2 Exercices

2.1 Les lois simples des gaz

Exercices | Chapitre

 1 Parmi les quatre variables servant à étudier le comportement des gaz, laquelle
correspond à chacune des caractéristiques énumérées ci-dessous ?
a) La vitesse des particules de gaz. La température.

b) Les collisions entre les particules de gaz. La pression.

c) L’espace entre les particules de gaz. Le volume.

d) Le nombre de particules de gaz. La quantité de gaz.

 2 Un ballon de 650 ml contient 0,43 g de méthane (CH4) aux conditions ambiantes.

Quelle est la valeur de chacune des quatre variables qui caractérisent ce gaz ?

m m 0,43 g
V  650 ml ou 0,650 L M , d’où n    0,027 mol
n M 16,05 g/mol
T  25 °C ou 298 K
P  101,3 kPa ou 760 mm Hg

Réponse : Le volume est de 0,650 L, la température est de 25 ºC, la pression est de 101,3 kPa et la quantité
de matière est de 0,027 mol.

 3 À quelle valeur correspond la pression atmosphérique normale en mm Hg ?

Elle correspond à 760 mm Hg.

Reproduction interdite
 4 Précisez l’instrument qui permettrait de mesurer expérimentalement chacune
des variables énumérées ci-dessous.
a) La température.
On peut utiliser un thermomètre ou un capteur de température.

b) La pression.
On peut utiliser un manomètre ou une jauge de pression.

c) La quantité de gaz.
On peut utiliser une balance et ensuite convertir la masse en moles à l’aide du tableau périodique.

d) Le volume.
On peut utiliser une seringue ou on peut utiliser une burette à gaz pour recueillir le gaz
par déplacement d’eau.

82 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
 5 À une température donnée, un échantillon de diazote exerce une certaine pression
dans un contenant au volume variable. Si on triple le volume tout en gardant
la température constante, qu’arrivera-t-il à la valeur de la pression ? Expliquez
votre réponse.
Comme la pression est inversement proportionnelle au volume, si on triple le volume de gaz,

Exercices | Chapitre
la pression sera trois fois plus petite.

 6 Justin gonfle un ballon avec une certaine quantité de gaz jusqu’à ce que le ballon
atteigne un volume de 550,0 ml à 100,8 kPa. Que deviendra la pression du ballon
si Justin parvient à diminuer le volume jusqu’à 330,0 ml, tout en gardant la
température constante ?

1. P2  ? 100,8 kPa  550,0 ml

4. P2 
330,0 ml
2. V1  550,0 ml
P1  100,8 kPa P2  168,0 kPa
V2  330,0 ml

3. P1V1  P2V2
PV
D’où P2  1 1
V2

Réponse : La pression du ballon sera alors de 168,0 kPa.

 7 Un gaz occupe un volume de 45 ml à une pression de 680 mm Hg. À température

constante, quel sera le volume de ce gaz si on amène la pression à 120 kPa ?
Reproduction interdite

1. V2  ? 4. Conversion de P1 en kPa

680 mm Hg  101,3 kPa
2. V1  45 ml P1 
760 mm Hg
P1  680 mm Hg
 90,6 kPa
P2  120 kPa
Calcul du volume final
3. P1V1  P2V2
90,6 kPa  45 ml
PV V2 
D’où V2  1 1 120 kPa
P2
760 mm Hg  101,3 kPa V2  34 ml

Réponse : Le volume du gaz sera de 34 ml.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 83

2
 8 Gabrielle veut gonfler 500 ballons de 1200 ml avec de l’hélium, aux conditions
ambiantes de température et de pression. Pour ce faire, elle utilise une bouteille
d’hélium de 20,0 L. Quelle devra être la pression minimale dans la bouteille pour
que Gabrielle parvienne à gonfler tous ses ballons ?
Exercices | Chapitre

Exemple de démarche. Calcul de la pression nécessaire

4. 
pour gonfler les ballons
1. P1  ?
101,3 kPa  600,0 L
P1 
2. V1  20,0 L 20,0 L
P2  101,3 kPa  3039 kPa
V2  500 ballons  1,200 L/ballon Calcul de la pression minimale

V2  600,0 L dans la bouteille
Comme on ne peut pas vider complètement une
3. P1V1  P2V2 bouteille de gaz, la pression finale dans la bouteille
PV sera égale à la pression atmosphérique, soit 101,3 kPa.
D’où P1  2 2
V1
Pminimale  3039 kPa  101,3 kPa

Pminimale  3140,3 kPa

3
Réponse : La pression minimale dans la bouteille devra être de 3,14  10 kPa.

 9 Les particules de gaz, comme celles de l’air ambiant,

possèdent-elles encore de l’énergie cinétique en dessous
de 0 °C ? Expliquez votre réponse.
Oui, elles en possèdent encore. En effet, l’énergie cinétique
des particules de gaz ne devient pas nulle à 0 °C. Sinon, il

Reproduction interdite
n’y aurait plus d’air pour respirer en dessous de cette
température. Cette valeur de la température correspond
plutôt au point de congélation de l’eau.

10 Effectuez la conversion des unités de mesure pour les températures suivantes :
a) 50 K  −223 °C b) −180 °C  93 K
c) 277,0 °C  550,0 K d) 318 K  45 °C

84 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
11 Pourquoi une température exprimée en kelvins ne peut-elle pas être négative?
L’échelle des kelvins est une échelle de température absolue, donc 0 K correspond à la température
la plus basse qui puisse exister.

Exercices | Chapitre
12 Par une froide journée d’hiver, où règne une température de 20 °C, Sandrine
gonfle un ballon jusqu’à ce qu’il occupe un volume de 2,3 L. Elle décide d’amener
le ballon à l’intérieur de la maison, où il fait 22 °C. Si l’étiquette du fabricant
indique que la capacité maximale du ballon est de 2,5 L, qu’arrivera-t-il au ballon
dans ces nouvelles conditions? (On considère que la pression demeure constante.)

1. V2  ? 2,3 L  295 K
4. V2 
253 K
2. V1  2,3 L
V2  2,7 L
T1  −20 °C  273  253 K
T2  22 °C  273  295 K
V1 V
3.  2
T1 T2
V1T2
D’où V2 
T1

Réponse : Il y a de fortes chances que le ballon éclate lorsque Sandrine entrera dans la maison.

