Les transformations chimiques Physique-Chimie 4e
⚡ Physique-Chimie🎒 4e (collège)✅ 12 exercices corrigés ⬇️
En bref : Dans une transformation chimique, des réactifs disparaissent et des produits nouveaux apparaissent. Les atomes se réarrangent mais ne sont ni créés ni détruits : la masse se conserve, c'est la loi de Lavoisier. On l'écrit par une équation de réaction équilibrée. Astuce : compte chaque type d'atome à gauche et à droite de la flèche, il doit y en avoir autant.
📖 La leçon
On l'écrit par une équation de réaction équilibrée : CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O.
Astuce : compte chaque type d'atome à gauche et à droite, il doit y en avoir autant.
🖼️ Le schéma à retenir
L'essentiel à retenir
Une transformation chimique modifie la nature des substances : les espèces de départ, les réactifs, disparaissent en tout ou partie, et de nouvelles espèces, les produits, se forment. Exemples : la combustion du méthane, la rouille du fer, la réaction du vinaigre sur le calcaire qui dégage du dioxyde de carbone. À l'inverse, une transformation physique (fusion de la glace, dissolution du sucre) ne change pas la nature des molécules.
Au niveau microscopique, les molécules des réactifs se cassent et leurs atomes se réassemblent autrement pour former les molécules des produits. Aucun atome n'est créé ni détruit. Conséquence : la masse totale se conserve. Lavoisier l'a montré à la fin du XVIIIe siècle : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. » Si l'on fait réagir du vinaigre et de la craie dans un récipient fermé, la masse ne change pas ; dans un récipient ouvert, elle semble diminuer car le gaz s'échappe.
L'équation de réaction traduit ce bilan avec les formules chimiques. On écrit les réactifs à gauche, une flèche, puis les produits à droite, et on ajuste les nombres stœchiométriques devant les formules pour qu'il y ait le même nombre de chaque type d'atome des deux côtés. Exemple : 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O. À gauche, 4 H et 2 O ; à droite, 4 H et 2 O. On ne modifie jamais les indices dans les formules, seulement les nombres devant.
Vocabulaire
- Réactif — espèce chimique consommée pendant la transformation.
- Produit — espèce chimique formée pendant la transformation.
- Conservation de la masse — la masse des produits égale la masse des réactifs consommés.
- Équation de réaction — écriture symbolique du bilan avec les formules chimiques.
- Nombre stœchiométrique — nombre placé devant une formule pour équilibrer l'équation.
- Combustion — transformation chimique avec le dioxygène qui libère de l'énergie.
La question de devoir
« On brûle 4 g de méthane dans 16 g de dioxygène. Quelle masse de produits obtient-on ? Justifiez et écrivez l'équation. » Plan : 1) énoncer la conservation de la masse : 4 + 16 = 20 g de produits ; 2) identifier réactifs et produits (méthane, dioxygène → dioxyde de carbone, eau) ; 3) écrire et équilibrer CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O.
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✏️ 12 exercices corrigés : les transformations chimiques
Touche une réponse : elle est corrigée tout de suite, avec l'explication.
1. Dans une transformation chimique, les espèces qui disparaissent sont les …
✔ Réponse : réactifs
Les réactifs sont consommés pendant la réaction et les produits apparaissent. Dans la combustion du bois, le bois et le dioxygène sont les réactifs.
2. Lors d'une transformation chimique, la masse totale …
✔ Réponse : se conserve
Les atomes sont seulement réarrangés, jamais créés ni détruits. La masse des produits formés est donc égale à la masse des réactifs consommés.
3. Quel savant a énoncé la loi de conservation de la masse ?
✔ Réponse : Lavoisier
Antoine Lavoisier, chimiste français du XVIIIe siècle, a pesé précisément réactifs et produits en vase clos : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme. »
4. Laquelle de ces transformations est chimique ?
✔ Réponse : la combustion d'une bougie
La combustion crée de nouvelles espèces (dioxyde de carbone, eau) à partir de la cire et du dioxygène. Les trois autres sont des changements d'état ou des mélanges.
5. Quelle équation est correctement équilibrée ?
✔ Réponse : 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O
À gauche : 4 atomes H et 2 atomes O ; à droite : 2 molécules d'eau, soit 4 H et 2 O. Chaque type d'atome est en nombre égal des deux côtés.
6. Dans l'équation CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O, que représente le 2 devant O₂ ?
✔ Réponse : le nombre de molécules de dioxygène
Le nombre stœchiométrique indique combien de molécules réagissent : deux molécules de dioxygène pour une de méthane. Il sert à équilibrer les atomes.
7. On fait réagir 10 g de craie avec 20 g de vinaigre en flacon fermé. Masse finale ?
✔ Réponse : 30 g
En système fermé, rien ne s'échappe : la masse totale reste 10 + 20 = 30 g, même si du dioxyde de carbone gazeux s'est formé à l'intérieur du flacon.
8. Pourquoi la masse semble-t-elle diminuer si la même réaction a lieu en flacon ouvert ?
✔ Réponse : un gaz produit s'échappe
Le dioxyde de carbone formé quitte le flacon : la masse qui manque sur la balance est celle du gaz parti. La masse totale, gaz compris, est bien conservée.
9. Pour équilibrer une équation, on a le droit de modifier …
✔ Réponse : les nombres devant les formules
Changer un indice (écrire H₂O₂ au lieu de H₂O) changerait la molécule elle-même. Seuls les nombres stœchiométriques devant les formules peuvent être ajustés.
10. Quels sont les produits de la combustion complète du carbone dans le dioxygène ?
✔ Réponse : du dioxyde de carbone
C + O₂ → CO₂ : un atome de carbone s'associe à une molécule de dioxygène. C'est la réaction qui a lieu quand le charbon brûle.
11. Dans 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O, combien d'atomes d'hydrogène y a-t-il de chaque côté ?
✔ Réponse : 4
À gauche, 2 molécules H₂ contiennent 2 × 2 = 4 atomes H. À droite, 2 molécules H₂O en contiennent aussi 2 × 2 = 4. L'équation est équilibrée.
12. Du fer qui rouille gagne de la masse. Pourquoi ?
✔ Réponse : il fixe le dioxygène de l'air
La rouille est un oxyde de fer : des atomes d'oxygène venus de l'air se lient au fer. La masse gagnée par le métal est celle du dioxygène consommé : la masse totale se conserve.
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