Physique-Chimie • Seconde

Équilibrer une équation chimique
Transformations chimiques

Concepts & Exercices
\(\text{Réactifs} \rightarrow \text{Produits}\)
Conservation des atomes
Loi de conservation
\(n_{\text{atomes}}^{\text{réactifs}} = n_{\text{atomes}}^{\text{produits}}\)
Les atomes sont conservés
Coefficients stœchiométriques
\(aA + bB \rightarrow cC + dD\)
Nombres devant les molécules
Bilan équilibré
\(\sum \text{atomes}_i^{\text{gauche}} = \sum \text{atomes}_i^{\text{droite}}\)
Égalité des atomes
⚛️
Loi de conservation : Les atomes ne sont ni créés ni détruits lors d'une transformation chimique.
🔢
Coefficients stœchiométriques : Nombres entiers placés devant les formules chimiques.
⚖️
Équilibre des atomes : Le nombre d'atomes de chaque élément doit être identique des deux côtés.
🧪
Transformation chimique : Réarrangement des atomes pour former de nouvelles molécules.
💡
Conseil : Commencer par les atomes les moins fréquents
🔍
Attention : Ne jamais modifier les indices dans les formules
⚡
Astuce : Utiliser un tableau pour compter les atomes
📋
Méthode : Essayer de conserver les molécules complexes
Exercice 1
Équilibrer H₂ + O₂ → H₂O
Exercice 2
Équilibrer CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
Exercice 3
Équilibrer Fe + O₂ → Fe₂O₃
Exercice 4
Équilibrer Al + Cl₂ → AlCl₃
Exercice 5
Équilibrer C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O
Exercice 6
Équilibrer NH₃ + O₂ → NO + H₂O
Exercice 7
Équilibrer C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
Exercice 8
Équilibrer Mg + N₂ → Mg₃N₂
Exercice 9
Équilibrer Na + H₂O → NaOH + H₂
Exercice 10
Équilibrer C₆H₁₂O₆ + O₂ → CO₂ + H₂O
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Équilibrage de H₂ + O₂ → H₂O
Définition :

Équilibrage : Ajustement des coefficients pour que le nombre d'atomes de chaque élément soit identique des deux côtés de l'équation.

\(\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow \text{H}_2\text{O}\)
Étape 1 : Compter les atomes avant équilibrage
Élément Réactifs Produits
H 2 2
O 2 1

Il manque 1 atome d'oxygène à droite.

Étape 2 : Équilibrer les atomes d'oxygène

Multiplier H₂O par 2 : H₂ + O₂ → 2H₂O

Nouveau décompte : O = 2 à gauche, O = 2 à droite ✅

Étape 3 : Rééquilibrer les atomes d'hydrogène

Maintenant : H = 2 à gauche, H = 4 à droite

Multiplier H₂ par 2 : 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Étape 4 : Vérifier l'équilibre final
Élément Réactifs Produits
H 4 4
O 2 2
Réponse finale :
\(2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}\)
Règles appliquées :

• Loi de conservation : Le nombre d'atomes de chaque élément doit être identique des deux côtés

• Modification des coefficients : On ne change que les coefficients, pas les indices

• Vérification finale : Toujours vérifier que tous les atomes sont équilibrés

2 Équilibrage de CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
Définition :

Combustion complète : Réaction d'un composé organique avec le dioxygène produisant du dioxyde de carbone et de l'eau.

