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 :
$$Q_r = \frac{[C]^c \cdot [D]^d}{[A]^a \cdot [B]^b}$$
(Les espèces solides et le solvant pur ne figurent pas dans $Q_r$).
Si $Q_r < K$, le système évolue dans le sens direct (1).
Si $Q_r > K$, le système évolue dans le sens inverse (2).
Si $Q_r = K$, le système est en état d'équilibre.
La constante d'équilibre $K$ ne dépend que de la température.
Méthodes à maîtriser
Calculer $Q_{r,i}$ : Utiliser les concentrations initiales $[X]i = \frac{n_i}{V{total}}$.
Comparer $Q_{r,i}$ et $K$ : Toujours vérifier la valeur de $K$ donnée ou calculée.
Déterminer le sens d'évolution : Appliquer le critère d'évolution spontanée.
Exemples corrigés
Soit $A + B \rightleftharpoons C + D$ avec $K = 10$ et $Q_{r,i} = 2$.
Comme $Q_{r,i} < K$, le système évolue dans le sens direct (formation de $C$ et $D$).
Erreurs fréquentes
Oublier de convertir les volumes en Litres.
Inclure l'eau dans l'expression de $Q_r$ quand elle est solvant.
Confondre $Q_{r,i}$ (valeur instantanée) et $K$ (valeur constante).
🌉 Jisr : les mots du chapitre FR ⇄ AR
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La, l'ma li kaykon solvant (f l'halat l'ma2iya) makandkhlohch f t3bir dyal $Q_r$. Kandiro 1 blastou.
💡 À retenir : Solvant = 1.
Kifach n7seb K ila mat3tatnich f l'exercice ?
L'qima dyal $K$ katkon 3ndek f l'donnees, wla katkon 3arefha mn l'tfa3olat l'ma3roufa (bhal $K_A$ dyal l'a3mad). Ila kenti f l'etat d'equilibre, $K = Q_{r,eq}$.
💡 À retenir : $K$ katbdel ghir b'tghayor d'darajat l'harara.
Est-ce que le quotient de réaction change au cours du temps ?
Oui, car les concentrations des réactifs et des produits changent jusqu'à ce que le système atteigne l'équilibre. À l'équilibre, $Q_r$ devient égal à $K$ et ne change plus.
Pourquoi les solides ne figurent pas dans l'expression de Qr ?
Parce que leur activité est égale à 1. Leur concentration ne change pas au cours de la réaction tant qu'il en reste une quantité solide.
Quelle est la différence entre Qr et K ?
$Q_r$ est une valeur instantanée qui dépend des concentrations à un moment donné. $K$ est une constante caractéristique de la réaction à une température donnée.
L'évolution spontanée s'arrête-t-elle toujours ?
Oui, elle s'arrête lorsque le système atteint l'état d'équilibre, c'est-à-dire quand $Q_r = K$.
Est-ce que Qr peut être négatif ?
Non, $Q_r$ est un rapport de concentrations (ou pressions partielles), qui sont toujours positives. Donc $Q_r > 0$.
Si Qr = 0, que signifie cela ?
Cela signifie qu'il n'y a aucun produit dans le mélange initial. La réaction évoluera forcément dans le sens direct.
Est-ce que la pression influence K ?
Pour les réactions en phase gazeuse, la pression peut influencer l'équilibre, mais $K$ (constante thermodynamique) ne dépend que de la température.
Comment savoir si une réaction est totale ?
Une réaction est considérée comme totale si $K$ est très grande (généralement $K > 10^4$).
Chno hiya l'hala l'qiyasiya ?
C'est l'état où les concentrations des solutés sont de $1,0 , mol/L$ et la pression des gaz est de $1,0 , bar$.
✍️ Exercices type examen national
Exercice 1
On mélange $10 , mL$ d'une solution d'acide éthanoïque ($0,1 , mol/L$) et $10 , mL$ d'une solution d'éthanoate de sodium ($0,1 , mol/L$). La constante $K$ de la réaction est $1,8 \cdot 10^{-5}$. Déterminer le sens d'évolution.
Le quotient de réaction Qr pour une équation aA+bB⇌cC+dD est :
Qr=[A]a⋅[B]b[C]c⋅[D]d
(Les espèces solides et le solvant pur ne figurent pas dans Qr).
Si Qr<K, le système évolue dans le sens direct (1).
Si Qr>K, le système évolue dans le sens inverse (2).
Si Qr=K, le système est en état d'équilibre.
La constante d'équilibre K ne dépend que de la température.
Méthodes à maîtriser
Calculer Qr,i : Utiliser les concentrations initiales [X]i=Vtotalni.
Comparer Qr,i et K : Toujours vérifier la valeur de K donnée ou calculée.
Déterminer le sens d'évolution : Appliquer le critère d'évolution spontanée.
Exemples corrigés
Soit A+B⇌C+D avec K=10 et Qr,i=2.
Comme Qr,i<K, le système évolue dans le sens direct (formation de C et D).
Erreurs fréquentes
Oublier de convertir les volumes en Litres.
Inclure l'eau dans l'expression de Qr quand elle est solvant.
Confondre Qr,i (valeur instantanée) et K (valeur constante).
Le quotient de réaction Qr dépend de :
Hseb Qr,i b'trakizat dyal l'bidaya.
Qarn Qr,i m3a K li 3ndek.
Ila kan Qr,i<K, l'tfa3ol ghadi l'qodam (sens direct).
Ila kan Qr,i>K, l'tfa3ol ghadi l'lor (sens inverse).
💡 À retenir : Qr khasso ywssel l'qimat K bach ywssel l'tوازن.
La, l'ma li kaykon solvant (f l'halat l'ma2iya) makandkhlohch f t3bir dyal Qr. Kandiro 1 blastou.
💡 À retenir : Solvant = 1.
L'qima dyal K katkon 3ndek f l'donnees, wla katkon 3arefha mn l'tfa3olat l'ma3roufa (bhal KA dyal l'a3mad). Ila kenti f l'etat d'equilibre, K=Qr,eq.
💡 À retenir : K katbdel ghir b'tghayor d'darajat l'harara.
Oui, car les concentrations des réactifs et des produits changent jusqu'à ce que le système atteigne l'équilibre. À l'équilibre, Qr devient égal à K et ne change plus.
Qr est une valeur instantanée qui dépend des concentrations à un moment donné. K est une constante caractéristique de la réaction à une température donnée.
Oui, elle s'arrête lorsque le système atteint l'état d'équilibre, c'est-à-dire quand Qr=K.
Non, Qr est un rapport de concentrations (ou pressions partielles), qui sont toujours positives. Donc Qr>0.
Pour les réactions en phase gazeuse, la pression peut influencer l'équilibre, mais K (constante thermodynamique) ne dépend que de la température.
Une réaction est considérée comme totale si K est très grande (généralement K>104).
C'est l'état où les concentrations des solutés sont de 1,0mol/L et la pression des gaz est de 1,0bar.
Exercice 1
On mélange 10mL d'une solution d'acide éthanoïque (0,1mol/L) et 10mL d'une solution d'éthanoate de sodium (0,1mol/L). La constante K de la réaction est 1,8⋅10−5. Déterminer le sens d'évolution.
Exercice 2
Soit la réaction : A(aq)+B(aq)⇌C(aq)+D(aq) avec K=0,5. Initialement, [A]=[B]=[C]=[D]=0,1mol/L. Déterminer le sens d'évolution.
Exercice 3
Un système a pour Qr,i=10−2 et K=10−5. Le système est-il à l'équilibre ? Sinon, dans quel sens évolue-t-il ?