13 Carolina effectue une expérience afin d’évaluer la relation entre le volume et la
température d’un gaz. Elle plonge une seringue contenant du dioxyde de carbone
dans un bécher rempli d’eau glacée, dont la température est de 4,0 °C. La
seringue indique alors 82,5 ml. Après avoir chauffé le tout pendant 2 min, elle
note un volume de 102,4 ml. Quelle température le thermomètre indique-t-il alors ?
Reproduction interdite

1. T2  ? 102,4 ml  277,0 K
4. T2 
2. V1  82,5 ml 82,5 ml

T1  4,0 °C  273  277,0 K T2  343,8 K  273  70,8 °C

V2  102,4 ml
V1 V
3.  2
T1 T2
V2T1
D’où T2 
V1

Réponse : Le thermomètre indique une température de 71 °C.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 85

2
14 La cryogénie est l’étude du comportement de la matière à très basse température.
Grâce aux découvertes liées à la cryogénie, il est maintenant possible de conserver
des cellules ou de récupérer des gaz nuisibles pour l’environnement. Quelle est la
pression exercée par un gaz à 123 °C si on mesure une pression de 92 kPa
à 27 °C ?
Exercices | Chapitre

1. P2  ? 92 kPa  150 K
4. P2 
2. P1  92 kPa 300 K
T1  27 °C  273  300 K P2  46 kPa
T2  123 °C  273  150 K
P1 P
3.  2
T1 T2
P1T2
D’où P2 
T1

Réponse : La pression exercée par le gaz est de 46 kPa. 

15 Remplissez le tableau ci-dessous,

qui présente les données recueillies La pression d’un gaz en fonction
par un étudiant. À l’aide d’un de la température absolue
diagramme, démontrez, dans 120
l’espace ci-contre, qu’il existe une
relation directement proportionnelle 100
Pression (en kPa)

entre la pression et la température.

80
La pression d’un gaz en fonction
de la température 60
Température (en °C) Pression (en kPa)
40
 5,0 100,0

Reproduction interdite
15,0 103,6 20

25,0 107,2 0
35,0 110,8 0 200 400
Température absolue (en K)
45,0 114,4

Exemple de calcul.
P1T2 100 kPa  288,0 K
P2    103,6 kPa
T1 278,0 K

Réponse : La relation est directement proportionnelle puisque sa représentation graphique donne 

une droite qui passe par l’origine.

86 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
16 Tôt le matin, alors que la température est de 10 °C et la pression atmosphérique,
de 101 kPa, Jean-Sébastien mesure la pression de l’air dans les pneus de sa
voiture avec une jauge à pression relative. Il note alors une valeur de 240 kPa.
Quelle valeur indiquerait la jauge si la température augmentait de 12 °C et que
la pression atmosphérique demeurait constante ?

Exercices | Chapitre
1. P2  ? 4. Calcul de la pression initiale dans le pneu
2. Pression atmosphérique  101 kPa P1  240 kPa  101 kPa
Pression initiale de la jauge  240 kPa P1  341 kPa
T1  10 °C  273  283 K Calcul de la pression finale dans le pneu
T2  22 °C  273  295 K 341 kPa  295 K
P2 
283 K
P1 P
3.  2 P2  355 kPa
T1 T2
P1T2 Calcul de la pression finale de la jauge
D’où P2 
T1 Pression finale de la jauge  355 kPa  101 kPa
Pression finale de la jauge  254 kPa

Réponse : La jauge de pression indiquerait une pression relative de 254 kPa.

17 Un ballon de verre vide de 2,0 L a une masse de 385,3 g. Lorsqu’il est rempli
de dioxygène, on note alors une masse de 388,0 g. En vidant le ballon et en
le remplissant d’un gaz inconnu, on note une masse de 389,0 g.
a) Quelle est la masse molaire du gaz inconnu ?

1. Mx  ? 4. Calcul du nombre de moles de O2

mO2 2,7 g
2. Masse du ballon vide : nO2    0,084 mol
MO2 32,00 g/mol
385,3 g
Reproduction interdite

Selon l’hypothèse d’Avogadro

Masse du O2  :
nx  nO2  0,084 mol
388,0 g  385,3 g  2,7 g
Calcul de la masse molaire du gaz inconnu
Masse du gaz inconnu : m 3,7 g
Mx  x   44 g/mol
389,0 g  385,3 g  3,7 g nx 0,084 mol
m
3. M 
n
m
D’où n 
M

Réponse : La masse molaire du gaz inconnu est de 44 g/mol.

b) Quel est le gaz inconnu parmi les gaz suivants : CH4, N2, CO2, SO2  ?
Le gaz inconnu est le CO2.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 87

2
18 Une erreur s’est glissée lors de la livraison de quatre bouteilles contenant chacune
un gaz différent : du CO2, du CH4, du O2 et du N2. Pour les démêler, la technicienne
utilise un ballon étalon de 3 L, qui pèse 250,0 g. Elle le remplit de dihydrogène et
note une masse de 253,6 g. Elle le vide, puis elle le remplit de nouveau avec l’un
des gaz inconnus. Le ballon a alors une masse de 307,2 g. Lequel des gaz
Exercices | Chapitre

inconnus se trouve dans le ballon ?

1. Mx  ? 4. Calcul du nombre de moles de H2

mH2 3,6 g
2. Masse du ballon vide : nH2    1,8 mol
MH2 2,02 g/mol
250,0 g
Selon l’hypothèse d’Avogadro
Masse du H2  :
nx  nH2  1,8 mol
253,6 g  250,0 g  3,6 g
Calcul de la masse molaire du gaz inconnu
Masse du gaz inconnu : m 57,2 g
Mx  x   32 g/mol
307,2 g  250,0 g  57,2 g nx 1,8 mol
m
3. M 
n
m
D’où n 
M

Réponse : Le gaz inconnu est probablement du dioxygène (O2 ).

19 À une température de 25 °C, 4,0 mol de gaz occupent un volume de 2,8 L.
Comment devrait-on modifier la quantité de gaz pour amener le volume à 1,2 L ?
Précisez la quantité de gaz qu’il faudra ajouter ou enlever.

1. n2  ? 4. Calcul de la quantité de gaz finale

1,2 L  4,0 mol
n2 

Reproduction interdite
2. V1  2,8 L
2,8 L
n1  4,0 mol
 1,7 mol
V2  1,2 L
Calcul de la quantité de gaz à enlever
V1 V 4,0 mol  1,7 mol  2,3 mol
3.  2
n1 n2
V2n1
D’où n2 
V1

Réponse : Il faudra enlever 2,3 mol de gaz.

88 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
20 Un ballon, contenant 7,00 g de N2, occupe un volume de 5,25 L. Quel sera le
volume du ballon si on ajoute 1,75 mol de gaz à température et pression constantes ?

