Équation de réaction : exercices corrigés de 4e

On repère la flèche : elle partage l'équation en deux parties.

À gauche de la flèche se trouvent $\text{CH}_4$ et $\text{O}_2$ : ce sont les réactifs, c'est-à-dire le méthane et le dioxygène ⁴.

À droite se trouvent $\text{CO}_2$ et $\text{H}_2\text{O}$ : ce sont les produits, c'est-à-dire le dioxyde de carbone et l'eau ⁴.

Phrase possible : « Lors de la combustion, le méthane et le dioxygène, qui sont les réactifs, sont consommés et forment du dioxyde de carbone et de l'eau, qui sont les produits. »

Le coefficient devant $\text{O}_2$ est 2 : pour 1 molécule de méthane, 2 molécules de dioxygène sont consommées ⁴.

Le coefficient devant $\text{CH}_4$ est 1 (aucun nombre n'est écrit).

Pour 3 molécules de méthane, on multiplie : $3 \times 2 = 6$.

Il faut donc 6 molécules de dioxygène.

Réactifs : $2\,\text{O}_2$ donne $2\times 2 = 4$ atomes d'oxygène ; $\text{CH}_4$ n'en contient pas.

Produits : $\text{CO}_2$ contient 2 atomes d'oxygène ; $2\,\text{H}_2\text{O}$ en contient $2\times 1 = 2$.

Total côté produits : $2 + 2 = 4$ atomes d'oxygène.

On constate 4 à gauche et 4 à droite : les atomes d'oxygène se retrouvent en même nombre, ils ont seulement changé de partenaires, ce qui correspond à une redistribution des atomes ³.

Dans l'équation, 2 molécules de dihydrogène donnent 2 molécules d'eau.

Le rapport est donc de 1 molécule d'eau pour 1 molécule de dihydrogène.

Avec 10 molécules de dihydrogène, on forme $10 \times \dfrac{2}{2} = 10$ molécules d'eau.

Vérification sur les atomes d'hydrogène : $10\times 2 = 20$ avant, $10\times 2 = 20$ après.

Pour 1 molécule de méthane, il se forme 2 molécules d'eau ; pour 5 molécules de méthane : $5\times 2 = 10$ molécules d'eau.

Chaque molécule d'eau contient 2 atomes d'hydrogène : $10\times 2 = 20$ atomes d'hydrogène côté produits.

Côté réactifs : une molécule $\text{CH}_4$ contient 4 atomes d'hydrogène, donc $5\times 4 = 20$.

Les deux nombres sont égaux : tous les atomes d'hydrogène du méthane se retrouvent dans l'eau.

Réactifs : le carbone C et le dioxygène $\text{O}_2$ ; produit : le dioxyde de carbone $\text{CO}_2$ ⁴.

Les coefficients valent tous 1 : 1 atome de carbone consomme 1 molécule de dioxygène.

Pour 12 atomes de carbone, il faut $12\times 1 = 12$ molécules de dioxygène.

Il se forme aussi $12\times 1 = 12$ molécules de dioxyde de carbone.

Côté réactifs : $\text{O}_2$ contient 2 atomes d'oxygène.

Côté produits : $\text{H}_2\text{O}$ contient 1 atome d'oxygène.

L'écart est $2 - 1 = 1$ : un atome d'oxygène a disparu sur le papier, ce qui est impossible puisque les atomes se redistribuent seulement ³. L'équation de l'élève ne convient pas.

Dans l'équation $2\,\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{H}_2\text{O}$ : hydrogène $2\times 2 = 4$ à gauche et $2\times 2 = 4$ à droite ; oxygène $2$ à gauche et $2\times 1 = 2$ à droite. Tout est conservé.

Léa : le coefficient de $\text{CH}_4$ est 1 et celui de $\text{O}_2$ est 2, donc son interprétation est correcte ⁴.

Hugo : à gauche, il y a deux espèces différentes ($\text{CH}_4$ et $\text{O}_2$) ; à droite, deux aussi ($\text{CO}_2$ et $\text{H}_2\text{O}$). Il a compté les molécules de dioxygène une par une : il y a bien 3 molécules en tout, mais seulement 2 réactifs. Son interprétation est fausse.

Inès : la transformation est une redistribution des atomes ³ ; le seul atome de carbone du méthane se retrouve dans la seule molécule $\text{CO}_2$. Son interprétation est correcte.

Conclusion : Léa et Inès ont raison, Hugo confond nombre de molécules et nombre d'espèces.