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MPSI · Physique-chimie · Constitution et transformations de la matière · Chapitre 12

Transformations de la matière

Fiche de cours9 min de lecturePar Robin RinguetMise à jour : octobre 2026

1Décrire un système physico-chimique

Définition. Un système physico-chimique est l’ensemble des espèces chimiques contenues dans une région de l’espace que l’on isole par la pensée. Une espèce physico-chimique est caractérisée par sa formule et par son état physique : HX2O(l)\ce{H2O(l)} et HX2O(g)\ce{H2O(g)} sont deux espèces distinctes. On note (s)(\text{s}), (ℓ)(\ell), (g)(\text{g}) et (aq)(\text{aq}) les états solide, liquide, gazeux et « en solution aqueuse ».

Définition. Une phase est une partie du système de composition et de propriétés uniformes. Un système est homogène s’il ne comporte qu’une phase (mélange de gaz, solution aqueuse), hétérogène sinon (solide au contact d’une solution ou d’un gaz).

Définition. Une grandeur est extensive si elle est proportionnelle à la quantité de matière du système (masse, volume, quantité de matière, charge, énergie) : elle est additive lors de la réunion de deux systèmes. Elle est intensive si elle est définie en chaque point et ne dépend pas de la taille du système (température, pression, concentration, masse volumique, fraction molaire, activité).

Méthode — reconnaître. Diviser le système en deux parties identiques : une grandeur extensive est divisée par deux, une grandeur intensive est inchangée. Le quotient de deux grandeurs extensives est intensif.

2Les grandeurs de composition

Notation. Pour un constituant Xi\mathrm{X}_i : quantité de matière nin_i (mol), masse mi=niMim_i=n_i M_i.

Propriété — concentration. Pour une espèce en solution de volume VV : ci=niV\displaystyle c_i=\frac{n_i}{V}, en mol⋅L−1{\mathrm{mol}{\cdot}\mathrm{L}^{-1}}. On note aussi [Xi][\mathrm{X}_i].

Propriété — fraction molaire. Pour un constituant d’une phase contenant ntotn_{\text{tot}} moles de cette phase :

xi=nintot,0⩽xi⩽1,∑ixi=1.x_i=\frac{n_i}{n_{\text{tot}}},\qquad 0\leq x_i\leq 1,\qquad \sum_i x_i=1 .

La fraction molaire est sans dimension et se calcule phase par phase : dans un système hétérogène, on ne mélange pas dans la même somme les moles de gaz et celles du solide.

Propriété — pression partielle. Dans un mélange de gaz parfaits de volume VV à la température TT, la pression partielle du constituant ii est la pression qu’il exercerait s’il occupait seul le volume VV :

Pi=ni R TV=xi Ptot,et∑iPi=Ptot(loi de Dalton).P_i=\frac{n_i\,R\,T}{V}=x_i\,P_{\text{tot}},\qquad\text{et}\qquad \sum_i P_i=P_{\text{tot}}\quad\text{(loi de Dalton).}
Exempleun mélange gazeux

Dans 20,0 L{20{,}0\,\mathrm{L}} à 300 K{300\,\mathrm{K}} : 2,00 mol{2{,}00\,\mathrm{mol}} de NX2\ce{N2}, 1,00 mol{1{,}00\,\mathrm{mol}} de OX2\ce{O2}, 0,50 mol{0{,}50\,\mathrm{mol}} de COX2\ce{CO2}. Alors ntot=3,50 moln_{\text{tot}}={3{,}50\,\mathrm{mol}}, xNX2=0,571x_{\ce{N2}}=0{,}571, xOX2=0,286x_{\ce{O2}}=0{,}286, xCOX2=0,143x_{\ce{CO2}}=0{,}143, Ptot=ntotRT/V=4,36 barP_{\text{tot}}=n_{\text{tot}}RT/V={4{,}36\,\mathrm{bar}} et PNX2=2,49 barP_{\ce{N2}}={2{,}49\,\mathrm{bar}}, POX2=1,25 barP_{\ce{O2}}={1{,}25\,\mathrm{bar}}, PCOX2=0,62 barP_{\ce{CO2}}={0{,}62\,\mathrm{bar}}.

