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Problème 4

Un récipient de 5,0 dm3^3 a été rempli d'éthane à 300 K et 101,325 kPa, scellé puis chauffé. Les pressions mesurées sont : à 300 K : 101,3 kPa (théorique p′=101,3p'=101{,}3 kPa) ; à 500 K : 169,8 kPa (p′=168,7p'=168{,}7 kPa) ; à 800 K : 276,1 kPa (p′=269,9p'=269{,}9 kPa) ; à 1000 K : 500,7 kPa (p′=337,4p'=337{,}4 kPa). (a) Expliquer pourquoi la pression mesurée dépasse p′p' à haute température et écrire l'équation de la réaction. (b) Calculer le taux de conversion α\alpha et la constante d'équilibre KpK_p à 800 K et 1000 K. (c) Par l'équation de van 't Hoff, calculer l'enthalpie moyenne de réaction ΔH∘\Delta H^\circ entre 800 K et 1000 K. (R=8,314R = 8{,}314 J mol−1^{-1} K−1^{-1})
Étape 2 sur 4 : Calcul des taux à 800 K et 1000 K
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α800=276.11−269.93269.93=0.023;α1000=500.75−337.41337.41=0.484\alpha_{800} = \dfrac{276.11 - 269.93}{269.93} = 0.023; \quad \alpha_{1000} = \dfrac{500.75 - 337.41}{337.41} = 0.484
Analyse

À 800 K, seuls 2,3 % de l'éthane sont déshydrogénés, mais à 1000 K la conversion bondit à 48,4 %.