Physique-Chimie · BTS & DUT (EST) — BTS

Évolution spontanée d'un système chimique

Le cours expliqué simplement, les questions que tous les élèves se posent et des exercices type examen national. Programme marocain, gratuit.

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Le quotient de réaction $Q_r$ pour une équation $aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$ est défini par : $Q_r = \frac{[C]^c_{eq} \cdot [D]^d_{eq}}{[A]^a_{eq} \cdot [B]^b_{eq}}$ (Les activités des solides et du solvant sont égales à 1).

Si $Q_{r,i} < K$ : Évolution dans le sens direct (formation des produits).
Si $Q_{r,i} > K$ : Évolution dans le sens inverse (formation des réactifs).
Si $Q_{r,i} = K$ : Le système est à l'équilibre chimique.

Méthodes à maîtriser

Calculer $Q_{r,i}$ à partir des concentrations initiales.
Comparer $Q_{r,i}$ à la constante d'équilibre $K$ donnée.
Déterminer le sens d'évolution en utilisant l'axe des valeurs de $Q_r$ .

Exemples corrigés

Soit une réaction avec $K = 10^{-2}$ . Si $Q_{r,i} = 10^{-4}$ : Puisque $10^{-4} < 10^{-2}$ , alors $Q_{r,i} < K$ . Le système évolue dans le sens direct.

Erreurs fréquentes

Oublier de mettre les coefficients stœchiométriques en exposant.
Inclure l'eau (solvant) ou les solides dans l'expression de $Q_r$ .
Confondre $Q_{r,i}$ (état initial) et $K$ (constante d'équilibre).

L'essentiel du cours

Le quotient de réaction $Q_r$ pour une équation $aA + bB \rightleftharpoons cC + dD$ est défini par : $$Q_r = \frac{[C]^c_{eq} \cdot [D]^d_{eq}}{[A]^a_{eq} \cdot [B]^b_{eq}}$$ (Les activités des solides et du solvant sont égales à 1).

Si $Q_{r,i} < K$ : Évolution dans le sens direct (formation des produits).
Si $Q_{r,i} > K$ : Évolution dans le sens inverse (formation des réactifs).
Si $Q_{r,i} = K$ : Le système est à l'équilibre chimique.

Méthodes à maîtriser

Calculer $Q_{r,i}$ à partir des concentrations initiales.
Comparer $Q_{r,i}$ à la constante d'équilibre $K$ donnée.
Déterminer le sens d'évolution en utilisant l'axe des valeurs de $Q_r$.

Exemples corrigés

Soit une réaction avec $K = 10^{-2}$. Si $Q_{r,i} = 10^{-4}$ : Puisque $10^{-4} < 10^{-2}$, alors $Q_{r,i} < K$. Le système évolue dans le sens direct.

Erreurs fréquentes

Oublier de mettre les coefficients stœchiométriques en exposant.
Inclure l'eau (solvant) ou les solides dans l'expression de $Q_r$.
Confondre $Q_{r,i}$ (état initial) et $K$ (constante d'équilibre).

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

Tu as appris les sciences en arabe ? Touche un mot pour voir sa traduction et une explication en darija.

La question que tu n'oses pas poser en classe ? Pose-la à UstadZéro jugement, même en darija, même à minuit. Il t'explique pas à pas et corrige ta démarche. Gratuit.Commencer gratuitement

Défi flash : 4 questions

Sans compte

🎯 Évolution spontanée d'un système chimique

1/4

Pour la réaction $A + B \rightleftharpoons C$ , le quotient est :

Pour la réaction $A + B \rightleftharpoons C$, le quotient est :

❓ Questions fréquentes

Est-ce que le catalyseur change le sens d'évolution ?

Non, le catalyseur accélère la réaction mais ne modifie pas le sens d'évolution ni la valeur de $K$ .

💡 À retenir : Le catalyseur n'a aucun effet sur l'état d'équilibre.

Non, le catalyseur accélère la réaction mais ne modifie pas le sens d'évolution ni la valeur de $K$.