3Équation de réaction et avancement

Définition. On modélise une transformation par une équation de réaction ∑iνi Xi=0\displaystyle\sum_i \nu_i\,\mathrm{X}_i=0, où les nombres stœchiométriques algébriques νi\nu_i sont négatifs pour les réactifs et positifs pour les produits. Pour NX2(g)+3 HX2(g)⇌2 NHX3(g)\ce{N2(g) + 3 H2(g) <=> 2 NH3(g)} : νNX2=−1\nu_{\ce{N2}}=-1, νHX2=−3\nu_{\ce{H2}}=-3, νNHX3=+2\nu_{\ce{NH3}}=+2.

Définition. L’avancement ξ\xi (en mol{\mathrm{mol}}) de la réaction est défini par

 ni(ξ)=ni(0)+νi ξ soitξ=ni(ξ)−ni(0)νi  pour tout i.\boxed{\ n_i(\xi)=n_i(0)+\nu_i\,\xi\ }\qquad\text{soit}\qquad \xi=\frac{n_i(\xi)-n_i(0)}{\nu_i}\ \ \text{pour tout }i .

C’est une grandeur extensive, la même pour tous les constituants : c’est ce qui rend la définition utile.

Notation. Le tableau d’avancement rassemble ces relations. Exemple pour HX2(g)+IX2(g)⇌2 HI(g)\ce{H2(g) + I2(g) <=> 2 HI(g)} :

ÉtatHX2\ce{H2}IX2\ce{I2}HI\ce{HI}total (gaz)
initialn1n_1n2n_200n1+n2n_1+n_2
avancement ξ\xin1−ξn_1-\xin2−ξn_2-\xi2ξ2\xin1+n2n_1+n_2

Définition. L’avancement maximal ξmax⁡\xi_{\max} est la plus petite valeur de ξ>0\xi>0 annulant la quantité d’un réactif : ξmax⁡=min⁡νi<0ni(0)∣νi∣\xi_{\max}=\min\limits_{\nu_i<0}\dfrac{n_i(0)}{\abs{\nu_i}}. Le réactif qui réalise ce minimum est le réactif limitant. Le domaine physiquement admissible de ξ\xi est [ξmin⁡ ;ξmax⁡]\intff{\xi_{\min}}{\xi_{\max}}, où ξmin⁡⩽0\xi_{\min}\leq 0 est obtenu de même en épuisant les produits.

Remarque. ξ\xi est une quantité de matière, en moles : ce n’est ni un nombre sans dimension, ni une concentration. Si le volume est constant — et seulement dans ce cas — on peut travailler avec l’avancement volumique ξ/V\xi/V, en mol⋅L−1{\mathrm{mol}{\cdot}\mathrm{L}^{-1}}.

4Activité d’une espèce

Définition. L’activité aia_i d’une espèce est un nombre sans dimension qui mesure son « efficacité chimique », par comparaison à un état standard de référence. Les expressions sont données :

EspèceActivitéRéférence
soluté très diluéai=cic∘a_i=\dfrac{c_i}{c^\circ}c∘=1 mol⋅L−1c^\circ={1\,\mathrm{mol}{\cdot}\mathrm{L}^{-1}}
gaz parfait dans un mélangeai=PiP∘a_i=\dfrac{P_i}{P^\circ}P∘=1 bar=105 PaP^\circ={1\,\mathrm{bar}}={10^{5}\,\mathrm{Pa}}
solide ou liquide seul dans sa phaseai=1a_i=1le corps pur
solvant d’une solution diluée (l’eau)ai=1a_i=1le solvant pur

Remarque. L’activité n’a jamais d’unité : écrire a=0,10 mol⋅L−1a={0{,}10\,\mathrm{mol}{\cdot}\mathrm{L}^{-1}} est une faute, c’est a=c/c∘=0,10a=c/c^\circ=0{,}10. Les divisions par c∘c^\circ et P∘P^\circ sont précisément ce qui rend QrQ_r et K∘K^\circ sans dimension.

5Quotient réactionnel et constante d’équilibre

Définition. Le quotient réactionnel d’un système, à tout instant, est

 Qr=∏iai νi =∏produitsai νi∏reˊactifsai ∣νi∣ .\boxed{\ Q_r=\prod_i a_i^{\,\nu_i}\ }=\frac{\displaystyle\prod_{\text{produits}} a_i^{\,\nu_i}}{\displaystyle\prod_{\text{réactifs}} a_i^{\,\abs{\nu_i}}}\ .

