Réponse :
1. La structure électronique du carbone donnée est 1s2 2s2 2p2.
Il a 4 électrons de valence.
2.
n=2.
10+4 = 14
Le carbone est sur la 2e periode et dans la 14e colonne de la classification périodique.
3.
O est dans la 16e colonne, il a 6 électrons de valence. Sa periode est n=2
Sa structure electronique est 1s² 2s² 2p⁴
4a.
Le methane est formé par un atome de carbone faisant 4 doublets liants avec 4 atomes d'hydrogene.
la molecule d'eau est formé d' un atome d'oxygène faisant 2 doublets liants avec 2 atomes d'hydrogène et possédant 2 doublets non liants.
4b.
Ces entités sont plus stables car en échangeant des électrons dans des doublets liants, les atomes complètent leur couche de valence.
5. Sur le schema B, une molécule de méthane est entourée par un réseau de molécules d'eau pour former un hydrate de méthane. Elle acquiert la structure d'un clathrate où la molécule emprisonnée est le méthane.
6a.
D'apres le document c, la pression à -600 m est de 60 bar.
6b.
les hydrates de méthane sont sous forme de glace à 7°C sous 60 bar.
6c.
Avec 2° de plus, à 9°C sous 60 bar, l'eau est liquide et le methane gazeux. L'hydrate de methane se decompose en passant de l'etat solide à l'etat liquide pour l'eau et gazeux pour le methane. C'est une transformation physique.
7. La liberation de methane dans l'atmosphere est dangereuse car le methane est un gaz a effet de serre directement et indirectement.
Directement, le methane contribue au réchauffement climatique.
Indirectement, la combustion du methane produit du dioxyde de carbone lui meme gaz a effet de serre.
8a.
N = ρV/m0
N = 0,65*164/2,67.10⁻²⁶
N = 3,99.10²⁷ molécules de methane libérées
8b
n = N/Na
n = 3,99.10²⁷ / 6,02.10²³
n = 6632 mol de méthane libérées
8c
E = n*E0
E = 6632*800
E = 5305660 kJ
E = 5,3.10⁹ J
9a.
Nméthane = Na*E/E0
Nméthane = 6,02.10²³x 1,5.10¹⁵/800 = 1,129.10³⁶ molécules
V(méthane) = m/ρ
V(méthane) = Nméthane x m0 / ρ
V(méthane) = 1,129.10³⁶ x 2,67.10⁻²⁶ / 0,65
V (méthane) = 4,6.10¹⁰ m³
V(hydrate) = V(methane) / 164
V(hydrate) = 2,8.10⁸ m³ d'hydrate de méthane.
9b
30.10¹⁵ / 2,8.10⁸ = 1,1.10⁸
Les réserves représenteraient la consommation française pendant 100 millions d'années.
