1 - La cinétique de décomposition de l'iodure d'hydrogène a été étudiée dans l'intervalle de température 556 K 718 K. Pour ces deux temperatures, les valeurs des constantes de vitesse sont:

k₅₅₆ = 3,517.10^-7L.mol^-1s^-1 ; k₇₁₈ = 3,954.10^-2L.mol^-1s^-1

Quel est l'ordre de la réaction?

D'après ces données, calculer l'énergie d'activation de la décomposition de l'iodure d'hydrogène..

Réponse: ordre 2 avec Ea = 238 kJ

2 - Soit la réaction d'hydrolyse de l'adénosine triphosphate (ATP) en milieu acide, analogue à celle qui se produit dans le muscle, mais en présence d'un enzyme.

ATP + H₂O + H⁺ _(aq) ADP + H₃PO₄

La réaction ayant lieu en milieu aqueux, on suppose que la concentration en eau est constante et n'a pas d'influence sur la cinétique de la réaction.

A 50°C et à pH = 2, la constante de vitesse par rapport à l'ATP, k' = 1,5.10^-6 s^-1

Quel est l'ordre de la réaction par rapport à l'ATP?

A la même température, mais à pH = 1, le temps de demi réaction est de 4,6 10⁴ s.

Calculer la valeur de la nouvelle constante k'' par rapport à l'ATP.

En comparant les valeurs de k' et k'', déduire l'ordre de la réaction par rapport à H⁺ _(aq) et l'ordre global de la réaction

Réponse: k'' = 1,5 10^-5s^-1 ; ordre global 2

3 - Un corps pur A en solution aqueuse se décompose à une vitesse constamment proportionnelle à sa concentration.

A 25°C, il faut 1 h 55 mn pour décomposer 90% de la quantité initiale de A.

Quel est l'ordre de la réaction de décomposition?

Calculer la constante de vitesse et le temps de demi réaction à cette température.

A 35°C, le temps de demi réaction est divisé par deux par rapport à sa valeur à 25°C. Calculer l'énergie d'activation de la réaction de décomposition.

Réponses: ordre 1; k = 2 10^-2 min^-1 ; t_1/2 = 34,66 mn ; Ea = 52,9 kJ

4 - La nitramine NO₂NH₂ se décompose lentement en solution aqueuse diluée selon la réaction suivante :

NO₂NH₂ N₂O + H₂O

L'expériece met en évidence la loi cinétique suivante :

d [N₂O] /dt = k ( [NO₂NH₂] / [H₃O⁺] )

On propose pour cette décomposition le mécanisme suivant :

une réaction équilibrée NO₂NH₂ + H₂O (k₁ et k_-1) NO₂NH^- + H₃O⁺

une réaction lente NO₂NH^- (k₂) N₂O + OH ^-

une réaction rapide H₃O⁺ + OH ^- 2H₂O

Montrer que ce mécanisme convient en reliant la constante de vitesse k fournie par l'expérience et les constantes de vitesse du mécanisme proposé.

5 - L'action de l'ion vanadium III, V³⁺ sur l'ion fer III, Fe³⁺ conduit à la réaction suivante:

Fe³⁺ + V³⁺ Fe²⁺ + V⁴⁺

Cette réaction correspond à la succession des deux processus élémentaires suivants:

Fe³⁺ + V⁴⁺ Fe²⁺ + V⁵⁺ processus rapide et équilibré ( k₁ et k_-1 )

V⁵⁺ + V³⁺ 2 V⁴⁺ processus lent ( k₂ )

Quel est le processus élémentaire qui détermine la vitesse de la réaction?

Donner l'expression de la vitesse globale de la réaction

6 - La décomposition 2N₂O₅ 4NO₂ + O₂ admet pour expression de la vitesse

v = k [N₂O₅]. On suppose la suite des processus élémentaires suivants:

N₂O₅ NO₂ + NO₃ ( k₁ et k_-1 )

NO₂ + NO₃ NO + O₂ + NO₂ étape limitante ( k₂ )

NO + N₂O₅ 3NO₂ ( k₃ )

Exprimer laconstante de vitesse k en fonction des differentes constantes en appliquant le principe de l'état stationnaire à l'intermédiaire NO₃

Réponse: k = ( k₁k₂ ) / ( k_-1 + k₂ )