QCM : Acides bases et équilibre chimique — 29 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle distinction décrit correctement le comportement d’un acide fort et celui d’un acide faible dans l’eau ?

Les deux acides réagissent partiellement, avec des proportions différentes.
Les deux acides réagissent totalement, mais à des vitesses différentes.
L’acide fort réagit totalement, tandis que l’acide faible réagit partiellement.
L’acide fort réagit partiellement, tandis que l’acide faible réagit totalement.

L’acide fort réagit totalement, tandis que l’acide faible réagit partiellement.

Explication

Un acide fort se transforme totalement au contact de l’eau, alors qu’un acide faible établit une transformation non totale. La vitesse de réaction ne constitue pas le critère défini ici pour distinguer leur force.

2. Une solution est préparée en introduisant une quantité connue de soluté, dont une partie peut ensuite réagir. Quelle grandeur reste définie par la quantité initialement introduite ?

La concentration de fabrication C=nsoluteˊVsolC=\frac{n_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{sol}}}
La concentration correspondant aux seules espèces non transformées
La concentration des ions formés après chaque réaction
La concentration de l’espèce effectivement présente [X]=nXVsol[X]=\frac{n_X}{V_{\mathrm{sol}}}

La concentration de fabrication $$C=\frac{n_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{sol}}}$$

Explication

La concentration de fabrication est calculée à partir de la quantité de soluté introduite et du volume de solution, sans considérer son devenir. La concentration [X][X] décrit au contraire la quantité effectivement présente d’une espèce donnée après les transformations.

3. Quelle propriété caractérise une solution tampon lorsqu’on lui ajoute modérément de l’acide ou de la base ?

Son pH varie fortement dès le premier ajout.
Son pH varie peu après l’ajout.
Sa composition devient celle d’une solution d’eau pure.
Son pH devient égal à 7 après l’ajout.

Son pH varie peu après l’ajout.

Explication

Une solution tampon résiste aux variations de pH provoquées par des ajouts modérés d’eau, d’acide ou de base. Elle ne ramène pas nécessairement le pH à 7 et ne se comporte pas comme l’eau seule.

4. Qu’est-ce qui définit un indicateur coloré acido-basique ?

Une solution tampon dont la couleur reste stable après tout ajout.
Un acide fort dont la forme protonée est incolore.
Une base faible dont la concentration détermine directement le pH.
Un couple acide-base dont les deux espèces conjuguées ont des couleurs différentes.

Un couple acide-base dont les deux espèces conjuguées ont des couleurs différentes.

Explication

Un indicateur coloré est un couple acide-base dont l’acide et la base conjuguée possèdent des couleurs différentes. Le fait d’être tampon, acide fort ou base faible ne suffit pas à définir un indicateur.

5. Quelle caractéristique structurale définit un acide α-aminé ?

Il porte les groupements —COOH et —NH₂ sur le même carbone α.
Il associe un groupement —OH et un groupement —NH₂ sur le carbone α.
Il porte les groupements —COOH et —NH₂ sur deux carbones voisins.
Il possède deux groupements —COOH autour d’un même carbone α.

Il porte les groupements —COOH et —NH₂ sur le même carbone α.

Explication

Un acide α-aminé possède ses groupements carboxyle et amine fixés sur le même atome de carbone, appelé carbone α. Le fait de placer ces fonctions sur deux carbones distincts correspond à une autre organisation moléculaire.

6. Quelle propriété caractérise un acide de Brønsted ?

Il peut fournir une paire d’électrons à une autre espèce
Il peut produire des ions hydroxyde sans transfert de proton
Il peut céder au moins un ion hydrogène H+H^+
Il peut capter au moins un ion hydrogène H+H^+

Il peut céder au moins un ion hydrogène $$H^+$$

Explication

Un acide de Brønsted est une espèce capable de céder au moins un proton, représenté par l’ion hydrogène H+H^+. La capacité à capter ce proton caractérise une base de Brønsted.

7. Quelle propriété possède l’espèce conjuguée d’un acide faible ?

Elle est également une espèce faible.
Elle possède une force indépendante de celle de l’acide.
Elle est une espèce forte qui réagit totalement.
Elle est indifférente à l’eau dans toutes les conditions.

Elle est également une espèce faible.

