Études des gaz

Comparer les propriétés observables des phases solide, liquide et gazeuse de la matière.
- Compressibilité, fluidité, expansibilité, forme
Expliquer, à l'aide d'un modèle, les propriétés des trois principales phases de la matière.
- Ordre, désordre, agitation, indépendance de molécules, force de cohésion
Décrire les mouvements moléculaires dans les trois phases de la matière.
- Translation, rotation, vibration
Expliquer, à l'aide d'un modèle, le phénomène de diffusion et le mouvement brownien.
Comparer la vitesse de diffusion d'une substance dans un liquide et dans un gaz et la vitesse de diffusion d'une substance dans deux gaz différents.
Décrire les changements de phase à l'aide d'exemples et du modèle décrivant les trois phases de la matière.
- Triangle des changements de phases
Définir les températures de fusion et d'ébullition.
- Courbes de fusion et d'ébullition (température versus temps), échelle Celsius
Comparer les températures de fusion et d'ébullition de différentes substances selon la phase de ces substances à une température donnée.
Décrire, à l'aide d'exemples, un procédé technique dont le fonctionnement exploite un changement de phase.
- Réfrigérateur, climatiseur, thermopompe
Donner un exemple de phase autre que les phases solide, liquide et gazeuse.
- Plasma, cristal liquide, solide amorphe

Décrire, à l'aide du modèle des gaz, l'effet d'une variation de la pression sur le volume occupé par un gaz maintenu à température constante.
- Relation qualitative
Établir des liens entre la définition et les unités de mesure de la pression.
- Unités de mesure: Pa, N/m², atm, lb/po², bar
Décrire l'origine de la pression atmosphérique.
- Poids d'une colonne d'air
Expliquer, à l'aide du modèle des gaz, la pression exercée par un gaz sur les parois de son contenant.
- Collisions, énergie cinétique
Comparer le comportement des gaz dans un contenant à parois mobiles et dans un contenant à parois fixes.
- Parois mobiles (volume variable): équilibre des pressions
- Parois fixes (volume constant: gaz sous pression, pompage à vide (ballon, piston, pneu, bonbonne, etc.)
Décrire, à l'aide du modèle des gaz, les conséquences d'une variation du volume sur la pression exercée par un gaz maintenu à température constante.
- Relation qualitative
Induire la loi de Boyle-Mariotte à partir de l'analyse graphique de données expérimentales.
- pV= constante si T et n ne varient pas
Décrire l'utilisation d'une différence de pression dans une application technique.
- Aérosol, bière pression, exploitation des phénomènes météorologiques (vent, courants ascendant et descendant), moteur à réaction, fusée, dynamite, etc.
Décrire le fonctionnement ainsi que l'usage du baromètre et du manomètre.
Résoudre des problèmes portant sur la pression et des problèmes portant sur la loi de Boyle-Mariotte.
- p₁V₁ = p₂V₂
- Pression atmosphérique, plongée sous-marine, pression des pneus, pression artérielle, etc.
Dossiers documentaires à consultés

Établir expérimentalement la relation qui existe entre le volume occupé par un gaz maintenu à pression constante et sa température.

Définir le zéro absolu.
- Extrapolation à V = 0 (volume nul) de la courbe de V en fonction de T
Énoncer la loi de Charles.
- V/T(K) = constante si p et n ne varie pas
Définir la température comme une mesure d'énergie cinétique des molécules.
Décrire, à l'aide du modèle des gaz, les conséquences d'une variation de température sur le volume occupé par un gaz ou sur la pression qu'il exerce.
- Volume variable et volume constant
Comparer les échelles de température Kelvin, Celsius et Fahrenheit.
Citer des faits historiques relatifs à l'élaboration des différentes échelles de température et à leur utilisation.
- Travaux de Fahrenheit, de Celcius et de Kelvin, adoption par le Canada du Système international d'unités
Résoudre des problèmes portant sur la loi de Charles.
- V₁/T₁ = V₂/T₂
- Conversions (^oC en K et K en ^oC)
Dossiers documentaires à consultés

Déduire la relation qui existe entre le nombre de moles et le volume occupé par un gaz, à partir d'une analyse graphique de données expérimentales.
- Analyse graphique, induction de V/n = constante
Décrire, à l'aide du modèle des gaz, l'effet d'une variation du nombre de moles d'un gaz sur le volume qu'il occupe.
Déterminer expérimentalement la nature des gaz produits par l'électrolyse de l'eau ainsi que le rapport entre les volumes de gaz obtenus.
Expliquer le déroulement d'une réaction chimique à la lumière de l'hypothèse (loi) d'Avogadro.
- Théorie atomique, molécules réarrangement des atomes (réaction)
Définir le volume molaire et la masse volumique d'un gaz.
Décrire, à l'aide d'exemples, des applications techniques basées sur une différence de masse volumique existant entre deux points dans l'air ou entre deux milieux gazeux différents.
- Montgolfière, dirigeable, extincteur au CO₂, ozone, etc.
Illustrer, à l'aide d'exemples, les progrès faits en chimie grâce aux travaux d'Avogadro.
- Perspective historique
Résoudre des problèmes portant sur la relation qui existe entre le volume occupé par un gaz et le nombre de moles qu'il contient.
- V₁/n₁ = V₂/n₂
- Volume molaire, masse volumique, nombre d'Avogadro, calculs stoechiométriques, balancement d'équations etc.
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Établir l'équation de la loi des gaz parfaits.
- pV = nRT
Démontrer que la loi des gaz parfaits englobe les lois de Boyle-Mariotte et de Charles.
Associer les conditions de température et de pression normales (TPN) à leur valeur.
- 0 ^oC et 101,3 KPa
Distinguer gaz parfait et gaz réel.
- Limites de l'application de la loi des gaz parfaits
Déterminer, à partir de résultats expérimentaux, la pression partielle exercée par chacun des constituants d'un mélange gazeux.
Énoncer la loi des pressions partielles de Dalton.
- P_totale = P₁ + P₂ + P₃...
Associer des découvertes qui ont découlé de l'étude des gaz à des progrès faits en chimie pure ou appliquée.
- Loi des gaz parfaits
- Travaux de Dalton, de Charles, de Gay-Lussac, de Boyle, de Mariotte, etc.
Associer des changements sociaux et des conséquences environnementales à l'utilisation technologique des gaz.
- Transports, alimentation, utilisations médicales etc.
Résoudre des problèmes portant sur la loi des gaz parfaits et des problèmes portant sur la loi des pressions partielles.
- pV = nRT
- P_totale = P₁ + P₂ + P₃..., stoechiométrie etc.

Distinguer les gaz monoatomiques, diatomiques et polyatomiques.

Expliquer la formation des liaisons chimiques sous l'angle de la stabilité énergétique.
- Stabilité des gaz rares, structure électronique, types de liaison
Décrire la formation des molécules des gaz diatomiques et polyatomiques.
- Liaisons covalentes, pures et polaires, représentation à deux dimensions des molécules (H₂, Cl₂, CO₂, CH₄, NH₃, etc.)
Associer la stabilité d'une liaison à l'énergie de liaison et à l'énergie de dissociation.
- Tableau des énergies de liaison (kJ/mole)
Établir le bilan énergétique d'une réaction chimique qui se déroule en phase gazeuse.
- Chaleur de formation, chaleur de réaction
Résoudre des problèmes portant sur la formation des molécules ou sur la chaleur de réaction.
- Réaction en phase gazeuse