\(\text{CH}_4 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}\)
Étape 1 : Compter les atomes avant équilibrage
Élément Réactifs Produits
C 1 1
H 4 2
O 2 3
Étape 2 : Équilibrer les atomes d'hydrogène

Multiplier H₂O par 2 : CH₄ + O₂ → CO₂ + 2H₂O

Maintenant : H = 4 à gauche, H = 4 à droite ✅

Étape 3 : Rééquilibrer les atomes d'oxygène

Maintenant : O = 2 à gauche, O = 4 à droite

Multiplier O₂ par 2 : CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

Étape 4 : Vérifier l'équilibre final
Élément Réactifs Produits
C 1 1
H 4 4
O 4 4
Réponse finale :
\(\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}\)
Règles appliquées :

• Commencer par les atomes les plus complexes : Équilibrer C et H avant O

• Éléments simples en dernier : O₂ est simple, donc équilibré en dernier

• Combustion complète : Hydrocarbure + O₂ → CO₂ + H₂O

3 Équilibrage de Fe + O₂ → Fe₂O₃
Définition :

Oxydation métallique : Réaction d'un métal avec le dioxygène pour former un oxyde métallique.

\(\text{Fe} + \text{O}_2 \rightarrow \text{Fe}_2\text{O}_3\)
Étape 1 : Compter les atomes avant équilibrage
Élément Réactifs Produits
Fe 1 2
O 2 3
Étape 2 : Équilibrer les atomes de fer

Multiplier Fe par 2 : 2Fe + O₂ → Fe₂O₃

Maintenant : Fe = 2 à gauche, Fe = 2 à droite ✅

Étape 3 : Équilibrer les atomes d'oxygène

Maintenant : O = 2 à gauche, O = 3 à droite

On cherche un multiple commun de 2 et 3 : 6

Multiplier O₂ par 3/2 et Fe₂O₃ par 1 : 2Fe + (3/2)O₂ → Fe₂O₃

Étape 4 : Éliminer les fractions

Multiplier toute l'équation par 2 : 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

Étape 5 : Vérifier l'équilibre final
Élément Réactifs Produits
Fe 4 4
O 6 6
Réponse finale :
\(4\text{Fe} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{Fe}_2\text{O}_3\)
Règles appliquées :

• Élimination des fractions : Multiplier par le dénominateur pour obtenir des coefficients entiers

• Équilibre progressif : Équilibrer un élément à la fois

• Multiple commun : Utiliser le PPCM pour équilibrer les atomes

4 Équilibrage de Al + Cl₂ → AlCl₃
Définition :

Synthèse d'un chlorure : Réaction d'un métal avec le dichlore pour former un chlorure métallique.

\(\text{Al} + \text{Cl}_2 \rightarrow \text{AlCl}_3\)
Étape 1 : Compter les atomes avant équilibrage
Élément Réactifs Produits
Al 1 1
Cl 2 3
Étape 2 : Équilibrer les atomes de chlore

On cherche un multiple commun de 2 et 3 : 6

Multiplier Cl₂ par 3 et AlCl₃ par 2 : Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Maintenant : Cl = 6 à gauche, Cl = 6 à droite ✅

Étape 3 : Rééquilibrer les atomes d'aluminium

Maintenant : Al = 1 à gauche, Al = 2 à droite

Multiplier Al par 2 : 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃

Étape 4 : Vérifier l'équilibre final
Élément Réactifs Produits
Al 2 2
Cl 6 6
Réponse finale :
\(2\text{Al} + 3\text{Cl}_2 \rightarrow 2\text{AlCl}_3\)
Règles appliquées :

• PPCM : Trouver le plus petit multiple commun pour équilibrer

• Équilibre croisé : Changer un coefficient peut affecter plusieurs éléments

• Correction finale : Rééquilibrer après chaque modification

5 Équilibrage de C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O
Définition :

Combustion d'un alcane : Réaction d'un hydrocarbure saturé avec le dioxygène produisant CO₂ et H₂O.

