Énergie chimique & Enthalpie

L'enthalpie de réaction quantifie l'énergie échangée lors d'une réaction chimique. Elle est calculable à partir des énergies de liaison.

Section 3 — Énergie

DéfinitionEnthalpie de réaction

ΔrH = énergie échangée lors de la réaction (à pression constante)

ΔrH < 0 : réaction exothermique (libère de la chaleur)
ΔrH > 0 : réaction endothermique (absorbe de la chaleur)

Unités : kJ/mol ou J/mol

Réaction de combustion : toujours exothermique
Reaction de dissolution : peut être exo ou endothermique

Formule cléCalcul par les énergies de liaison

ΔrH = Σ E(liaisons rompues) − Σ E(liaisons formées)

Rupture de liaison : absorbe de l'énergie (endothermique)
Formation de liaison : libère de l'énergie (exothermique)

Exemple : H₂ + ½O₂ → H₂O
Liaisons rompues : 1×E(H−H) + ½×E(O=O) = 436 + 249 = 685 kJ/mol
Liaisons formées : 2×E(O−H) = 2×463 = 926 kJ/mol
ΔrH = 685 − 926 = −241 kJ/mol (exothermique ✓)

DéfinitionPouvoir calorifique

Pouvoir calorifique (PCI ou PCS) : énergie libérée par combustion complète d'1 kg de combustible.

PCI = pouvoir calorifique inférieur (eau produite à l'état gazeux)
PCS = pouvoir calorifique supérieur (eau produite à l'état liquide)
PCS > PCI

Valeurs :
Gaz naturel (méthane) : PCI ≈ 50 MJ/kg
Essence : PCI ≈ 43 MJ/kg
Bois : PCI ≈ 15 MJ/kg
Hydrogène : PCI ≈ 120 MJ/kg

📝 Exercices d'entraînement

EX01

Intermédiaire

Énergie de combustion

La combustion du méthane : CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. ΔrH = −890 kJ/mol. Calculer l'énergie libérée en brûlant 1 kg de méthane (M = 16 g/mol).

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