Les solides seuls dans leur phase et le solvant, d’activité 11, n’y figurent pas.

Théorème — constante thermodynamique d’équilibre. À chaque équation de réaction est associée une grandeur K∘K^\circ, sans dimension, qui ne dépend que de la température (et de l’écriture de l’équation), telle qu’un système en équilibre chimique vérifie

 Qr,eˊq=K∘(T) .\boxed{\ Q_{r,\text{éq}}=K^\circ(T)\ }.

Propriété — changer d’équation. Si l’on multiplie tous les νi\nu_i par α\alpha, la constante devient (K∘)α\bigl(K^\circ\bigr)^{\alpha} ; en particulier la réaction inverse a pour constante 1/K∘1/K^\circ. Si une équation est la combinaison linéaire α (1)+β (2)\alpha\,(1)+\beta\,(2), alors K∘=(K1∘)α(K2∘)βK^\circ=\bigl(K_1^\circ\bigr)^{\alpha}\bigl(K_2^\circ\bigr)^{\beta}.

Exempletrois quotients réactionnels

NX2(g)+3 HX2(g)⇌2 NHX3(g)\ce{N2(g) + 3 H2(g) <=> 2 NH3(g)} : Qr=(PNHX3/P∘)2(PNX2/P∘)(PHX2/P∘)3Q_r=\dfrac{(P_{\ce{NH3}}/P^\circ)^2}{(P_{\ce{N2}}/P^\circ)(P_{\ce{H2}}/P^\circ)^3}.

CHX3COOH(aq)+HX2O(l)⇌CHX3COOX−(aq)+HX3OX+(aq)\ce{CH3COOH(aq) + H2O(l) <=> CH3COO^-(aq) + H3O^+(aq)} : Qr=[CHX3COOX−][HX3OX+][CHX3COOH] c∘Q_r=\dfrac{[\ce{CH3COO^-}][\ce{H3O^+}]}{[\ce{CH3COOH}]\,c^\circ} (l’eau, solvant, n’y figure pas).

CaCOX3(s)⇌CaO(s)+COX2(g)\ce{CaCO3(s) <=> CaO(s) + CO2(g)} : Qr=PCOX2P∘Q_r=\dfrac{P_{\ce{CO2}}}{P^\circ} (les deux solides ont une activité égale à 11).

6Critère d’évolution spontanée

Théorème — critère d’évolution. On compare le quotient réactionnel dans l’état considéré à la constante d’équilibre :

 Qr<K∘⇒eˊvolution dans le sens direct (ξ↗) ; Qr>K∘⇒sens inverse (ξ↘) ;Qr=K∘⇒eˊquilibre.\boxed{\ Q_r<K^\circ\Rightarrow \text{évolution dans le sens \emph{direct}}\ (\xi\nearrow)\ };\qquad \boxed{\ Q_r>K^\circ\Rightarrow \text{sens \emph{inverse}}\ (\xi\searrow)\ };\qquad Q_r=K^\circ\Rightarrow\text{équilibre.}

Remarque. Le critère ne dit rien de la durée de la transformation : un système peut évoluer dans le sens direct en une microseconde ou en un siècle. « Favorisée » n’est pas « rapide » (voir le chapitre de cinétique).

7Déterminer l’état final

Théorème — unicité de l’état final. Sur ]ξmin⁡ ;ξmax⁡[\intoo{\xi_{\min}}{\xi_{\max}}, ξ↦Qr(ξ)\xi\mapsto Q_r(\xi) est strictement croissante, tend vers 00 en ξmin⁡+\xi_{\min}^+ et vers +∞+\infty en ξmax⁡−\xi_{\max}^- : l’équation Qr(ξ)=K∘Q_r(\xi)=K^\circ admet donc une unique solution ξeˊq\xi_{\text{éq}}, vers laquelle le système converge. Idée : ln⁡Qr=∑iνiln⁡ai\ln Q_r=\sum_i \nu_i\ln a_i ; les aia_i de νi>0\nu_i>0 croissent avec ξ\xi, ceux de νi<0\nu_i<0 décroissent, donc chaque terme νiln⁡ai\nu_i\ln a_i croît.