\(\text{C}_2\text{H}_6 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}\)
Étape 1 : Compter les atomes avant équilibrage
Élément Réactifs Produits
C 2 1
H 6 2
O 2 3
Étape 2 : Équilibrer les atomes de carbone

Multiplier CO₂ par 2 : C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + H₂O

Maintenant : C = 2 à gauche, C = 2 à droite ✅

Étape 3 : Équilibrer les atomes d'hydrogène

Maintenant : H = 6 à gauche, H = 2 à droite

Multiplier H₂O par 3 : C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Étape 4 : Équilibrer les atomes d'oxygène

Maintenant : O = 2 à gauche, O = 7 à droite

Multiplier O₂ par 7/2 : C₂H₆ + (7/2)O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Étape 5 : Éliminer les fractions

Multiplier toute l'équation par 2 : 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O

Étape 6 : Vérifier l'équilibre final
Élément Réactifs Produits
C 4 4
H 12 12
O 14 14
Réponse finale :
\(2\text{C}_2\text{H}_6 + 7\text{O}_2 \rightarrow 4\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}\)
Règles appliquées :

• Ordre d'équilibrage : C, puis H, puis O (élément le plus complexe en premier)

• Fractions temporaires : Acceptables pendant le processus, mais éliminer à la fin

• Vérification complète : Tous les éléments doivent être équilibrés

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Équilibrage de NH₃ + O₂ → NO + H₂O
Définition :

Oxydation de l'ammoniac : Réaction de l'ammoniac avec le dioxygène produisant de l'oxyde nitrique et de l'eau.

\(\text{NH}_3 + \text{O}_2 \rightarrow \text{NO} + \text{H}_2\text{O}\)
Étape 1 : Compter les atomes avant équilibrage
Élément Réactifs Produits
N 1 1
H 3 2
O 2 2
Étape 2 : Équilibrer les atomes d'hydrogène

Multiplier NH₃ par 2 et H₂O par 3 : 2NH₃ + O₂ → NO + 3H₂O

Maintenant : H = 6 à gauche, H = 6 à droite ✅

Étape 3 : Équilibrer les atomes d'azote

Maintenant : N = 2 à gauche, N = 1 à droite

Multiplier NO par 2 : 2NH₃ + O₂ → 2NO + 3H₂O

Étape 4 : Équilibrer les atomes d'oxygène

Maintenant : O = 2 à gauche, O = 5 à droite

Multiplier O₂ par 5/2 : 2NH₃ + (5/2)O₂ → 2NO + 3H₂O

Étape 5 : Éliminer les fractions

Multiplier toute l'équation par 2 : 4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O

Étape 6 : Vérifier l'équilibre final
Élément Réactifs Produits
N 4 4
H 12 12
O 10 10
Réponse finale :
\(4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 \rightarrow 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O}\)
Règles appliquées :

• Équilibre progressif : Équilibrer un élément à la fois

• Correction en cascade : Chaque ajustement peut nécessiter d'autres corrections

• PPCM : Trouver des multiples communs pour équilibrer

7 Équilibrage de C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O
Définition :

Combustion du propane : Réaction complète d'un alcane avec le dioxygène produisant CO₂ et H₂O.

\(\text{C}_3\text{H}_8 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}\)
Étape 1 : Compter les atomes avant équilibrage
Élément Réactifs Produits
C 3 1
H 8 2
O 2 3
Étape 2 : Équilibrer les atomes de carbone

Multiplier CO₂ par 3 : C₃H₈ + O₂ → 3CO₂ + H₂O

Maintenant : C = 3 à gauche, C = 3 à droite ✅

Étape 3 : Équilibrer les atomes d'hydrogène

Maintenant : H = 8 à gauche, H = 2 à droite

Multiplier H₂O par 4 : C₃H₈ + O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

Étape 4 : Équilibrer les atomes d'oxygène

Maintenant : O = 2 à gauche, O = 10 à droite

Multiplier O₂ par 5 : C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

Étape 5 : Vérifier l'équilibre final
Élément Réactifs Produits
C 3 3
H 8 8
O 10 10
Réponse finale :
\(\text{C}_3\text{H}_8 + 5\text{O}_2 \rightarrow 3\text{CO}_2 + 4\text{H}_2\text{O}\)
Règles appliquées :

• Ordre d'équilibrage : C, puis H, puis O

• Combustion complète : CₓHᵧ + O₂ → xCO₂ + (y/2)H₂O

• Équilibre final : Vérifier tous les éléments

8 Équilibrage de Mg + N₂ → Mg₃N₂
Définition :

Synthèse d'un nitrure : Réaction d'un métal avec le diazote pour former un nitrure métallique.