💡 À retenir : Le catalyseur n'a aucun effet sur l'état d'équilibre.

Kifach n3ref wach tfa3ol tamma (total) wla la ?

Si $K$ est très grande ( $K > 10^4$ ), on considère que la réaction est totale. Sinon, elle est limitée.

💡 À retenir : $K$ grande = réaction totale.

Si $K$ est très grande ($K > 10^4$), on considère que la réaction est totale. Sinon, elle est limitée.

💡 À retenir : $K$ grande = réaction totale.

Peut-on avoir Qr = 0 ?

Oui, au début de la réaction, si on n'a pas encore introduit les produits, $Q_{r,i} = 0$ .

💡 À retenir : Le système évoluera forcément dans le sens direct.

Oui, au début de la réaction, si on n'a pas encore introduit les produits, $Q_{r,i} = 0$.

💡 À retenir : Le système évoluera forcément dans le sens direct.

Est-ce que les solides interviennent dans Qr ?

Non, l'activité d'un corps pur solide est égale à 1.

💡 À retenir : $a_{solide} = 1$ .

Non, l'activité d'un corps pur solide est égale à 1.

💡 À retenir : $a_{solide} = 1$.

Pourquoi on dit "évolution spontanée" ?

Parce que le système évolue de lui-même vers l'équilibre sans apport d'énergie extérieure.

💡 À retenir : C'est une propriété thermodynamique naturelle.

Comment savoir si un système est à l'équilibre ?

Un système est à l'équilibre si son quotient de réaction $Q_r$ est égal à la constante d'équilibre $K$ .

💡 À retenir : À l'équilibre, $Q_{r,eq} = K$ .

Un système est à l'équilibre si son quotient de réaction $Q_r$ est égal à la constante d'équilibre $K$.

💡 À retenir : À l'équilibre, $Q_{r,eq} = K$.

C'est quoi la différence entre Qr et K ?

$Q_r$ est une valeur qui change au cours du temps selon les concentrations instantanées. $K$ est une valeur fixe à une température donnée, caractéristique de l'équilibre.

💡 À retenir : $K$ est la valeur de $Q_r$ quand le système est à l'équilibre.

$Q_r$ est une valeur qui change au cours du temps selon les concentrations instantanées. $K$ est une valeur fixe à une température donnée, caractéristique de l'équilibre.

💡 À retenir : $K$ est la valeur de $Q_r$ quand le système est à l'équilibre.

Kifach n3ref wach tfa3ol ghadi l-9oddam wla l-lor ?

Hseb $Q_{r,i}$ b l-تركيز (concentrations) li 3ndek f l-bidaya.
9arenha m3a $K$ li 3tawk f t-tamrin.
Ila kan $Q_{r,i} < K$ : tfa3ol ghadi l-9oddam. Ila kan $Q_{r,i} > K$ : ghadi l-lor.

💡 À retenir : Le système cherche toujours à atteindre l'équilibre ( $Q_r = K$ ).

Hseb $Q_{r,i}$ b l-تركيز (concentrations) li 3ndek f l-bidaya.
9arenha m3a $K$ li 3tawk f t-tamrin.
Ila kan $Q_{r,i} < K$ : tfa3ol ghadi l-9oddam. Ila kan $Q_{r,i} > K$ : ghadi l-lor.

💡 À retenir : Le système cherche toujours à atteindre l'équilibre ($Q_r = K$).

Est-ce que la température change la valeur de K ?

Oui, la constante d'équilibre $K$ dépend uniquement de la température. Si la température change, la valeur de $K$ change.

💡 À retenir : $K = f(T)$ .

Oui, la constante d'équilibre $K$ dépend uniquement de la température. Si la température change, la valeur de $K$ change.

💡 À retenir : $K = f(T)$.

Kifach n7seb Q{r,i} ila kan 3ndi gaz ?

Pour les gaz, on utilise la pression partielle $P_i$ à la place de la concentration $[C]$ .

💡 À retenir : $Q_r = \frac{P_C \cdot P_D}{P_A \cdot P_B}$ (en bar ou Pa).