Méthode — la marche à suivre — à appliquer systématiquement. (i) recenser les espèces et leur état physique, écrire l’équation ; (ii) dresser le tableau d’avancement, calculer ξmax⁡\xi_{\max} ; (iii) écrire Qr,iQ_{r,i} dans l’état initial et le comparer à K∘K^\circ : sens d’évolution ; (iv) écrire Qr(ξf)=K∘Q_r(\xi_{\text{f}})=K^\circ ; (v) résoudre, ne garder que la racine appartenant à l’intervalle admissible ; (vi) vérifier : toutes les quantités positives, Qr(ξf)=K∘Q_r(\xi_{\text{f}})=K^\circ, ordre de grandeur plausible.

Définition. Le taux d’avancement final est τf=ξfξmax⁡∈[0 ;1]\displaystyle \tau_{\text{f}}=\frac{\xi_{\text{f}}}{\xi_{\max}}\in\intff{0}{1}. La transformation est dite totale si τf=1\tau_{\text{f}}=1 (le réactif limitant a disparu) et limitée par un équilibre si τf<1\tau_{\text{f}}<1.

Propriété — ordres de grandeur. Si K∘>104K^\circ>10^{4} la transformation est quasi totale ; si K∘<10−4K^\circ<10^{-4} elle est très peu avancée ; entre les deux, le calcul complet est indispensable. Ces seuils ne sont que des repères : τf\tau_{\text{f}} dépend aussi des conditions initiales.

Exempleun équilibre en phase gazeuse

HX2(g)+IX2(g)⇌2 HI(g)\ce{H2(g) + I2(g) <=> 2 HI(g)}, K∘=50K^\circ=50 à 720 K{720\,\mathrm{K}}. On part de 1,00 mol{1{,}00\,\mathrm{mol}} de chaque, à volume VV fixé. Comme ∑iνi=0\sum_i\nu_i=0, les facteurs RT/(VP∘)RT/(VP^\circ) se simplifient et

Qr=nHI 2nHX2 nIX2=4ξ2(1−ξ)2=50 ⟹ 2ξ1−ξ=50 ⟹ ξf=0,780 mol,  τf=0,78.Q_r=\frac{n_{\ce{HI}}^{\,2}}{n_{\ce{H2}}\,n_{\ce{I2}}}=\frac{4\xi^2}{(1-\xi)^2}=50 \ \Longrightarrow\ \frac{2\xi}{1-\xi}=\sqrt{50}\ \Longrightarrow\ \xi_{\text{f}}={0{,}780\,\mathrm{mol}},\ \ \tau_{\text{f}}=0{,}78 .

On a pris la racine positive : QrQ_r est un carré, mais 2ξ/(1−ξ)2\xi/(1-\xi) doit être positif sur ]0 ;1[\intoo{0}{1}.

8Systèmes hétérogènes : la rupture d’équilibre

Propriété — équilibre hétérogène. Lorsque tous les constituants sauf un ont une activité égale à 11, la condition d’équilibre impose la valeur de l’unique activité restante, indépendamment des quantités de solide. Ainsi pour CaCOX3(s)⇌CaO(s)+COX2(g)\ce{CaCO3(s) <=> CaO(s) + CO2(g)}, K∘=PCOX2,eˊq/P∘K^\circ=P_{\ce{CO2},\text{éq}}/P^\circ : la pression d’équilibre ne dépend que de TT.

Théorème — rupture d’équilibre. Un équilibre hétérogène n’existe que si le solide est effectivement présent à l’équilibre. Si sa quantité initiale est insuffisante pour atteindre PeˊqP_{\text{éq}}, il disparaît avant l’équilibre : la transformation devient totale et l’état final vérifie Qr<K∘Q_r<K^\circ. C’est la rupture d’équilibre.

Méthode — traiter un système hétérogène. Toujours (1) calculer l’avancement ξeˊq\xi_{\text{éq}} qui réaliserait l’équilibre, puis (2) le comparer à ξmax⁡\xi_{\max} imposé par la quantité de solide. Si ξeˊq>ξmax⁡\xi_{\text{éq}}>\xi_{\max}, conclure à la rupture et prendre ξf=ξmax⁡\xi_{\text{f}}=\xi_{\max}.

