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Sciences – Grade 12 · Unité 1: Chimie organique et équilibre

Réactions réversibles et équilibre

Prévois comment un changement de conditions déplace un équilibre dynamique, avec le procédé Haber.

Dans une réaction réversible, les produits peuvent réagir pour reformer les réactifs, ce qui s’écrit avec le symbole ⇌. Chauffer du sulfate de cuivre hydraté bleu donne du sulfate de cuivre anhydre blanc et de l’eau ; ajouter de l’eau inverse la réaction. Si un sens est exothermique, l’autre est endothermique, avec la même quantité d’énergie.

Dans un système fermé, une réaction réversible atteint un équilibre dynamique : les réactions directe et inverse se poursuivent à la même vitesse, donc les quantités restent constantes. Le principe de Le Chatelier dit que si les conditions changent, l’équilibre se déplace pour s’opposer au changement. Dans le procédé Haber, N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ (sens direct exothermique), une pression plus haute favorise l’ammoniac car il y a moins de molécules de gaz à droite ; une température plus basse le favorise aussi, mais c’est trop lent, donc on choisit un compromis : environ 450 °C, 200 atmosphères et un catalyseur de fer.

Exemple corrigé

Dans N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃, que devient le rendement en ammoniac si on augmente la pression ?

  1. Côté gauche : 4 molécules de gaz ; côté droit : 2.
  2. Une pression plus haute déplace l’équilibre vers le côté qui a le moins de molécules de gaz.

Réponse:Le rendement en ammoniac augmente.

Mots clés

réaction réversible
peut aller dans les deux sens (⇌)
équilibre dynamique
les vitesses directe et inverse sont égales
principe de Le Chatelier
un équilibre se déplace pour s’opposer à un changement
rendement
la quantité de produit obtenue
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De nouvelles questions à chaque fois.

Référencé aux NGSS: HS-PS1-6