1. V2  ? 4. Calcul de la quantité de gaz initiale

2. V1  5,25 L 7,00 g

Exercices | Chapitre
n1 
m1  7,00 g 28,02 g/mol

n2  n1  1,75 mol n1  0,250 mol

V1 V Calcul de la quantité de gaz finale

3.  2
n1 n2 n2  0,250 mol + 1,75 mol = 2,00 mol
V1n2 Calcul du volume final
D’où V2 
n1
m 5,25 L  2,00 mol
M V2 
n 0,250 mol
m V2  42,0 L
D’où n 
M

Réponse : Le volume du ballon sera de 42,0 L. 

21 Une seringue, qui indique un volume de 35,0 ml, contient 0,200 mol de gaz.
Quel sera le nouveau volume si on ajoute le double des particules de gaz dans
la seringue?
Reproduction interdite

1. V2  ? V1 V
3.  2
n1 n2
2. V1  35,0 ml
V1n2
n1  0,200 mol D’où V2 
n1
n2  0,200 mol  0,400 mol  0,600 mol 35,0 ml  0,600 mol
4. V2 
0,200 mol
V2  105 ml

Réponse : Le nouveau volume sera de 105 ml. 

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 89

2
22 Combien de moles de gaz contient un échantillon de 115 L à TPN?

1. ? mol ➞ 115 L
2. 1 mol ➞ 22,4 L (à TPN)
Exercices | Chapitre

1 mol ? mol
3. 
22,4 L 115 L
1 mol  115 L
4.  5,13 mol
22,4 L

Réponse : Cet échantillon contient 5,13 mol de gaz.

23 À la température ambiante et à la pression atmosphérique normale, Céline recueille

20,5 g de dioxyde de soufre (SO2). Quel volume occupe ce gaz ?

1. 20,5 g correspond à ? L
2. 1 mol correspond à 24,5 L (à TAPN)
m m
3. M  , d’où n =
n M

Reproduction interdite
20,5 g
4. n 
64,07 g/mol
 0,320 mol
24,5 L ?L

1 mol 0,320 mol
24,5 L  0,320 mol
 7,84 L
1 mol

Réponse : Ce gaz occupe un volume de 7,84 L.

90 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
24 Remplissez le tableau ci-dessous.

Variables Variables qui ne

Formule Graphique
en relation doivent pas varier

V et T P et n V1 V
 2

Exercices | Chapitre
T1 T2

T (K)

V et n P et T V1 V
 2
n1 n2

P et V T et n P1V1 = P2V2

P et T V et n P1 P
 2
Reproduction interdite

T1 T2

T (K)

P et n V et T P1 P
 2
n1 n2

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 91

 Exercices
2.2 La loi générale des gaz
2

Exercices | Chapitre
 1 Nous avons étudié plusieurs lois simples dans ce chapitre. Toutefois, certaines
d’entre elles n’ont pas été abordées, comme la relation entre la température
et la quantité de gaz.
a) D’après vous, quelle est la relation qui existe entre la température et la quantité
de gaz, si on garde la pression et le volume constants ? Expliquez votre réponse
en vous basant sur la théorie cinétique des gaz.
La relation entre la température et la quantité de gaz est inversement proportionnelle. En effet,
lorsqu’on augmente la température, les particules de gaz bougent plus vite. La seule manière de
garder la même fréquence de collisions en maintenant la pression et le volume constants est
de diminuer le nombre de particules, autrement dit de laisser une partie du gaz s’échapper.

b) Quelle formule représente cette relation ?

n1T1  n2T2

 2 Un ballon, qui contient 0,300 mol de dioxyde de carbone, occupe un volume de

2,50 L à une température de 173,0 °C et à une pression de 90,0 kPa. Quelle
sera la pression si on double la quantité de gaz, qu’on augmente le volume de
4,00 L et qu’on chauffe le tout jusqu’à 27,0 °C ?

90,0 kPa x 2,50 L  0,600 mol  300,0 K

1. P2  ? 4. P2 
0,300 mol  100,0 K  6,50 L
2. P1  90,0 kPa
P2  208 kPa
Reproduction interdite

V1  2,50 L
n1  0,300 mol
T1  173,0 °C  273  100,0 K
V2  2,50 L  4,00 L  6,50 L
n2 = 0,300 mol  2  0,600 mol
T2  27,0 °C  273  300,0 K
PV PV
3. 1 1  2 2
n1T1 n2T2
PVnT
D’où P2  1 1 2 2
n1T1V2

Réponse : La pression sera de 208 kPa.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 95

 100 km
– 80 ˚C

90 km
– 90 ˚C

80 km
– 80 ˚C

2
 3 Les ballons-sondes, utilisés pour effec- – 50 ˚C
70 km
tuer des mesures météorologiques, sont
conçus pour atteindre leur volume maxi- – 30 ˚C
60 km
ea ble
mal et éclater à une certaine altitude. N églig
50 km
Les météorologues peuvent alors récu- – 10 ˚C
kPa
Exercices | Chapitre

pérer leurs instruments et enregistrer 0,1 40 km

– 20 ˚C
les mesures effectuées. La figure
Pa
ci-contre montre la température et la 0,3 k 30 km
– 40 ˚C
pression qui règnent dans les premiers
a
kilomètres d’altitude de l’atmosphère. 1 kP 20 km
– 60 ˚C

Si on utilise un ballon ayant un volume a

5 kP 10 km
– 60 ˚C
maximal de 120 000 L, et que les
Pa
conditions au sol sont de 22,4 °C et de 15 ˚C 20 k Niveau
de la
102,6 kPa, quel volume d’hélium faut-il ,3 kPa mer
101
injecter dans le ballon au départ pour
qu’il atteigne son volume maximal à Température Pression moyenne Altitude
moyenne
10 km d’altitude ?

1. V1  ? P1V1 PV
3.  2 2
n1T1 n2T2
2. P1  102,6 kPa
Comme n reste constant, je peux le supprimer dans la formule.
T1  22,4 °C  273 = 295,4 K
P1V1 PV
P2  20 kPa  2 2
T1 T2
V2  120 000 L PVT
D’où V1  2 2 1
P1T2
T2  60 °C  273 = 213 K
20 kPa  120 000 L  295,4 K
4. V1 
102,6 kPa  213 K
V1  32 441 L
4
Réponse : Le volume d’hélium à injecter dans le ballon est de 3,2  10 L.

