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Première

Physique-Chimie

Matières et ses transformations

Conversions d'énergie au cours d'une combustion

Exercice

$\quad$. Écrire les équations de réaction de combustion complète du méthane $\mathrm{CH}_4(\mathrm{~g})$ et du butane $\mathrm{C}_4 \mathrm{H}_{10}(\mathrm{g})$.
 
$\quad$. Évaluer la masse de dioxyde de carbone $\mathrm{CO}_2$ produite par chacune des réactions de combustion lorsqu'elles libèrent une énergie $Q=$ $-200 \mathrm{~kJ}$.
 
$\quad$. En déduire, pour une même énergie libérée, le combustible qui génère le moins de $\mathrm{CO}_2$.
 

Données
 
$\quad$. $M\left(\mathrm{CO}_2\right)=44,0 \mathrm{~g} \cdot \mathrm{mol}^{-1}$.
 
$\quad$. $E_{\mathrm{comb}}\left(\mathrm{CH}_4\right)-800 \mathrm{~kJ} \cdot \mathrm{mol}^{-1}$.
 
$\quad$. $E_{\text {comb }}\left(\mathrm{C}_4 \mathrm{H}_{10}\right)-2900 \mathrm{~kJ} \cdot \mathrm{mol}^{-1}$.

Pour réchauffer des aliments, il est possible d'utiliser un réchaud muni d'une bouteille de gaz de butane $\mathrm{C}_4 \mathrm{H}_{10}$. Une bouteille contient une masse $m=227 \mathrm{~g}$ de butane.
 
$\quad$. Déterminer l'énergie libérée lors de la combustion de la totalité du butane contenu dans la bouteille. On donne $P C$(butane) $=46,4$ $\mathrm{MJ} \cdot \mathrm{kg}^{-1}$.

Recopier et ajuster les équations des réactions de combustion suivantes:
a. $\mathrm{CH}_4(\mathrm{g}) \ldots . . \mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \rightarrow \ldots . . \mathrm{CO}_2(\mathrm{g}) \ldots . . \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$
b. $\mathrm{C}_2 \mathrm{H}_6(\mathrm{g}) \ldots . \mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \rightarrow \ldots . . \mathrm{CO}_2(\mathrm{g}) \ldots . . \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$
c. $\mathrm{C}_3 \mathrm{H}_8 \mathrm{O}(\ell) \ldots . \mathrm{O}_2(\mathrm{g}) \rightarrow \ldots . . \mathrm{CO}_2(\mathrm{g}) \ldots . . \mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{g})$