\(\text{Mg} + \text{N}_2 \rightarrow \text{Mg}_3\text{N}_2\)
Étape 1 : Compter les atomes avant équilibrage
Élément Réactifs Produits
Mg 1 3
N 2 2
Étape 2 : Équilibrer les atomes de magnésium

Multiplier Mg par 3 : 3Mg + N₂ → Mg₃N₂

Maintenant : Mg = 3 à gauche, Mg = 3 à droite ✅

Étape 3 : Vérifier l'équilibre final
Élément Réactifs Produits
Mg 3 3
N 2 2
Réponse finale :
\(3\text{Mg} + \text{N}_2 \rightarrow \text{Mg}_3\text{N}_2\)
Règles appliquées :

• Équilibre simple : Parfois, un seul coefficient suffit

• Éléments diatomiques : N₂, O₂, H₂ sont des molécules de 2 atomes

• Vérification finale : Toujours confirmer que tous les atomes sont équilibrés

9 Équilibrage de Na + H₂O → NaOH + H₂
Définition :

Réaction d'un métal alcalin avec l'eau : Réaction violente produisant un hydroxyde et du dihydrogène.

\(\text{Na} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NaOH} + \text{H}_2\)
Étape 1 : Compter les atomes avant équilibrage
Élément Réactifs Produits
Na 1 1
H 2 3
O 1 1
Étape 2 : Équilibrer les atomes d'hydrogène

Multiplier H₂O par 2 et NaOH par 2 : Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Maintenant : H = 4 à gauche, H = 4 à droite ✅

Étape 3 : Rééquilibrer les atomes de sodium

Maintenant : Na = 1 à gauche, Na = 2 à droite

Multiplier Na par 2 : 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Étape 4 : Vérifier l'équilibre final
Élément Réactifs Produits
Na 2 2
H 4 4
O 2 2
Réponse finale :
\(2\text{Na} + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 2\text{NaOH} + \text{H}_2\)
Règles appliquées :

• Correction en cascade : Ajuster un coefficient peut nécessiter d'autres ajustements

• Hydroxydes : Contiennent un groupe OH⁻

• Réactions redox : Impliquent des transferts d'électrons

10 Équilibrage de C₆H₁₂O₆ + O₂ → CO₂ + H₂O
Définition :

Combustion du glucose : Réaction de combustion complète d'un glucide produisant CO₂ et H₂O.

\(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}\)
Étape 1 : Compter les atomes avant équilibrage
Élément Réactifs Produits
C 6 1
H 12 2
O 8 3
Étape 2 : Équilibrer les atomes de carbone

Multiplier CO₂ par 6 : C₆H₁₂O₆ + O₂ → 6CO₂ + H₂O

Maintenant : C = 6 à gauche, C = 6 à droite ✅

Étape 3 : Équilibrer les atomes d'hydrogène

Maintenant : H = 12 à gauche, H = 2 à droite

Multiplier H₂O par 6 : C₆H₁₂O₆ + O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

Étape 4 : Équilibrer les atomes d'oxygène

Maintenant : O = 8 à gauche, O = 18 à droite

Multiplier O₂ par 6 : C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

Étape 5 : Vérifier l'équilibre final
Élément Réactifs Produits
C 6 6
H 12 12
O 18 18
Réponse finale :
\(\text{C}_6\text{H}_{12}\text{O}_6 + 6\text{O}_2 \rightarrow 6\text{CO}_2 + 6\text{H}_2\text{O}\)
Règles appliquées :

• Combustion des glucides : CₓHᵧO_z + O₂ → xCO₂ + (y/2)H₂O

• Glucose : C₆H₁₂O₆ est un hexose (6 carbones)

• Réaction biologique : Représente la respiration cellulaire

Équilibrer une équation chimique Transformations chimiques