Bonjour,

Je suis en première STI2D et je dois faire des exercices pour m'entraîner pour un contrôle qui arrive rapidement. Le seul problème est que je ne comprend pas un de mes exercices, même en regardant dans mon cours. J'ai essayé de faire le début mais après, je suis totalement bloqué. Pourriez-vous m'aider à comprendre comment le résoudre s'il vous plaît ?

Enoncé :
La consommation du gaz naturel (méthane) à usage domestique a doublé en France depuis 1980. C'est la première source d'énergie utilisée dans l'habitat pour le chauffage.
Le PCI (Pouvoir Calorifique Inférieur) du méthane est égal à 50,1 MJ.kg-1.

a) Quelle est la valeur du PCI du méthane exprimé en kWh.kg-1 ?

Pour cette question, voilà ce que j'ai répondu :
PCI du méthane : 50,1 MJ.kg-1
1 kWh = 3,60 MJ
50,1/3,60 = 13,9 kWh.kg-1
La valeur du PCI du méthane exprimé en kWh.kg-1 est d'environ 13,9.

b) Déterminer la masse de méthane m0, en gramme, nécessaire à la production d'un kWh d'énergie PCI.
je reponderai ca :1 kg, soit 1000 g, donne 13,9 kWh. Donc m0 = 1000 / 13,9 = 71,9 g

c) Calculer la quantité de matière, n0, correspondant à la masse m0 de méthane.
Je pense qu'Il faut calculer la masse molaire du méthane et on trouve n0 mais je sais pas comment faire
d) Établir l'équation de la combustion complète du méthane.
Je pense que comme toute equation de la combustion ca donne ch4 + o2 = co2 + h2o mias je sais pas comment l'equilibrer
e) Déterminer à partir de la combustion la quantité de matière de dioxyde de carbone qui se forme lors de la combustion de n0moles de méthane.
f) Quelle est la masse de dioxyde de carbone formé lors de la production d'un kWh d'énergie PCI à partir du méthane ?

Données : - 1kWh = 3,60 MJ;
- masses molaires : M(C) = 12 g.mol-1;
M(O) = 16 g.mol-1;
M(H) = 1,0 g.mol-1

Merci d'avance à tout ceux qui pourrait m'aider à comprendre.

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Réponses

Meilleure réponse !
2014-03-19T20:23:33+01:00
C) La quantité de matière n0 s'exprime n0 = m0 / M avec M masse molaire du méthane.
   Le méthane a pour formule brut CH₄ donc M = M(C) + 4M(H) = 12 + 4 = 16 g / mol.
   Donc n0 = 71,9 / 16 = 4.5 mol .

d) Les réactifs et produits intervenants dans la réaction de combustion du gaz sont présents et corrects. Il reste à les équilibrer.
Pour ce faire il faut appliquer le principe de conservation à ton équation, ce principe affirme qu'Il doit avoir un nombre égale d'atomes de même nature de part et d'autre de l'égalité.
Donc CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O.
Un conseil, dans ce type d'équation équilibre d'abord les atomes faisant partis des réactifs constituées d'éléments différents ( CH₄ ici ) puis termine en d'occupant du corps pur ( O₂ dans ton cas ).
Moi j'ai d'abord équilibré les C ( qui le sont déjà ) puis les H en accolant un coefficient 2 à la molécule d'eau ainsi que les O avec un coefficient de 2 sur l'O₂.

e) D'après la stœchiométrie de l'équation on forme une molécule de CO₂ pour chaque molécule de CH₄ consommée.
Donc en fin de réaction n(CH₄) = n0 = 4.5 mol.

f) n(CO₂) = m / M <-> m = n(CO₂) * M = 4.5 * 44 = 198 g