9Influence des conditions initiales

Propriété — à K∘K^\circ fixé, τf\tau_{\text{f}} ne l’est pas. K∘K^\circ ne dépend que de TT, mais τf\tau_{\text{f}} dépend de toutes les conditions initiales. Excès d’un réactif : ajouter du réactif non limitant augmente τf\tau_{\text{f}}. Présence initiale d’un produit : elle diminue τf\tau_{\text{f}} et peut inverser le sens d’évolution. Dilution (solution) ou augmentation de volume (gaz) : elle favorise le sens qui augmente le nombre de particules dissoutes ou gazeuses. Ces résultats ne se récitent pas : ils se démontrent en écrivant QrQ_r à avancement fixé et en regardant dans quel sens il est déplacé.

Exempleeffet du volume

NX2OX4(g)⇌2 NOX2(g)\ce{N2O4(g) <=> 2 NO2(g)}, K∘=0,15K^\circ=0{,}15 à 298 K{298\,\mathrm{K}}, n0=1,00 moln_0={1{,}00\,\mathrm{mol}} de NX2OX4\ce{N2O4}. À avancement α\alpha fixé, Qr=4α21−α⋅RTVP∘Q_r=\dfrac{4\alpha^2}{1-\alpha}\cdot\dfrac{RT}{VP^\circ} : QrQ_r diminue quand VV augmente, donc l’équilibre se déplace dans le sens direct. Numériquement αf=0,176\alpha_{\text{f}}=0{,}176 pour V=24,8 LV={24{,}8\,\mathrm{L}} et αf=0,239\alpha_{\text{f}}=0{,}239 pour V=49,6 LV={49{,}6\,\mathrm{L}}.

10Capacité numérique : déterminer l’état final avec Python

Méthode — dichotomie. f:ξ↦Qr(ξ)−K∘f:\xi\mapsto Q_r(\xi)-K^\circ est strictement croissante sur ]ξmin⁡ ;ξmax⁡[\intoo{\xi_{\min}}{\xi_{\max}} et y change de signe : la dichotomie converge toujours. On part de bornes légèrement rentrées dans l’intervalle, pour éviter les divisions par zéro.

def etat_final(Q, K, xmin, xmax, n=60):     # Q croissante ; n iterations
    a, b = xmin + 1e-12, xmax - 1e-12
    for _ in range(n):
        m = 0.5 * (a + b)
        if Q(m) < K: a = m
        else: b = m
    return 0.5 * (a + b)

Q = lambda x: (2 * x) ** 2 / (1 - x) ** 2   # H2 + I2 = 2 HI
print(etat_final(Q, 50.0, 0.0, 1.0))        # -> 0.7795...

Remarque. Chaque itération divise la longueur de l’intervalle par deux : nn itérations donnent une précision (ξmax⁡−ξmin⁡)/2 n(\xi_{\max}-\xi_{\min})/2^{\,n} — une quarantaine suffisent largement.

