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Exercice 1: Combustion d'un carburant (6 points)
Un des constituants principaux de l'essence est l'heptane, alcane de formule brute C7H16-
Un réservoir de voiture contient 245 moles d'essence que l'on assimilera à l'heptane pur à l'état liquide,
On admettra que la carburation est parfaite c'est-à-dire que l'essence est intégralement brûlée dans le
dioxygène de l'air, et qu'il se forme exclusivement du dioxyde de carbone à l'état gazeux et de la vapeur
d'eau
Écrire les résultats avec 3 chiffres significatifs.
1. Déterminer l'équation chimique modélisant la réaction en justifiant succinctement. 11 point)
2. Calculer la masse, puis en déduire le volume d'heptane liquide contenu dans le réservoir de la
voiture. 11,5 points)
3. À l'aide d'un tableau d'avancement, calculer la quantité n(O2) et la masse m(O2) de dioxygène
nécessaire à la combustion de la totalité de l'heptane contenu dans le réservoir. 12 points)
4. Le dioxygène servant à la combustion est à l'état gazeux, calculer le volume de dioxygène
nécessaire à la combustion de la totalité du réservoir (1 point
5. Calculer le volume de dioxyde de carbone produit par la combustion de la totalité du réservoir
10,5 point
Données :
Volume molaire lexclusivement pour les gaz) dans les conditions de l'expérience : 25,0 L.mol
Masse molaire de l'heptane C7H16: 100 g.mol-1
M(O2) = 32,0 g/mol
Masse volumique de l'heptane p = 0,684 kg.L-1

Sagot :

Réponse :

Explications :

■ combustion de l' heptane :

   C7H16 + 11 O2 --> 7 CO2 + 8 H2O

■ contenance du réservoir = 245 moles

                                             = 245 x (12x7 + 16)

                                             = 245 x 100 = 24500 grammes

                                             = 24,5 kg -

  -> Volume = 24,5 / 0,684 ≈ 35,8 Litres !

■ Oxygène nécessaire :

   11 x 245 = 2695 moles de dioxygène

                 = 2695 x 32 = 86240 grammes d' Oxygène

                 = 86,24 kg

  --> Volume = 2695 x 25 = 67375 Litres ≈ 67,4 m³

                      ( soit 321 m³ d' air ! )

■ dioxyde de Carbone produit :

  7 x 245 = 1715 moles

               = 1715 x 44 = 75460 grammes

               = 75,46 kg

   --> Volume = 1715 x 25 = 42875 Litres ≈ 43 m³ .

■ conclusion :

si le véhicule consomme 36 Litres de carburant en 700 km

--> cela dégage une pollution de 75460 grammes de CO2/700 km

                                                     = 108 grammes/km !