 4 Un gaz occupe un volume de 64,2 L à une température et une pression données.

Reproduction interdite
Quel sera le volume de ce gaz si on diminue la température absolue de moitié,
qu’on quadruple la pression et qu’un tiers des particules s’échappent du contenant ?

1. V2  ? P1V1 PV
3.  2 2
n1T1 n2T2
2. P1  x
P1V1n2T2
V1  64,2 L D’où V2 
n1T1P2
n1  y
x  64,2 L  ⅔ y  ½ z
T1  z 4. V2 
y  z  4x
P2  4x P2  5,35 L
2
n2  y
3
1
T2  z
2
Réponse : Le volume du gaz sera de 5,35 L.

96 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
 5 Un ballon contenant 134,4 g de dioxygène est relié à un manomètre qui indique
une pression de 85,00 kPa. Quelle sera la pression mesurée si on ajoute 207,2 g
de diazote, qu’on double la température absolue et qu’on diminue le volume au
tiers de sa valeur ?

Exercices | Chapitre
1. P2  ? 4. Calcul du nombre de moles de O2
2. mO2  134,4 g 134,4 g
nO2   4,200 mol
32,00 g/mol
P1  85,00 kPa
Calcul du nombre de moles initial
mN2  207,2 g n1  nO2
T1  x n1  4,200 mol
T2  2x Calcul du nombre de moles de N2
V1  y 207,2 g
nN2   7,395 mol
28,02 g/mol
V2  ⅓y
Calcul du nombre de moles final
P1V1 PV n2  nO2  nN2
3.  2 2
n1T1 n2T2
PVnT  4,200 mol  7,395 mol
D’où P2  1 1 2 2
V2n1T1
 11,595 mol
m
Calcul de la pression finale
M 
n 85,00 kPa × y × 11,595 mol × 2x
m P2 
D’où n  ⅓y × 4,200 mol × x
M
P2  1408 kPa
Réponse : La pression mesurée sera de 1408 kPa.

 6 Les gaz comprimés sont très utiles. Par exemple, un

compresseur à air peut actionner certains outils, comme
la cloueuse illustrée ci-contre. Quel volume d’air serait-il
nécessaire d’ajouter aux conditions ambiantes pour que la
pression interne d’un réservoir de 20,00 L soit de 2645 kPa ?
Reproduction interdite

1. V1  ? 4. Calcul du volume d’air nécessaire

2. P1  101,3 kPa 2645 kPa  20,00 L
V1 
101,3 kPa
T1  25 °C  273  298 K
P2  522,2 L
P2  2645 kPa
Calcul du volume d’air à ajouter
V2  20,00 L
Il y a 20,00 L d’air dans le réservoir.
T2  298 K
522,2 L  20,00 L  502,2 L
3. P1V1  P2V2
PV
D’où V1  2 2
P1

Réponse : Il faudrait ajouter 502,2 L d’air.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 97

2 Exercices
2.3 La loi des gaz parfaits
Exercices | Chapitre

 1 On emprisonne un gaz parfait dans une seringue.

a) Qu’arrivera-t-il aux particules de gaz si on diminue la température absolue ?
Elles auront moins d’énergie cinétique. Elles bougeront donc moins vite.

b) Qu’arrivera-t-il à la pression et au volume si on diminue la température jusqu’à 0 K ?

La pression et le volume seront nuls.

c) Si on remplace le gaz parfait par du diazote et qu’on diminue la température

jusqu’à 0 K, le gaz aura-t-il le même comportement que le gaz parfait ?
Expliquez votre réponse.
Non, le diazote n’aura pas le même comportement. En effet, le diazote se liquéfiera avant
d’atteindre 0 K (il se liquéfie à 196 °C).

 2 Le volume intérieur du cylindre d’une pompe à vélo est de 500 ml. Quelle quantité
de gaz peut-il contenir à une température de 20,0 °C et une pression de 860 kPa ?

860 kPa  0,500 L

1. n  ? 4. n 
8,314 kPa•L/mol•K  293 K
2. P  860 kPa
n  0,177 mol
V  500 ml  0,500 L
R  8,314 kPa•L/mol•K

Reproduction interdite
T  20,0 °C  273  293 K
3. PV  nRT
PV
D’où n 
RT

Réponse : Le cylindre peut contenir 0,177 mol de gaz.

100 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
 3 Un scientifique prétend avoir découvert un nouveau gaz parfait. Le comité de
révision scientifique a pris quelques mesures pour s’assurer de la véracité
de cette découverte. Voici quelques résultats de son enquête :
À une température de 100,0 °C et une pression de 300,0 kPa, le volume
d’une mole du nouveau gaz est de 5,00 L.

Exercices | Chapitre
Quelle est la conclusion du comité de révision ? Expliquez votre réponse à l’aide
de calculs.

1. R  ?
300,0 kPa  5,00 L
2. P  300,0 kPa 4. R 
1 mol  173,0 K
V  5,00 L
R  8,67 kPa•L/mol•K
T  100,0 °C  273  173,0 K
n  1 mol
3. PV  nRT
PV
D’où R 
nT

Réponse : La constante est de 8,67 kPa • L/mol• K. Le gaz n’est pas parfait, puisque la constante n’est pas
égale à 8,314 kPa•L/mol•K.

 4 Une bouteille de 135 L contient une certaine quantité de dioxyde de soufre (SO2)
à une température de 85,0 °C et une pression de 245 kPa. Quelle masse de gaz
cette bouteille contient-elle ?

1. n  ? 4. Calcul de la quantité de gaz

Reproduction interdite

2. P  245 kPa 245 kPa  135 L

n
V  135 L 8,314 kPa•L/mol•K  358,0 K

R  8,314 kPa•L/mol•K n  11,1 mol de dioxyde de soufre

T  85,0 °C  273  358,0 K Calcul de la masse
3. PV  nRT m  64,07 g/mol  11,1 mol
PV m  711,2 g
D’où n 
RT
m
M 
n
D’où m  Mn

Réponse : La bouteille contient 711 g de dioxyde de soufre.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 101

2
 5 Un tube fluorescent de 750 ml contient 1,22  102 g d’un gaz. À une température
de 22 °C, la pression dans le tube n’est que de 1,00 kPa. Quel est ce gaz parmi
les suivants : hélium, néon, argon ou krypton ?

1. M  ? 4. Calcul de la quantité de gaz

Exercices | Chapitre

2. P  1,00 kPa 1,00 kPa  0,750 L

n
V  750 ml  0,750 L 8,314 kPa•L/mol•K  295 K
R  8,314 kPa•L/mol•K n  3,06  104 mol
T  22 °C  273  295 K Calcul de la masse molaire du gaz
m  1,22  102 g 1,22  102 g
M
3. PV  nRT 3,06  104 mol
PV M  39,9 g/mol
D’où n 
RT
m
M 
n

Réponse : Le gaz contenu dans le tube fluorescent est probablement de l’argon.