Pour les gaz, on utilise la pression partielle $P_i$ à la place de la concentration $[C]$.

💡 À retenir : $Q_r = \frac{P_C \cdot P_D}{P_A \cdot P_B}$ (en bar ou Pa).

Est-ce que Qr a une unité ?

Non, $Q_r$ est une grandeur sans unité.

💡 À retenir : Les concentrations doivent être exprimées en $mol/L$ .

Non, $Q_r$ est une grandeur sans unité.

💡 À retenir : Les concentrations doivent être exprimées en $mol/L$.

Wach l-moudib (solvant) kayssedkhel f Qr ?

Non, l'activité du solvant (souvent l'eau) est prise égale à 1. On ne l'écrit jamais dans l'expression de $Q_r$ .

💡 À retenir : $a_{solvant} = 1$ .

Non, l'activité du solvant (souvent l'eau) est prise égale à 1. On ne l'écrit jamais dans l'expression de $Q_r$.

💡 À retenir : $a_{solvant} = 1$.

✍️ Exercices type examen national

Exercice 1

Soit la réaction : $CH_3COOH(aq) + C_2H_5OH(aq) \rightleftharpoons CH_3COOC_2H_5(aq) + H_2O(l)$ . Données : $K = 4,0$ à $25^\circ C$ . On mélange 0,1 mol d'acide, 0,1 mol d'alcool et 0,1 mol d'ester dans 1 L d'eau.

Calculer $Q_{r,i}$ .
Déterminer le sens d'évolution.

Exercice 1

Soit la réaction : $CH_3COOH(aq) + C_2H_5OH(aq) \rightleftharpoons CH_3COOC_2H_5(aq) + H_2O(l)$. Données : $K = 4,0$ à $25^\circ C$. On mélange 0,1 mol d'acide, 0,1 mol d'alcool et 0,1 mol d'ester dans 1 L d'eau.

Calculer $Q_{r,i}$.
Déterminer le sens d'évolution.

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 2

Un système chimique a pour constante $K = 10^{-5}$ . On a $[A]_i = 0,1 mol/L$ et $[B]_i = 0,01 mol/L$ pour $A \rightleftharpoons B$ .

Calculer $Q_{r,i}$ .
Le système est-il à l'équilibre ? Sinon, dans quel sens évolue-t-il ?

Exercice 2

Un système chimique a pour constante $K = 10^{-5}$. On a $[A]_i = 0,1 mol/L$ et $[B]_i = 0,01 mol/L$ pour $A \rightleftharpoons B$.

Calculer $Q_{r,i}$.
Le système est-il à l'équilibre ? Sinon, dans quel sens évolue-t-il ?

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Exercice 3

Soit $A + B \rightleftharpoons C + D$ avec $K = 1$ . On introduit 0,2 mol de A, 0,2 mol de B, 0,5 mol de C et 0,5 mol de D dans 1L.

Calculer $Q_{r,i}$ .
Déterminer le sens d'évolution.

Exercice 3

Soit $A + B \rightleftharpoons C + D$ avec $K = 1$. On introduit 0,2 mol de A, 0,2 mol de B, 0,5 mol de C et 0,5 mol de D dans 1L.

Calculer $Q_{r,i}$.
Déterminer le sens d'évolution.

Voir la correction détaillée : inscription gratuite

Un prof de Physique-Chimie pour aller plus loin

Les cours du soir avec des profs vérifiés arrivent : inscris-toi pour être prévenu(e) en premier.

Être prévenu(e) gratuitement

Évolution spontanée d'un système chimique

📘 Fiche de cours

L'essentiel du cours

Méthodes à maîtriser

Exemples corrigés

Erreurs fréquentes

L'essentiel du cours

Méthodes à maîtriser

Exemples corrigés

Erreurs fréquentes

🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR

❓ Questions fréquentes

✍️ Exercices type examen national

Un prof de Physique-Chimie pour aller plus loin

Autres chapitres de Physique-Chimie

L'essentiel du cours

Méthodes à maîtriser

Exemples corrigés

Erreurs fréquentes