Estimer l'énergie molaire de la combustion de l'éthanol gazeux C₂H₅OH…

Exercice de TD · niveau 3 (difficile) · chimie (première), chapitre 8 — Chimie organique : structures, synthèses, combustions · Synthèses, rendements et combustions

Énoncé

Estimer l'énergie molaire de la combustion de l'éthanol gazeux $C X_{2} H X_{5} OH + 3 O X_{2} 2 CO X_{2} + 3 H X_{2} O$ , avec $E (C - C) = 348$ ; $E (C - H) = 413$ ; $E (C - O) = 358$ ; $E (O - H) = 463$ ; $E (O = O) = 498$ ; $E (C = O) = 804 kJ / mol$ . En déduire le pouvoir calorifique massique ( $M = 46, 0 g / mol$ ) et le comparer à celui de l'essence ( $47 MJ / kg$ ).

Corrigé

Rompues (éthanol : $1$ $C - C$ , $5$ $C - H$ , $1$ $C - O$ , $1$ $O - H$ ; $+ 3$ $O = O$ ) : $348 + 5 \times 413 + 358 + 463 + 3 \times 498 = 4728 kJ / mol$ .<br> Formées ( $4$ $C = O$ , $6$ $O - H$ ) : $4 \times 804 + 6 \times 463 = 5994 kJ / mol$ .<br> $E_{r e ˊ action} = 4728 - 5994 = - 1266 kJ / mol$ , soit

$P C = \frac{1 266}{46 , 0 \times 1 0 ^{- 3}} \approx 2, 8 \times 1 0^{4} kJ / kg \approx 28 MJ / kg :$

$40 %$ de moins que l'essence — l'éthanol est déjà « à moitié oxydé » (son O). C'est le prix énergétique des biocarburants, à mettre en balance avec leur bilan carbone.

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