 6 Nadia veut emmagasiner 4,5 mol d’hélium à 205,6 kPa et 22 °C. Quel doit être
le volume du contenant à utiliser ?

4,5 mol  8,314 kPa•L/mol•K  295 K

1. V  ? 4. V 
205,6 kPa
2. P  205,6 kPa V  53,7 L
n  4,5 mol

Reproduction interdite
R  8,314 kPa•L/mol•K
T  22 °C  273  295 K
3. PV  nRT
nRT
D’où V 
P

Réponse : Le volume du contenant doit être de 54 L.

102 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

2 Exercices
2.4 La loi des pressions partielles
Exercices | Chapitre

 1 Trois bouteilles de 15 L contiennent respectivement du méthane (CH4) à une

pression de 195,4 kPa, du propane (C3H8) à une pression de 257,8 kPa et
du butane (C4H10) à une pression de 178,3 kPa. Si on transfère les trois gaz
dans la même bouteille, quelle sera la pression mesurée ?

MÉTHANE PROPANE BUTANE

CH4 C3H8 C4H10

1. PT  ? 3. PT  PpCH4  PpC3H8  PpC4H10

2. PpCH4  195,4 kPa 4. PT  195,4 kPa  257,8 kPa  178,3 kPa
PpC3H8  257,8 kPa PT  631,5 kPa
PpC4H10  178,3 kPa

Réponse : La pression totale dans la bouteille sera de 631,5 kPa.

 2 Un mélange de dioxyde de carbone (CO2) et de monoxyde de carbone (CO) est

recueilli par déplacement d’eau à une pression de 102,6 kPa et à une température
de 21 °C. Si la pression du dioxyde de carbone est de 80,2 kPa, quelle est la
pression du monoxyde de carbone ? (Indice : consultez l’ANNEXE 4.)

Reproduction interdite
1. PpCO  ? 3. PT  PpCO2  PpCO  PpH2O
2. PT  102,6 kPa D’où PpCO  PT  PpCO2  PpH2O
PpCO2  80,2 kPa 4. PpCO  102,6 kPa  80,2 kPa  2,49 kPa
PpH2O à 21 °C  2,49 kPa  19,9 kPa

Réponse : La pression partielle du monoxyde de carbone est de 19,9 kPa.

106 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
 3 Un ballon contient 0,340 g d’hélium, 0,680 g de néon et 0,340 g de krypton.
Quelle est la pression totale si le néon exerce une pression partielle de 260 kPa ?

1. PT  ? 4. Calcul de nHe Calcul de nT

2. mHe  0,340 g 0,340 g nT  nHe  nNe  nKr

Exercices | Chapitre
nHe  4,00 g/mol
mNe  0,680 g nT  0,0850 mol  0,0336 mol
nNe  0,0850 mol
mKr  0,340 g  0,004 06 mol
Calcul de nNe
PpNe  260 kPa nT  0,1227 mol
m 0,680 g
3. M  nNe  20,18 g/mol Calcul de PT
n
m nNe  0,0336 mol 260 kPa  0,1227 mol
D’où n  PT 
M 0,0336 mol
n Calcul de nKr
PpNe  PT  Ne PT  949 kPa
nT 0,340 g
nKr  83,80 g/mol
P n
D’où PT  pNe T
nNe nKr  0,004 06 mol

Réponse : La pression totale du mélange gazeux est de 949 kPa.

 4 Dans un ballon de 10 L, Ibtissem mélange 5,00 mol de dioxyde de carbone (CO2)

avec 7,00 mol de dioxyde de soufre (SO2). Elle mesure alors une pression
de 260 kPa. Quelle est la pression partielle de chacun des gaz ?

1. PpCO2  ? 4. Calcul du nombre total de moles

PpSO2  ? nT  5,00 mol  7,00 mol  12,00 mol
Reproduction interdite

2. nCO2  5,00 mol Calcul de la pression partielle de chacun des gaz

nSO2  7,00 mol 260 kPa  5,00 mol
PpCO2   108 kPa
12,00 mol
PT  260 kPa
260 kPa  7,00 mol
nA PpSO2   152 kPa
3. PpA  PT n 12,00 mol
T

Réponse : La pression partielle du CO2 est de 108 kPa et celle du SO2 est de 152 kPa.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 107

2
 5 Au garage, on gonfle un pneu avec un mélange gazeux principalement constitué
de diazote jusqu’à ce que le manomètre indique 240 kPa. Si la pression partielle du
diazote est de 220 kPa, quelle est sa proportion, en pourcentage, dans le mélange ?

220 kPa  100 %

1. nN2  ? 4. nN2 
Exercices | Chapitre

240 kPa
2. PT  240 kPa nN2  91,7 %
PpN2  220 kPa
nT  100 %
nN
3. PpN2  PT  2
nT
n
D’où nN2  PpN2  T
PT

Réponse : La proportion du N2 dans le mélange est de 91,7 %.

 6 L’atmosphère de Vénus est composée principalement de 96,5 % de dioxyde de

carbone et de 3,5 % de diazote. Sachant que la pression atmosphérique moyenne
de Vénus est de 91,8 atm, quelle est la pression partielle du dioxyde de carbone ?

1. PpCO2  ?
2. PT  91,8 atm
nCO2  96,5 %

Reproduction interdite
nT  100 %
nCO2
3. PpCO2  PT  
nT
91,8 atm  96,5 %
4. PpCO2 
100 %
 88,6 atm

Réponse : La pression partielle du dioxyde de carbone est de 88,6 atm.

108 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 Exercices
Synthèse du chapitre 2
2

Exercices | Chapitre
 1 Le volume d’un ballon gonflé à l’hélium augmente au fur
et à mesure qu’il s’élève dans la troposphère.
Quel énoncé explique cette augmentation de volume ? Encerclez
la bonne réponse. Expliquez pourquoi chacun des énoncés
correspond ou ne correspond pas à la bonne réponse.
a) L’hélium contenu dans le ballon est plus léger que l’air.
Le fait que l’hélium soit plus léger que l’air explique le fait qu’il
s’élève dans la troposphère, mais non que son volume augmente.

b) La température de l’air dans la troposphère diminue au fur et à mesure que

l’altitude augmente.
Comme le volume est directement proportionnel à la température, si la température diminue,
le volume diminue. Donc, la diminution de température ne peut expliquer le fait que le volume
augmente.

c) La pression atmosphérique diminue au fur et à mesure que l’altitude augmente.

