Combustion de l'éthanol : calcul de l'énergie libérée - Exercice 5

L’éthanol \(\mathrm{C_2H_6O}\) est un combustible liquide couramment utilisé, notamment dans les lampes à alcool. Sa combustion libère une quantité importante d’énergie thermique.

Pour estimer cette énergie, plusieurs approches sont possibles. Dans cet exercice, nous allons calculer l’énergie libérée lors de la combustion d'une mole d’ éthanol en utilisant deux méthodes différentes, puis comparer les résultats obtenus.

Données

• Masse molaire de l'éthanol : \(M\mathrm{(C_2H_6O)}=46,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}\)
• Énergie de liaison : \(E_\ell\mathrm{(C-H)=415\ kJ\cdot mol^{-1}};\ E_\ell\mathrm{(O=O)=498\ kJ\cdot mol^{-1}}\)\(E_\ell\mathrm{(C-C)=348\ kJ\cdot mol^{-1}};\ E_\ell\mathrm{(C=O)=804\ kJ\cdot mol^{-1}}\ E_\ell\mathrm{(O-H)=463\ kJ\cdot mol^{-1}}\)
• `PC_"éthanol" = 26,8" MJ"\cdot"kg"^-1`

Utilisation du pouvoir calorifique

1. Calculer la quantité de matière d'éthanol contenue dans 1 kg d'éthanol liquide.

2. Calculer l'énergie libérée par la combustion d'une mole d'éthanol liquide.

Utilisation des énergies de liaison

3. Écrire et ajuster l’équation de la réaction de combustion complète de l’éthanol gazeux en présence de dioxygène.

4. Déterminer l'énergie molaire de réaction. En déduire l'énergie libérée lors de la combustion d'une mole d'éthanol gazeux.

5. Comparer cette valeur avec celle obtenue avec le pouvoir calorifique.