Explication

L’espèce conjuguée d’une espèce faible est elle-même faible, tandis que l’espèce conjuguée d’une espèce forte est indifférente. Elle n’acquiert donc pas automatiquement une forte réactivité avec l’eau.

8. Lors d’un transfert de proton, quelle capacité permet d’identifier une base de Brønsted ?

Former un précipité avec les ions présents
Capter au moins un ion hydrogène H+H^+
Dissoudre une espèce sans modifier sa structure
Céder au moins un ion hydrogène H+H^+

Capter au moins un ion hydrogène $$H^+$$

Explication

Une base de Brønsted est une espèce chimique capable de capter au moins un ion hydrogène H+H^+. La cession d’un proton correspond à la définition d’un acide de Brønsted.

9. Quelle relation permet de calculer le produit ionique de l’eau à l’équilibre ?

Ke=[H3O+]eq[HO−]eqK_e=[H_3O^+]_{eq}[HO^-]_{eq}
Ke=[H3O+]eq−[HO−]eqK_e=[H_3O^+]_{eq}-[HO^-]_{eq}
Ke=[H3O+]eq[HO−]eqK_e=\frac{[H_3O^+]_{eq}}{[HO^-]_{eq}}
Ke=[H3O+]eq+[HO−]eqK_e=[H_3O^+]_{eq}+[HO^-]_{eq}

$$K_e=[H_3O^+]_{eq}[HO^-]_{eq}$$

Explication

Le produit ionique de l’eau est le produit des concentrations à l’équilibre des ions oxonium et hydroxyde. Le pK associé se définit ensuite par pKe=−log⁡(Ke)pK_e=-\log(K_e), et non par une somme ou une différence des concentrations.

10. Quelle équation décrit l’autoprotolyse de l’eau ?

2 H2O(l)⇌2 H3O+(aq)+HO−(aq)2\,H_2O(l)\rightleftharpoons 2\,H_3O^+(aq)+HO^-(aq)
H2O(l)⇌H+(aq)+HO−(aq)H_2O(l)\rightleftharpoons H^+(aq)+HO^-(aq)
2 H2O(l)⇌H3O+(aq)+HO−(aq)2\,H_2O(l)\rightleftharpoons H_3O^+(aq)+HO^-(aq)
H2O(l)+H3O+(aq)⇌2 HO−(aq)H_2O(l)+H_3O^+(aq)\rightleftharpoons 2\,HO^-(aq)

$$2\,H_2O(l)\rightleftharpoons H_3O^+(aq)+HO^-(aq)$$

Explication

L’autoprotolyse implique deux molécules d’eau : l’une cède un proton à l’autre, formant H3O+H_3O^+ et HO−HO^-. Elle ne se résume donc pas à la dissociation isolée d’une seule molécule d’eau en proton libre et ion hydroxyde.

11. Pour le couple acide-base faible A/B, quelle expression permet de calculer la constante d’acidité à l’équilibre ?

KA=[H3O+]eq[A]eq[B]eqK_A=\frac{[H_3O^+]_{eq}}{[A]_{eq}[B]_{eq}}
KA=[A]eq[B]eq[H3O+]eqK_A=\frac{[A]_{eq}}{[B]_{eq}[H_3O^+]_{eq}}
KA=[A]eq[B]eq[H3O+]eqK_A=[A]_{eq}[B]_{eq}[H_3O^+]_{eq}
KA=[B]eq[H3O+]eq[A]eqK_A=\frac{[B]_{eq}[H_3O^+]_{eq}}{[A]_{eq}}

$$K_A=\frac{[B]_{eq}[H_3O^+]_{eq}}{[A]_{eq}}$$

Explication

La constante d’acidité est le rapport du produit des concentrations à l’équilibre de B et de H3O+H_3O^+ à la concentration de A. L’expression inverse ou les produits proposés ne correspondent pas à la définition de KAK_A.

12. Lorsque le pH d’une solution d’acide α-aminé augmente, dans quel ordre les formes prédominantes apparaissent-elles ?

Cation, puis anion, puis amphion.
Amphion, puis cation, puis anion.
Anion, puis amphion, puis cation.
Cation, puis amphion, puis anion.

Cation, puis amphion, puis anion.

Explication

L’augmentation du pH favorise successivement les formes de moins en moins protonées : cation, amphion, puis anion. L’ordre inverse correspondrait à une diminution du pH.