Comme le volume est inversement proportionnel à la pression, le fait que la pression diminue
explique le fait que le volume augmente au fur et à mesure que le ballon s’élève.
Reproduction interdite

d) L’hélium contenu dans le ballon diffuse plus rapidement que les gaz de l’air.
Comme le volume du ballon diminue à mesure que l’hélium s'en échappe, sa vitesse de diffusion
ne peut expliquer l’augmentation de volume.

2 Mohamed recueille 22,4 L de diazote à 0 °C et à 760 mm Hg. Combien

de molécules contient cet échantillon ? Expliquez votre réponse.
Cet échantillon contient 6,02  1023 molécules, puisque 22,4 L représentent le volume d’une mole
de gaz dans ces conditions (TPN).

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 111

2
 3 Un ballon de 2,5 L contient 0,36 mol d’hélium à la température ambiante. Si on
veut augmenter le volume du ballon de 4,0 L sans changer la pression et la
température, quelle quantité de gaz devra-t-on ajouter ?

1. n2  ? 4. Calcul de la quantité de gaz finale

Exercices | Chapitre

6,5 L  0,36 mol

2. V1  2,5 L n2 
2,5 L
n1  0,36 mol
n2  0,94 mol
V2  2,5 L  4,0 L  6,5 L
Calcul de la quantité de gaz à ajouter
V V 0,94 mol  0,36 mol  0,58 mol
3. 1  2
n1 n2
V2n1
D’où n2 
V1

Réponse : On devra ajouter 0,58 mol d’hélium.

 4 Alexandre veut gonfler le pneu complètement à plat de son vélo à l’aide d’une
petite pompe manuelle. Le cylindre de cette pompe contient 120 ml d’air à une
pression de 100 kPa. Le pneu peut contenir environ 2,5 L d’air à une pression
de 360 kPa. Combien de coups de pompe Alexandre devra-t-il donner pour gonfler
ce pneu ?

1. V1  ? Calcul du volume d’air nécessaire

4. 

2. P1  100 kPa 360 kPa  2500 ml

V1 

Reproduction interdite
100 kPa
P2  360 kPa
 9000 ml
V2  2,5 L  2500 ml
Calcul du nombre de coups de pompe

3. P1V1  P2V2
9000 ml
PV  75 coups
D’où V1  2 2 120 ml/coup
P1

Réponse : Alexandre devra donner 75 coups de pompe.

112 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
5 Au cours d’une fête, on gonfle des ballons à l’hélium jusqu’à ce qu’ils atteignent
un volume de 1,4 L aux conditions ambiantes. Si un ballon réussit à s’échapper,
quel sera son volume à une altitude où la pression n’est que de 68 kPa et la
température, de 5,0 °C ?

Exercices | Chapitre
1. V2  ?
101,3 kPa  1,4 L  268,0 K
2. P1  101,3 kPa 4. V2 
68 kPa  298 K
T1  25 °C  273  298 K V2 1,9 L
V1  1,4 L
P2  68 kPa
T2  5,0 °C  273  268,0 K
P1V1 PV
3.  2 2
T1 T2
P1V1T2
D’où V2 
P2T1

Réponse : Le volume du ballon sera de 1,9 L.

6 Un extincteur de 3 L contient 5,000 kg de dioxyde de carbone comprimé. Lorsqu’on

vide l’extincteur, le gaz prend de l’expansion, ce qui a la propriété d’éteindre le feu
par étouffement.
a) Si le gaz est expulsé d’un seul coup, quel sera le volume de gaz qui
s’échappera aux conditions ambiantes ?

1. V  ? 4. Calcul du volume total

2. P  101,3 kPa 113,6 mol  8,314 kPa•L/mol•K  298 K
V 
mCO2 5000 g
101,3 kPa
n   113,6 mol V  2778,4 L
MCO2 44,01 g/mol
Reproduction interdite

R  8,314 kPa•L/mol•K Calcul du volume réel

T  25 °C  273  298 K Il reste 3 L dans l’extincteur.
3. PV  nRT Donc, 2778 L  3 L  2775 L
nRT
D’où V 
P

Réponse : Le volume du gaz qui s’échappera sera de 2775 L.

b) Lors d’un incendie, obtiendra-t-on le même volume de gaz expulsé ? Expliquez

votre réponse.
Non, le volume sera plus grand, puisque le volume est directement proportionnel
à la température.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 113

2
7 À une température de 20 °C, deux bouteilles identiques contiennent chacune la
même masse de gaz. Une bouteille contient du dihydrogène et l’autre contient de
l’hélium. Quel énoncé concernant la pression dans chacune des bouteilles est vrai ?
Expliquez pourquoi.
a) La pression exercée par le dihydrogène est quatre fois plus grande que celle
Exercices | Chapitre

exercée par l’hélium.

b) La pression exercée par le dihydrogène est deux fois plus grande que celle
exercée par l’hélium.
c) La pression exercée par le dihydrogène est égale à la pression exercée
par l’hélium.
d) La pression exercée par le dihydrogène est deux fois plus petite que celle
exercée par l’hélium.
L’énoncé b) est vrai. Comme la masse molaire du dihydrogène est deux fois plus petite que celle
de l’hélium, pour une même masse, il y aura deux fois plus de molécules de dihydrogène que
d’hélium. Comme la pression est directement proportionnelle au nombre de particules de gaz,
la pression du dihydrogène sera deux fois plus grande que celle de l’hélium.

8 Au cours d’une expérience en laboratoire, Variable Résultat

Alexis a noté les données rassemblées Volume de gaz contenu dans la seringue 75 ml
dans le tableau ci-contre.
Masse de la seringue vide 76,583 g
Quel est le gaz contenu dans la seringue Masse de la seringue contenant le gaz 76,670 g
parmi les suivants : H2, N2, O2 ou CO2 ? Température 22,6 °C
Expliquez votre réponse. Pression du gaz 102,6 kPa

1. M  ?, donc n  ? 4. Calcul de la quantité de gaz

Reproduction interdite
2. P  102,6 kPa 102,6 kPa  0,075 L
n
V  75 ml  0,075 L 8,314 kPa•L/mol•K  295,6 K
R  8,314 kPa•L/mol•K n  0,0031 mol

T  22,6 °C  273  295,6 K Calcul de la masse molaire du gaz

m 0,087 g
Calcul de la masse du gaz M   28 g/mol
n 0,0031 mol
m  76,670 g  76,583 g  0,087 g
3. PV  nRT
PV
D’où n 
RT

Réponse : Le gaz contenu dans la seringue est probablement du diazote, puisque sa masse molaire
se rapproche de 28 g/mol.