11Savoir-faire, formulaire et pièges

Savoir-faire
  • Recenser les espèces d’un système, préciser leur état physique, dire s’il est homogène ou hétérogène ; identifier le caractère intensif ou extensif d’une variable.
  • Passer de nin_i à cic_i, xix_i, PiP_i et réciproquement ; utiliser la loi de Dalton et l’équation des gaz parfaits.
  • Dresser un tableau d’avancement, déterminer ξmax⁡\xi_{\max} et le réactif limitant.
  • Écrire l’activité de chaque espèce et le quotient réactionnel, y compris en système hétérogène ; prévoir le sens d’évolution en comparant Qr,iQ_{r,i} à K∘K^\circ.
  • Déterminer l’état final : poser Qr(ξf)=K∘Q_r(\xi_{\text{f}})=K^\circ, résoudre, trier les racines, calculer τf\tau_{\text{f}}.
  • Distinguer équilibre chimique et transformation totale ; repérer une rupture d’équilibre en système hétérogène.
  • Discuter l’influence des conditions initiales (excès, dilution, volume) sur τf\tau_{\text{f}}.
  • Écrire une résolution numérique par dichotomie.
FormulaireLes relations à connaître par cœur
  • ni(ξ)=ni(0)+νi ξn_i(\xi)=n_i(0)+\nu_i\,\xi ; ξmax⁡=min⁡νi<0ni(0)∣νi∣\xi_{\max}=\min\limits_{\nu_i<0}\dfrac{n_i(0)}{\abs{\nu_i}} ; τf=ξfξmax⁡\tau_{\text{f}}=\dfrac{\xi_{\text{f}}}{\xi_{\max}}.
  • ci=niVc_i=\dfrac{n_i}{V} ; xi=nintotx_i=\dfrac{n_i}{n_{\text{tot}}} ; Pi=xiPtot=niRTVP_i=x_i P_{\text{tot}}=\dfrac{n_i RT}{V} ; ∑iPi=Ptot\sum_i P_i=P_{\text{tot}}.
  • a=cc∘a=\dfrac{c}{c^\circ} (soluté dilué) ; a=PP∘a=\dfrac{P}{P^\circ} (gaz parfait) ; a=1a=1 (solide ou liquide pur, solvant).
  • Qr=∏iai νiQ_r=\prod_i a_i^{\,\nu_i} ; équilibre : Qr=K∘(T)Q_r=K^\circ(T) ; réaction inverse : 1/K∘1/K^\circ ; équation ×α\times\alpha : (K∘)α(K^\circ)^\alpha.
  • Critère : Qr<K∘Q_r<K^\circ sens direct ; Qr>K∘Q_r>K^\circ sens inverse.
  • Constantes : c∘=1 mol⋅L−1c^\circ={1\,\mathrm{mol}{\cdot}\mathrm{L}^{-1}} ; P∘=1 bar=105 PaP^\circ={1\,\mathrm{bar}}={10^{5}\,\mathrm{Pa}} ; R=8,314 J⋅K−1⋅mol−1R={8{,}314\,\mathrm{J}{\cdot}\mathrm{K}^{-1}{\cdot}\mathrm{mol}^{-1}} ; NA=6,022×1023 mol−1N_A={6{,}022\times10^{23}\,\mathrm{mol}^{-1}} ; Vm=RT/P=24,8 L⋅mol−1V_m=RT/P={24{,}8\,\mathrm{L}{\cdot}\mathrm{mol}^{-1}} à 298 K{298\,\mathrm{K}} sous 1 bar{1\,\mathrm{bar}}.
Pièges
  • Donner une unité à une activité, à QrQ_r ou à K∘K^\circ : oublier de diviser par c∘c^\circ ou P∘P^\circ rend l’expression dimensionnée, donc fausse.
  • Faire figurer le solvant, ou un solide seul dans sa phase, dans QrQ_r ; inclure les moles de solide dans le ntotn_{\text{tot}} des fractions molaires de la phase gazeuse.
  • Comparer des concentrations entre elles pour prévoir un sens d’évolution : le seul critère est QrQ_r contre K∘K^\circ. Croire que K∘K^\circ grand signifie « réaction rapide », ou que τf\tau_{\text{f}} ne dépend que de K∘K^\circ.
  • Confondre QrQ_r (à tout instant) et K∘K^\circ (valeur de QrQ_r à l’équilibre seulement), ou ξ\xi (en mol{\mathrm{mol}}) et l’avancement volumique ξ/V\xi/V.
  • Conserver une racine négative, ou supérieure à ξmax⁡\xi_{\max}, de l’équation du second degré.
  • Oublier qu’un solide peut disparaître avant l’équilibre : en système hétérogène, vérifier ξeˊq⩽ξmax⁡\xi_{\text{éq}}\leq\xi_{\max}.

Exercices, contrôles et sujets

Les énoncés sont en accès libre, à télécharger en PDF.

1

Exercices de base

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Les bases : composition, avancement, activité, quotient réactionnel, état final

11 exercicesniveau Difficulté 1 sur 3 à Difficulté 2 sur 3durée conseillée : 2 hcalculatrice autorisée

  1. Décrire un système physico-chimiqueDifficulté 1 sur 3
  2. Concentration, fraction molaire, pression partielleDifficulté 1 sur 3
  3. Tableau d’avancement et réactif limitantDifficulté 1 sur 3
  4. Écrire des activitésDifficulté 1 sur 3
  5. Quotients réactionnelsDifficulté 1 sur 3
  6. Prévoir le sens d’évolutionDifficulté 2 sur 3
  7. Un équilibre en phase gazeuseDifficulté 2 sur 3
  8. Un équilibre en solution aqueuseDifficulté 2 sur 3
  9. Équilibre chimique ou transformation totale ?Difficulté 1 sur 3
  10. Un équilibre hétérogène : la solubilité du chlorure d’argentDifficulté 2 sur 3
  11. Déterminer l’état final avec PythonDifficulté 2 sur 3
2