13. Quelle demi-équation représente le passage de l’acide AHAH à sa base conjuguée A−A^- ?

A−⇌AH+H+A^-\rightleftharpoons AH+H^+
AH+A−⇌2H+AH+A^-\rightleftharpoons 2H^+
AH⇌A−+H+AH\rightleftharpoons A^-+H^+
AH+H+⇌A−AH+H^+\rightleftharpoons A^-

$$AH\rightleftharpoons A^-+H^+$$

Explication

L’acide AHAH devient sa base conjuguée A−A^- en cédant un proton, ce qui donne AH⇌A−+H+AH\rightleftharpoons A^-+H^+. L’écriture doit donc conserver le proton parmi les produits de cette dissociation.

14. Une solution possède un pH égal à 3 ; quelle est sa concentration usuelle en ions oxonium ?

[H3O+]=10−3[H_3O^+]=10^{-3}
[H3O+]=10−6[H_3O^+]=10^{-6}
[H3O+]=3×10−1[H_3O^+]=3\times10^{-1}
[H3O+]=103[H_3O^+]=10^{3}

$$[H_3O^+]=10^{-3}$$

Explication

Avec les concentrations usuelles, la relation [H3O+]=10−pH[H_3O^+]=10^{-pH} donne ici [H3O+]=10−3[H_3O^+]=10^{-3}. Une puissance positive de trois ou une autre puissance négative ne respecte pas cette relation.

15. Dans un couple acide-base A/B de pKA=4,8pK_A=4,8, quelle espèce prédomine à pH=6pH=6 ?

Les deux espèces en quantités égales
Aucune des deux espèces, car le pH est trop élevé
La base B
L’acide A

La base B

Explication

Lorsque pH>pKApH>pK_A, la base conjuguée B prédomine ; ici, 6>4,86>4,8. Des quantités égales correspondent à la situation particulière pH=pKApH=pK_A, et non à un pH supérieur.

16. Une base est introduite dans l’eau et sa transformation avec l’eau n’est pas totale ; comment la classe-t-on ?

Comme une base faible
Comme une espèce indifférente
Comme une base forte
Comme un acide faible

Comme une base faible

Explication

Une base faible réagit avec l’eau selon une transformation non totale, contrairement à une base forte qui réagit totalement. Le caractère acide ou indifférent ne décrit pas cette base dans la situation proposée.

17. Que signifie l’expression « équilibre dynamique » pour une transformation chimique ?

La réaction opposée a disparu, tandis que la réaction directe compense progressivement les variations de composition.
Les réactions directe et opposée se poursuivent à la même vitesse, alors que la composition macroscopique reste constante.
La réaction directe se poursuit plus rapidement que la réaction opposée, ce qui maintient une composition variable.
Les espèces chimiques cessent de réagir, car le système devient immobile à l’échelle microscopique.

Les réactions directe et opposée se poursuivent à la même vitesse, alors que la composition macroscopique reste constante.

Explication

Un équilibre dynamique correspond à deux réactions simultanées et de même vitesse, ce qui stabilise les grandeurs observables. Il ne s’agit donc pas d’une absence de réaction à l’échelle microscopique.

18. Un mélange contient des quantités égales d’un acide AH et de sa base conjuguée A⁻ ; quelle relation caractérise son pH ?

Il vérifie pH=pKApH=pK_A.
Il vérifie pH=7pH=7, quelle que soit la nature du couple.
Il vérifie pH=2pKApH=2pK_A.
Il vérifie pH=−log⁡([AH]+[A−])pH=-\log([AH]+[A^-]).

Il vérifie $$pH=pK_A$$.

Explication

Dans un mélange équimolaire où [AH]=[A−][AH]=[A^-], le pH est égal au pKApK_A du couple et la solution est tampon. La valeur 7 ne s’applique pas à tous les couples, et les autres relations ne découlent pas de l’équimolarité.

19. Quelle transformation forme un amphion à partir d’un acide α-aminé en solution aqueuse ?

Le transfert interne d’un ion H⁺ du groupement carboxyle vers le groupement amine.
La fixation d’un ion H⁺ provenant de l’eau sur le groupement carboxyle.
La rupture simultanée des liaisons des groupements carboxyle et amine.
La perte d’un ion H⁺ du groupement amine vers les molécules d’eau.