114 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
9 Magali recueille un échantillon d’argon à 100,0 °C et 330,0 kPa.
a) Quel est le volume molaire de l’argon dans ces conditions ?

1. V  ? 3. PV  nRT

Exercices | Chapitre
2. P  330,0 kPa nRT
D’où V 
P
n  1 mol 1 mol  8,314 kPa•L/mol•K  373,0 K
4. V 
330,0 kPa
R  8,314 kPa•L/mol•K
T  100,0 °C  273  373,0 K V  9,397 L

Réponse : Le volume molaire de l’argon est de 9,397 L/mol.

b) Combien d’atomes d’argon contient ce volume ? Expliquez votre réponse.

Ce volume contient 6,02  1023 atomes d’argon, puisque le volume molaire correspond au
volume d’une mole de gaz.


c) Si on remplace l’argon par de l’hélium, le volume molaire de ce gaz dans

les mêmes conditions reste le même. Expliquez pourquoi.
Le volume molaire de l’hélium est de 9,397 L/mol, puisque le volume molaire ne dépend pas
de la nature du gaz qu’il contient, mais uniquement de la température et de la pression.


d) Si on augmente la pression, qu’adviendra-t-il du volume molaire de l’argon ?

Expliquez votre réponse.
Si on augmente la pression, le volume molaire va diminuer, puisqu’il y a une relation
inversement proportionnelle entre la pression et le volume.

Reproduction interdite

10 Remplissez le tableau suivant pour comparer les gaz parfaits et les gaz réels.
Gaz parfait Gaz réel
a) Q
 ue se produit-il si Il demeure en phase gazeuse jusqu’à Il se liquéfie avant d’atteindre 0 K.
on diminue la
température ce qu’il atteigne 0 K.
jusqu’à 0 K ?
b) Q
 uelle est la valeur Le volume molaire est de 22,4 L Le volume molaire est autour
du volume molaire
à TPN ? à TPN. de 22,4 L à TPN.
c) D
 ans quelles La constante R vaut La constante R vaut
conditions de
température et de 8,314 kPa•L/mol•K quelles que 8,314 kPa•L/mol•K seulement
pression la valeur
de la constante R soient les conditions de température à haute température et à basse
est-elle de 8,314
kPa•L/mol•K ? et de pression. pression.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 115

2
11 Andréanne veut gonfler 120 ballons de 20,0 L avec de l’hélium. Le fournisseur
indique que ce gaz se vend dans des bouteilles de 25 L dont la pression interne
est de 6000 kPa à une température de 25 °C. Si la température dans la pièce est
de 20 °C et que la pression atmosphérique est de 100 kPa au moment de gonfler
les ballons, combien de bouteilles Andréanne devra-t-elle acheter ?
Exercices | Chapitre

1. Je calcule le volume de gaz produit 4. Calcul du volume disponible par bouteille
par bouteille d’hélium. 6000 kPa  25 L  293 K
V2 
V2  ? 100 kPa  298 K
 1475 L
2. V1  25 L
Comme il restera 25 L de gaz dans la bouteille :
P1  6000 kPa 1475 L  25 L  1450 L
T1  25 °C  273  298 K Chaque bouteille d’hélium peut produire 1450 L.
T2  20 °C  273  293 K Calcul du volume nécessaire pour gonfler
P2  100 kPa tous les ballons
P1V1 PV 20,0 L  120  2400 L
3.  2 2
T1 T2 Calcul du nombre de bouteilles
PVT 2400 L
D’où V2  1 1 2  1,66 bouteille
P2T1 1450 L/bouteilles

Réponse : Andréanne devra acheter 2 bouteilles d’hélium de 25 L.

12 Unballon de verre de 2,5 L contient 3,8 g de méthane (CH4). On vide le ballon et

on remplace le méthane par du néon (Ne). Si la température et la pression n’ont
pas changé durant l’échange, quelle masse de néon contient le ballon ?

1. mNe  ? 4. Calcul de la quantité de CH4

2. V, T et P sont constants. 3,8 g
nCH4 

Reproduction interdite
16,06 g/mol
mCH4  3,8 g
m nCH4  0,24 mol
3. M 
n Selon l’hypothèse d’Avogadro
m
D’où n  et m  M  n nNe  nCH4
M
nNe  0,24 mol
Calcul de la masse de Ne
mNe  20,18 g/mol  0,24 mol
mNe  4,8 g

Réponse : La masse de néon contenu dans le ballon est de 4,8 g.

116 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 2
13 Une bonbonne de 10 L contient un mélange gazeux constitué d’hélium, de néon,
d’argon et de krypton. Voici la pression partielle de chacun des gaz dans le mélange.
Hélium : 200 kPa
Néon : 150 kPa
Argon : 150 kPa

Exercices | Chapitre
Krypton : 100 kPa
a) Quel gaz occupe le plus grand espace ? Expliquez votre réponse.
Les gaz occupent tout l’espace disponible. Les quatre gaz occupent donc le même espace
puisqu’ils sont mélangés dans le même contenant.

b) Quel gaz possède la plus grande énergie cinétique ? Expliquez votre réponse.
Les quatre gaz possèdent la même énergie cinétique puisqu’ils sont à la même température.

c) Quel gaz frappe les parois de la bonbonne avec le plus de force ? Expliquez
votre réponse.
Le krypton frappe les parois avec le plus de force, puisque sa masse molaire est la plus grande.

d) Quel gaz contient le plus grand nombre de particules ? Expliquez votre réponse.
L’hélium contient le plus grand nombre de particules, puisque sa pression partielle
est plus grande que celle des autres gaz.

e) Quelle est la pression totale du mélange ?

PT  PpHe  PpNe  PpAr  PpKr

 200 kPa  150 kPa  150 kPa  100 kPa
 600 kPa

f) Quelle est la proportion, en pourcentage, de l’hélium dans le mélange ?

