11. Énergie des transformations chimiques
Fiche de révision — Première spécialité physique-chimie • mrnasri.com
- Distinguer réaction endothermique et exothermique
- Calculer une énergie libérée par une réaction
- Comprendre le rôle des piles et de la combustion
- Connaître les ordres de grandeur (combustibles)
I. Réactions exothermiques et endothermiques
- Exothermique : libère de l'énergie sous forme de chaleur (ΔE < 0). Exemple : combustion.
- Endothermique : absorbe de l'énergie (ΔE > 0). Exemple : photosynthèse.
II. Énergie molaire de réaction
L'énergie libérée (ou absorbée) par mole de réactif est notée E_m en kJ/mol :
III. Énergie massique
Pour un combustible, on utilise souvent l'énergie massique (en kJ/kg ou MJ/kg) :
- Essence : ~46 MJ/kg
- Gaz naturel (méthane) : ~50 MJ/kg
- Bois : ~15 MJ/kg
- Hydrogène : ~120 MJ/kg
IV. Combustion
Une combustion est une réaction d'oxydation rapide avec le dioxygène, qui libère beaucoup d'énergie. Combustion complète :
V. Conversion énergétique dans une pile
Une pile convertit l'énergie chimique en énergie électrique. L'énergie libérée par la réaction d'oxydoréduction sert à faire circuler les électrons.
VI. Exemple type Bac
Énoncé. La combustion d'une mole de méthane libère 890 kJ. On brûle 16 g de méthane (M = 16 g/mol).
1) Calculer la quantité de matière.
n = m/M = 16/16 = 1,0 mol.
2) Calculer l'énergie libérée.
E = n · |E_m| = 1,0 × 890 = 890 kJ.
3) En déduire l'énergie massique de combustion du méthane.
E_massique = 890 / 16 ≈ 55,6 kJ/g ≈ 55,6 MJ/kg.
⚠ Erreurs fréquentes à éviter
- Confondre endo (absorbe) et exo (libère).
- Inverser le signe de ΔE.
- Mélanger les unités (kJ/mol vs kJ/kg).
- Oublier la combustion incomplète (production de CO).
★ À retenir absolument
• Exo : libère (ΔE < 0) • Endo : absorbe
• E = n · E_m (par mole)
• E = m · E_massique
• Combustion = oxydation rapide par O₂