Exercices d'application

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Applications : équilibres gazeux, systèmes hétérogènes, influence des conditions initiales

9 exercicesniveau Difficulté 2 sur 3durée conseillée : 3 hcalculatrice autorisée

  1. L’estérification de l’acide éthanoïqueDifficulté 2 sur 3
  2. La dissociation du tétraoxyde de diazoteDifficulté 2 sur 3
  3. Le four à chauxDifficulté 2 sur 3
  4. Une constante très grande : la synthèse de l’ammoniacDifficulté 2 sur 3
  5. La réaction du gaz à l’eauDifficulté 2 sur 3
  6. Mesurer une constante d’équilibre par la pressionDifficulté 2 sur 3
  7. Mesurer une constante d’équilibre par le pHDifficulté 2 sur 3
  8. Un état final indépendant du cheminDifficulté 2 sur 3
  9. Capacité numérique : explorer l’influence des conditions initialesDifficulté 2 sur 3
3

Interrogation A

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Activité, quotient réactionnel, état final d’un système homogène et d’un système hétérogène

Durée : 1 hcalculatrice autorisée3 exercices indépendantsbarème sur 20

  1. Questions de cours6 ptsDifficulté 1 sur 3
  2. Dissociation du pentachlorure de phosphore7 ptsDifficulté 2 sur 3
  3. Un équilibre hétérogène : l’hydrogénosulfure d’ammonium7 ptsDifficulté 2 sur 3
4

Interrogation B

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Combinaison d’équations, rupture d’équilibre, influence des conditions initiales

Durée : 1 hcalculatrice autorisée3 exercices indépendantsbarème sur 20

  1. Questions de cours6 ptsDifficulté 2 sur 3
  2. La déshydratation du sulfate de cuivre pentahydraté7 ptsDifficulté 2 sur 3
  3. L’ammoniac en solution aqueuse7 ptsDifficulté 2 sur 3
5

Approfondissement

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Sept problèmes pour aller au bout de l’équilibre chimique

7 exercicesniveau Difficulté 3 sur 3durée conseillée : 4 hcalculatrice autorisée

  1. Existence, unicité et monotonie de l’état finalDifficulté 3 sur 3
  2. La loi de dilution d’OstwaldDifficulté 3 sur 3
  3. L’effet du volume, démontré une fois pour toutesDifficulté 3 sur 3
  4. Cartographier une rupture d’équilibreDifficulté 3 sur 3
  5. Combiner des équations de réactionDifficulté 3 sur 3
  6. Quand la formule du second degré donne un résultat fauxDifficulté 3 sur 3
  7. Gaz inerte : à volume constant ou à pression constanteDifficulté 3 sur 3
6

DS type concours

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Produire de l’hydrogène par vaporeformage, et capter le dioxyde de carbone

Durée : 3 hcalculatrice autorisée3 parties24 questionsbarème indicatif sur 20

7

Planche de colle

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Une question de cours et quatre exercices d’oral

1 question de cours4 exercicesniveau Difficulté 1 sur 3 à Difficulté 3 sur 3environ 20 min{20\,\mathrm{min}} par exercice

  1. Question de coursDifficulté 1 sur 3
  2. Une solution d’acide fluorhydriqueDifficulté 1 sur 3
  3. Mesurer une constante d’équilibreDifficulté 2 sur 3
  4. Le four à chauxDifficulté 2 sur 3
  5. Dissociation d’un gaz : étude littérale complèteDifficulté 3 sur 3

Prépa · Physique-chimie : les 26 chapitres

  1. Mesures et incertitudes
  2. Optique géométrique
  3. Circuits dans l’ARQS
  4. Circuits du premier ordre
  5. Oscillateurs libres et forcés
  6. Filtrage linéaire
  7. Propagation et interférences
  8. Cinématique du point
  9. Lois de Newton
  10. Énergétique du point
  11. Particules chargées
  12. Transformations de la matière
  13. Cinétique chimique
  14. Structure des entités chimiques
  15. Moment cinétique et forces centrales
  16. Mouvement d’un solide
  17. Système thermodynamique
  18. Premier principe
  19. Deuxième principe
  20. Machines thermiques
  21. Champ magnétique et forces de Laplace
  22. Induction
  23. Physique quantique
  24. Solides cristallins
  25. Acide-base et précipitation
  26. Oxydo-réduction et diagrammes E-pH