Reproduction interdite

nHe
PpHe  PT  
nT
nT
D’où nHe  PpHe 
PT
200 kPa  100 %
nHe 
600 kPa
nHe  33,3 %

Réponse : La proportion de l’hélium dans le mélange est de 33,3 %.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 117

2
14 Letechnicien d’un laboratoire remplit un contenant avec 0,90 g de CO2. Il note
alors une pression de 100 kPa et une température de 20 °C. Il vide le contenant
et le remplit de nouveau avec 0,68 g d’un gaz inconnu. Il note alors une pression
de 235 kPa et une température de 60 °C. Quelle est la masse molaire de ce
gaz inconnu ?
Exercices | Chapitre

Voici une façon de résoudre ce problème : 4. Calcul du nombre de moles du gaz inconnu
1. Mx  ? nx  ? 235 kPa  0,020 mol  293 K
n2 
2. P1  100 kPa 333 K  100 kPa
mCO2 0,90 g  0,041 mol
n1     0,020 mol
MCO2 44,01 g/mol Calcul de la masse molaire du gaz inconnu
T1 = 20 °C  273  293 K m 0,68 g
Mx  x   16,6 g/mol
nx 0,041 mol
P2 = 235 kPa
T2 = 60 °C  273  333 K
P1 P
3.  2
n1T1 n2T2
PnT
D’où n2  2 1 1
T2P1

Réponse : La masse molaire du gaz inconnu est de 17 g/mol.

15 Un poisson relâche des bulles de gaz de 0,80 ml à une profondeur de 20 m sous

l’eau, où la température n’est que de 8,0 °C. Une fois parvenues à la surface,
juste avant d’éclater, les bulles atteignent un volume trois fois plus grand. Si la
pression atmosphérique est de 102,3 kPa et que la pression dans l’eau augmente
de 100,0 kPa à chaque 10 m, quelle est la température mesurée à la surface de
l’eau ?

1. T2  ? 102,3 kPa  2,40 ml  281,0 K

4. T2 
302,3 kPa  0,80 ml

Reproduction interdite
2. P1  102,3 kPa  2  100,0 kPa  302,3 kPa
T2  285 K
V1  0,80 ml
T1  8,0 °C  273  281,0 K
V2  0,80 ml  3  2,40 ml
P2  102,3 kPa
P1V1 PV
3.  2 2
T1 T2
PVT
D’où T2  2 2 1
P1V1

Réponse : La température à la surface de l’eau est de 285 K, soit 12 °C.

118 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES

 Défis du chapitre 2
 1 Une étudiante recueille un certain volume de dihydrogène par déplacement d’eau,
2
à une pression de 102,6 kPa. Elle détermine que l’échantillon contient
2,00  103 moles de dihydrogène et 6,0  105 moles de vapeur d’eau.

Exercices | Chapitre
À quelle température le dihydrogène a-t-il été recueilli ?

1. PpH2O  ? 102,6 kPa  6,0  105 mol

4. PpH2O  
2,06  103 mol
2. nH2  2,00  103 mol
PpH2O  2,99 kPa
nH2O  6,0  105 mol
PT  102,6 kPa
nH O
3. PpH2O  PT  2
nT

Réponse : Selon l’ANNEXE 4, le gaz a été recueilli à une température de 24 °C, puisque la pression de
la vapeur d’eau est de 3,0 kPa.

 2 Dans un ballon de 10,0 L, 2,00 L d’argon ayant une pression de 250 kPa sont
mélangés avec 2,50 L de krypton ayant une pression de 300 kPa. Quelle sera la
pression totale dans le ballon après le mélange, si on considère que la température
est demeurée constante ?

1. PT  ? 4. Calcul de la PpAr dans le ballon de 10 L

Reproduction interdite

2. PAr  250 kPa avec V  2,00 L P1V1 250 kPa  2,00 L

PpAr  P2    50,0 kPa
PKr  300 kPa avec V  2,50 L V2 10,0 L
V du mélange  10,0 L Calcul de la PpKr dans le ballon de 10 L
3. P1V1  P2V2 P1V1 300 kPa  2,50 L
PpKr  P2    75,0 kPa
V2 10,0 L
PT  PAr  PKr
Calcul de la pression totale
PT  50,0 kPa  75,0 kPa  125 kPa

Réponse : La pression totale dans le ballon sera de 125 kPa.

EXERCICES CHAPITRE 2  | LE COMPORTEMENT DES GAZ 119

2
 3 On place 10,0 g de glace sèche dans un contenant étanche de 50,0 L dont la
température est de 22 °C et la pression, de 100,0 kPa. La glace sèche se transforme
directement en gaz, sans passer par la phase liquide, selon l’équation suivante :
CO2(s) ➞ CO2(g)
Exercices | Chapitre

Lorsque la glace sèche se sublime, elle absorbe une partie de l’énergie environnante,
ce qui a pour effet d’abaisser la température de l’air ambiant. Quelle sera la pression
dans le contenant lorsque tout le CO2 se sera sublimé et que la température se
sera stabilisée à 4 °C ?

1. PT  ? PV  nRT
nCO2RT
2. PAir  100,0 kPa D’où PCO2 
V
T1  22 °C  273  295 K 4. Calcul de la nouvelle pression de l’air
T2  4 °C  273  277 K 100,0 kPa  277 K
P2 
295 K
V  50,0 L
mCO2 10,0 g P2  93,9 kPa
nCO2  
MCO2 44,01 g/mol Calcul de la nouvelle pression du CO2
nCO2  0,227 mol PCO2  0,227 mol  8,314 kPa•L/mol•K  277 K
3. PT  PpAir + PpCO2 à 4,0 °C 50,0 L
 10,5 kPa
P1 P
 2 Calcul de la pression totale
T1 T2
PT PT  93,9 kPa  10,5 kPa  104,4 kPa
D’où P2  1 2
T1
Réponse : La pression totale dans le contenant sera de 104,4 kPa.

 4 Chloé effectue deux expériences afin de démontrer la relation entre le volume et la

température d’un gaz. La première expérience se déroule à une pression constante P1.
Avant d’amorcer la deuxième, Chloé modifie la pression, jusqu’à une nouvelle
pression, P2. Elle s’assure alors de la garder constante tout au long de la deuxième
expérience. Les tableaux suivants contiennent les résultats que Chloé a obtenus.

Reproduction interdite
Le volume du gaz en fonction Le volume du gaz en fonction
de la température à P1 de la température à P2
Température (en K) Volume (en ml) Température (en K) Volume (en ml)
100  25 100  50
200  50 200 100
300  75 300 150
400 100 400 200
500 125 500 250

La pression P1 est-elle plus grande ou plus petite que la pression P2 ?

Expliquez votre réponse.
La pression P1 est plus grande que la pression P2 puisque, à une température donnée, le volume
à P1 est plus petit que celui à P2. Plus le volume est grand, plus la pression est petite.

120 PARTIE I  | LES GAZ EXERCICES