Le transfert interne d’un ion H⁺ du groupement carboxyle vers le groupement amine.

Explication

L’amphion résulte d’un transfert interne de proton entre les deux fonctions de l’acide α-aminé. Une perte ou une fixation de proton avec le solvant décrit une autre étape acido-basique, pas la définition de cette espèce.

20. À concentration apportée identique C, comment comparer le pH d’un acide fort à celui d’un acide faible ?

L’acide fort a un pH supérieur à −log⁡(C)-\log(C), tandis que l’acide faible vérifie pH=−log⁡(C)pH=-\log(C).
L’acide fort vérifie pH=−log⁡(C)pH=-\log(C), tandis que l’acide faible a un pH supérieur.
L’acide fort et l’acide faible ont des pH inférieurs à −log⁡(C)-\log(C).
Les deux acides vérifient pH=−log⁡(C)pH=-\log(C), car leur concentration apportée est identique.

L’acide fort vérifie $$pH=-\log(C)$$, tandis que l’acide faible a un pH supérieur.

Explication

L’acide fort réagit totalement et vérifie pH=−log⁡(C)pH=-\log(C), alors que la transformation moins avancée d’un acide faible conduit à un pH supérieur. L’égalité pour les deux espèces confond leurs degrés de réaction avec l’eau.

21. Après une transformation chimique en solution, quelle expression donne la concentration de l’espèce effectivement présente X ?

[X]=nXVsol[X]=\frac{n_X}{V_{\mathrm{sol}}}
[X]=VsolnX[X]=\frac{V_{\mathrm{sol}}}{n_X}
[X]=nsoluteˊ introduitVsol[X]=\frac{n_{\mathrm{soluté\ introduit}}}{V_{\mathrm{sol}}}
[X]=nX×Vsol[X]=n_X\times V_{\mathrm{sol}}

$$[X]=\frac{n_X}{V_{\mathrm{sol}}}$$

Explication

La concentration d’une espèce effectivement présente est le quotient de sa quantité de matière par le volume de solution. La quantité de soluté introduite correspond à la concentration de fabrication, qui peut différer de [X][X] après réaction.

22. Dans une réaction acide-base, quelles espèces réagissent directement entre elles ?

Deux acides appartenant au même couple
La base et l’acide conjugués d’un même couple
L’acide d’un couple et la base d’un autre couple
Deux bases appartenant à des couples différents

L’acide d’un couple et la base d’un autre couple

Explication

Une réaction acide-base met en jeu l’acide d’un couple et la base d’un autre couple, avec transfert de proton. Les produits sont alors la base conjuguée du premier acide et l’acide conjugué de la seconde base.

23. Comment définit-on un couple acide-base ?

Une base et un sel ayant le même volume de solution
Deux acides qui échangent leurs électrons lors d’une réaction
Deux espèces qui produisent simultanément des ions hydroxyde
Un acide et sa base conjuguée reliés par un transfert de H+H^+

Un acide et sa base conjuguée reliés par un transfert de $$H^+$$

Explication

Un couple acide-base réunit un acide et sa base conjuguée, entre lesquels on passe par transfert d’un ion hydrogène. Deux acides ne constituent donc pas un couple conjugué.

24. Quelle situation caractérise une espèce amphotère ?

Elle participe à une réaction sans intervenir dans un couple acide-base
Elle peut capter un ion hydrogène sans pouvoir en céder
Elle peut céder un ion hydrogène dans toutes les réactions
Elle peut céder ou capter un ion hydrogène selon le couple considéré

Elle peut céder ou capter un ion hydrogène selon le couple considéré

Explication

Une espèce amphotère est à la fois l’acide d’un couple et la base d’un autre, donc elle peut céder ou capter H+H^+. Une espèce seulement acide ou seulement basique ne possède pas ces deux rôles.

25. Quelle propriété caractérise la constante d’équilibre K(T)K(T) ?

Elle dépend des quantités initiales et prend une valeur différente selon l’avancement atteint.
Elle représente le quotient d’un état quelconque et reste indépendante de la température.
Elle est égale au quotient de réaction initial et varie avec les concentrations introduites au départ.
Elle est égale à Qr,eqQ_{r,eq} et dépend de la température, mais pas de la composition initiale.

