Exercice de Chimie - Niveau 5ème

Thème : La composition de l’eau et les réactions de combustion

Question 1 : L’eau est une substance que l’on trouve partout. Sa formule chimique est H₂O.
  • a) Combien d’atomes d’hydrogène et d’oxygène y a-t-il dans une molécule d’eau ?
  • b) Représente la molécule d’eau en utilisant la formule.
Question 2 : On brûle une petite quantité de méthane (CH₄) dans l’air. La réaction de combustion du méthane est :
CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
  • a) Que produisent la combustion du méthane et la combustion complète de l’hydrogène ?
  • b) Quelle est la substance qui est le “réactif limitant” si on utilise 1 mole de CH₄ et 3 moles d’O₂ ? Explique ton raisonnement.
Question 3 : Un élève a réalisé cette expérience : il a chauffé un petit morceau de bois, et il a observé une flamme, puis une cendre.
  • a) Quelles substances sont produites lors de la combustion du bois ?
  • b) La cendre est-elle une substance pure ou un mélange ? Justifie ta réponse.
Question 4 : Les molécules d’eau sont liées entre elles par des liaisons particulières.
  • a) Quel est le nom de cette liaison ?
  • b) Pourquoi l’eau est-elle liquide à température ambiante alors que le CO₂ est un gaz ?

Solution

Question 1 : (cliquez pour voir)
  • a) Dans une molécule d’eau, il y a 2 atomes d’hydrogène et 1 atome d’oxygène.
  • b) La formule chimique de l’eau s’écrit H₂O, ce qui montre qu’il y a deux atomes d’hydrogène (H) liés à un atome d’oxygène (O).
Question 2 : (cliquez pour voir)
  • a) La combustion du méthane (CH₄) produit du dioxyde de carbone (CO₂) et de l’eau (H₂O). La combustion de l’hydrogène seul, si on le brûlait, produirait de l’eau (H₂O).
  • b) Si on a 1 mole de CH₄ et 3 moles d’O₂, le réactif limitant est l’oxygène (O₂) car la réaction nécessite 2 moles d’O₂ pour 1 mole de CH₄. Ici, on a 3 moles d’O₂, donc il y a assez d’O₂ pour réagir avec 1,5 mole de CH₄. Mais comme on a seulement 1 mole de CH₄, l’O₂ en excès, le réactif limitant est le CH₄.
Question 3 : (cliquez pour voir)
  • a) Lors de la combustion du bois, on produit principalement de la chaleur, une flamme, de la vapeur d’eau, du dioxyde de carbone (CO₂) et une cendre. La cendre est composée de minéraux incombustibles.
  • b) La cendre est un mélange, car elle contient plusieurs minéraux et éléments différents, pas une seule substance pure.
Question 4 : (cliquez pour voir)
  • a) La liaison entre molécules d’eau est une liaison appelée « liaison hydrogène ».
  • b) L’eau est liquide à température ambiante grâce aux liaisons hydrogène, qui sont plus fortes que les forces de van der Waals présentes dans le CO₂. Cela permet aux molécules d’eau de rester liées entre elles et de former un liquide.