Chimie · 09 / 10
Équilibre chimique : une composition stable, des réactions actives
Terminale · Exemple résolu et 4 exercices corrigés, à ton rythme.
Le principe, simplement
À l’équilibre, les réactions directe et inverse continuent avec des vitesses égales ; la composition macroscopique reste stable. Le quotient réactionnel Q dépend des activités des espèces et des coefficients stœchiométriques. Le comparer à K, à température donnée, renseigne sur le sens d’évolution. K dépend de la température, pas de la seule quantité introduite.
- 01Expression de Q
- 02Température et K
- 03Comparer Q et K
- 04Sens puis équilibre
EXEMPLE RÉSOLU
Du cours au raisonnement
Pour un modèle A ⇌ B, Q=a(B)/a(A). Si Q<K, l’évolution nette favorise B pour augmenter Q. Si Q=K, il n’y a plus d’évolution nette, même si les échanges microscopiques continuent.
Résoudre un problème dans cette matière
- Identifier les espèces
Écris les formules et les états lorsqu’ils sont utiles. Distingue atome, ion, molécule et quantité de matière. La charge totale se conserve.
- Relier les quantités
Passe entre masse, quantité et concentration avec m = nM et C = n/V. Le volume V est celui de la solution finale, avec des unités cohérentes.
- Exploiter les coefficients
Équilibre la réaction avant le tableau d’avancement. Pour trouver le réactif limitant, compare les quantités initiales divisées par leur coefficient.
- Vérifier le contexte
Une quantité restante ne peut pas être négative. Contrôle conservation, unités et conditions : solution diluée, milieu, transformation totale ou équilibre.
À TOI DE JOUER
01 · Une tentative avant la correction
Un système a Q=2 et K=5. Quel sens est favorisé dans le modèle A ⇌ B ?
Un indice
L’évolution rapproche Q de K.
Voir et comprendre la correction
Q<K : le sens direct produit davantage de B et consomme A jusqu’à l’équilibre, dans les conditions du modèle.
Compare la méthode, les conditions et le résultat ; indique précisément ce que tu dois reprendre.
PROGRESSER PAR LA PRATIQUE
Trois défis supplémentaires, avec correction
Commence par le premier défi. Écris ta démarche avant d’ouvrir un indice ; utilise la correction pour retrouver la première étape qui bloque.
À l’équilibre, les réactions directe et inverse s’arrêtent-elles ?
Un indice pour démarrer
Un équilibre chimique est dynamique.
Correction étape par étape
- Les transformations dans les deux sens continuent.
- Leurs vitesses sont égales.
- Les quantités macroscopiques restent constantes, sans arrêt microscopique.
Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.
Pour A ⇌ B, avec activités aB = 0,6 et aA = 0,2, calcule Qr.
Un indice pour démarrer
Utilise les activités sans dimension.
Correction étape par étape
- Qr = aB/aA.
- Qr = 0,6/0,2 = 3.
- Une activité peut être approchée par c/c° pour une solution suffisamment diluée.
Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.
Si Qr = 3 et K = 5 pour A ⇌ B, quel est le sens d’évolution spontanée ?
Un indice pour démarrer
Le système évolue pour rapprocher Qr de K.
Correction étape par étape
- Qr < K : le rapport produits/réactifs est trop petit.
- L’évolution nette est dans le sens direct, vers B.
- À l’équilibre Qr = K ; K dépend de la température.
Quelle étape avais-tu oubliée ? Refais cet exercice sans aide, puis explique pourquoi la méthode fonctionne.
L’erreur à éviter
À l’équilibre, les concentrations ne sont pas nécessairement égales. Équilibre ne signifie pas arrêt de toute réaction.
Sans tes notes, peux-tu…
- Expliquer le principe avec tes mots ?
- Reconstruire le schéma et ses liens ?
- Résoudre l’exercice et justifier la méthode ?
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