : Application industrielle de la chimie exo 3

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Où est la faute svp?
    Ici :
    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    La quantité de matière de gaz de haut-fourneau dans 1 m³ est :
    n(CO) = 0,2 mol/m³
    n(CO2) = 0,3 x 0,2 mol/m³ = 0,06 mol/m³
    n(N2) = 0,5 mol/m³
    D'où sortez-vous cela ? il faut calculer la quantité de matière dans un m3 de gaz.
    Remarque : s'il y a 20% de CO et 30% de CO2, il y a plus de CO2 que de CO.

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    q = n(CO) x ΔH° + n(CO2) x ΔH°
    Il n'y a que le CO qui brule, le CO2 ressort intact.

  3. #3
    Lavendou

    Re : Application industrielle de la chimie exo 3

    Comment feriez-vous le calcul svp?

    q = n(CO) x ΔH°

    J'utilise donc ici seulement le CO?

    Quels sont les formules à utiliser svp?

  4. #4
    gts2

    Re : Application industrielle de la chimie exo 3

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    q = n(CO) x ΔH° J'utilise donc ici seulement le CO ?
    C'est bien cela

    Citation Envoyé par Lavendou Voir le message
    Quels sont les formules à utiliser svp?
    "conditions normales de température et de pression (CNTP)" fait penser à une hypothèse gaz parfait

  5. A voir en vidéo sur Futura

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