Cinétique chimique et catalyse | Physique-Chimie | Terminale spécialité
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Lors d'une transformation, la concentration d'un réactif A passe de \(0{,}60\) mol·L\(^{-1}\) à \(0{,}42\) mol·L\(^{-1}\) entre \(t_1=0\) s et \(t_2=30\) s.
1. Calcule la vitesse volumique moyenne de disparition de A. (3 pts)
2. Au cours du temps, la vitesse augmente-t-elle ou diminue-t-elle ? Justifie à l'échelle microscopique. (3 pts)
3. Cite deux façons d'accélérer cette transformation. (2 pts)
1. \(v=-\dfrac{\Delta[A]}{\Delta t}=-\dfrac{0{,}42-0{,}60}{30-0}=\dfrac{0{,}18}{30}=6{,}0\times 10^{-3}\) mol·L\(^{-1}\)·s\(^{-1}\).
2. Elle diminue : la concentration des réactifs baisse, donc les chocs efficaces sont moins fréquents.
3. Augmenter la concentration des réactifs et/ou la température (ou ajouter un catalyseur).
On suit la disparition d'un réactif B :
| \(t\) (min) | 0 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| \([B]\) (mol·L\(^{-1}\)) | 0,40 | 0,28 | 0,20 | 0,14 | 0,10 | 0,07 |
1. Définis le temps de demi-réaction \(t_{1/2}\). (2 pts)
2. Détermine \(t_{1/2}\) à partir du tableau. (3 pts)
3. Vérifie que le temps pour passer de \(0{,}20\) à \(0{,}10\) mol·L\(^{-1}\) est encore \(t_{1/2}\). Que peut-on en déduire ? (3 pts)
1. \(t_{1/2}\) est la durée au bout de laquelle la moitié du réactif a été consommée (\([B]=[B]_0/2\)).
2. \([B]_0/2=0{,}20\) mol·L\(^{-1}\), atteinte à \(t=8\) min : \(t_{1/2}=8\) min.
3. De \(0{,}20\) (à 8 min) à \(0{,}10\) (à 16 min) : encore 8 min. Le \(t_{1/2}\) est constant → c'est caractéristique d'une cinétique d'ordre 1.
La décomposition de l'eau oxygénée, très lente, devient rapide en présence d'ions \(\text{Fe}^{3+}\) restitués en fin de réaction.
1. Quel rôle joue \(\text{Fe}^{3+}\) ? Modifie-t-il l'état final ? (2 pts)
2. Réactifs et catalyseur sont en solution : de quel type de catalyse s'agit-il ? Cite les deux autres types. (2 pts)
1. \(\text{Fe}^{3+}\) est un catalyseur : il accélère la réaction sans être consommé, et ne modifie pas l'état final (mêmes produits et quantités).
2. Réactifs et catalyseur dans la même phase (aqueuse) : catalyse homogène. Les deux autres : catalyse hétérogène et catalyse enzymatique.