Elle est égale à $$Q_{r,eq}$$ et dépend de la température, mais pas de la composition initiale.

Explication

La constante d’équilibre est la valeur du quotient lorsque le système est à l’équilibre, soit K(T)=Qr,eqK(T)=Q_{r,eq}, et elle ne dépend que de la température. La composition initiale influence l’évolution vers l’équilibre, mais ne fixe pas la valeur de K à température donnée.

26. Pour la réaction aA+bB⇌cC+dDaA+bB\rightleftharpoons cC+dD, quelle expression représente le quotient de réaction ?

Qr=(A+B)a+b(C+D)c+dQ_r=\frac{(A+B)^{a+b}}{(C+D)^{c+d}}
Qr=(A)a(B)b(C)c(D)dQ_r=\frac{(A)^a(B)^b}{(C)^c(D)^d}
Qr=(C+D)c+d(A+B)a+bQ_r=\frac{(C+D)^{c+d}}{(A+B)^{a+b}}
Qr=(C)c(D)d(A)a(B)bQ_r=\frac{(C)^c(D)^d}{(A)^a(B)^b}

$$Q_r=\frac{(C)^c(D)^d}{(A)^a(B)^b}$$

Explication

Le quotient de réaction place les activités des produits au numérateur et celles des réactifs au dénominateur, chacune étant élevée à son coefficient stœchiométrique. Les activités utilisées dans cette expression sont sans dimension.

27. Une transformation possède un taux d’avancement final τf=0,72\tau_f=0,72. Comment la qualifier ?

C’est une transformation impossible, car un taux d’avancement doit être nul.
C’est une transformation totale, car l’avancement final est positif.
C’est une transformation non totale, car τf<1\tau_f<1.
C’est une transformation totale, car τf\tau_f est inférieur à l’unité.

C’est une transformation non totale, car $$\tau_f<1$$.

Explication

Le taux final est défini par τf=xfxmax\tau_f=\frac{x_f}{x_{max}} et une transformation non totale vérifie τf<1\tau_f<1. La valeur τf=1\tau_f=1 serait nécessaire pour caractériser une transformation totale.

28. Un système vérifie Qr<K(T)Q_r<K(T) avant d’atteindre l’équilibre. Dans quel sens évolue-t-il spontanément ?

Dans le sens direct, avec une diminution de QrQ_r.
Dans le sens direct, avec une augmentation de QrQ_r.
Il reste à l’équilibre, car les deux quotients sont différents.
Dans le sens opposé, avec une diminution de QrQ_r.

Dans le sens direct, avec une augmentation de $$Q_r$$.

Explication

Lorsque Qr<K(T)Q_r<K(T), le système évolue dans le sens direct afin d’augmenter le quotient jusqu’à la valeur d’équilibre. Le sens opposé et la diminution de QrQ_r correspondent à la situation Qr>K(T)Q_r>K(T).

29. Quelle observation permet de distinguer une transformation totale d’une transformation non totale à l’état final ?

Une transformation totale produit des quantités égales d’espèces, tandis qu’une transformation non totale en produit des quantités différentes.
Une transformation totale a consommé complètement au moins un réactif limitant, tandis qu’une transformation non totale conserve tous les réactifs.
Une transformation totale atteint un équilibre dynamique, tandis qu’une transformation non totale s’arrête avant toute réaction opposée.
Une transformation totale conserve tous les réactifs, tandis qu’une transformation non totale consomme complètement le réactif limitant.

Une transformation totale a consommé complètement au moins un réactif limitant, tandis qu’une transformation non totale conserve tous les réactifs.

Explication

Dans une transformation totale, au moins un réactif limitant disparaît complètement. Dans une transformation non totale, tous les réactifs restent présents à l’état final ; l’égalité des quantités n’est pas le critère pertinent.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 54 flashcards sur Acides bases et équilibre chimique.

Quelle formule donne la concentration de fabrication d'un soluté ?

C=nsoluteˊVsolC=\frac{n_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{sol}}}

Comment s'exprime la concentration d'une espèce X dans une solution ?

[X]=nXVsol[X]=\frac{n_X}{V_{\mathrm{sol}}}

Qu'est-ce qu'un acide de Brønsted ?

Une espèce chimique capable de céder au moins un ion hydrogène H⁺.

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