QCM : Acides et bases — 17 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle propriété caractérise un acide de Brønsted dans un milieu donné ?

Il peut échanger un électron avec une base
Il peut libérer au moins un ion H+\mathrm{H^+}
Il peut former une liaison entre deux molécules
Il peut capter au moins un ion H+\mathrm{H^+}

Il peut libérer au moins un ion $$\mathrm{H^+}$$

Explication

Un acide de Brønsted est une espèce capable de céder au moins un proton H+\mathrm{H^+}. Capter un proton correspond à la définition d’une base de Brønsted.

2. Quelle propriété permet d’identifier une base de Brønsted ?

Elle peut capter au moins un ion H+\mathrm{H^+}
Elle peut dissocier une molécule organique
Elle peut libérer au moins un ion H+\mathrm{H^+}
Elle peut produire un électron dans le milieu

Elle peut capter au moins un ion $$\mathrm{H^+}$$

Explication

Une base de Brønsted est une espèce susceptible d’accepter au moins un proton H+\mathrm{H^+}. La libération d’un proton caractérise au contraire un acide de Brønsted.

3. Dans le transfert AHA+H+\mathrm{AH \rightarrow A^- + H^+}, quelle espèce est la base conjuguée de l’acide ?

H+\mathrm{H^+}
L’ensemble AH+H+\mathrm{AH + H^+}
A\mathrm{A^-}
AH\mathrm{AH}

$$\mathrm{A^-}$$

Explication

Après avoir perdu le proton, AH\mathrm{AH} devient A\mathrm{A^-}, qui est sa base conjuguée. Confondre AH\mathrm{AH} et A\mathrm{A^-} revient à inverser l’acide et l’espèce qui résulte de sa déprotonation.

4. Dans le transfert B+H+BH+\mathrm{B + H^+ \rightarrow BH^+}, quelle espèce est l’acide conjugué de la base ?

H+\mathrm{H^+}
BH+\mathrm{BH^+}
Le couple B+H+\mathrm{B + H^+}
B\mathrm{B}

$$\mathrm{BH^+}$$

Explication

La base B\mathrm{B} devient BH+\mathrm{BH^+} après captation d’un proton, ce qui fait de BH+\mathrm{BH^+} son acide conjugué. B\mathrm{B} est l’espèce basique avant le transfert.

5. Quand deux entités chimiques forment-elles un couple acide-base ?

Lorsqu’elles s’associent sans échange de particule
Lorsqu’elles possèdent le même nombre d’atomes
Lorsqu’elles peuvent être reliées par un transfert de H+\mathrm{H^+}
Lorsqu’elles appartiennent à deux familles organiques

Lorsqu’elles peuvent être reliées par un transfert de $$\mathrm{H^+}$$

Explication

Un couple acide-base réunit deux espèces entre lesquelles un transfert de proton H+\mathrm{H^+} est possible. Une simple association sans échange de proton ne suffit pas à définir un tel couple.

6. Quelle caractéristique définit un acide carboxylique ?

Il possède un groupe amine portant un doublet libre
Il possède un groupe carboxyle avec un hydrogène fortement polarisé
Il dérive de l’ammoniac par substitution d’un hydrogène
Il contient un ion métallique associé à un groupe hydroxyle

Il possède un groupe carboxyle avec un hydrogène fortement polarisé

Explication

Un acide carboxylique contient un groupe carboxyle dont l’hydrogène est engagé dans une liaison fortement polarisée. Un groupe amine caractérise plutôt la structure d’une amine.

7. Comment définir une amine sur le plan structural ?

Un composé formé par association d’un métal et d’un ion hydroxyde
Une molécule contenant un carboxyle dont l’hydrogène est polarisé
Une espèce obtenue par perte d’un proton d’un acide carboxylique
Un dérivé de NH3\mathrm{NH_3} où un hydrogène est remplacé par un groupe carboné

Un dérivé de $$\mathrm{NH_3}$$ où un hydrogène est remplacé par un groupe carboné

Explication

Une amine dérive de l’ammoniac NH3\mathrm{NH_3} par remplacement d’au moins un hydrogène par un groupe carboné. La présence d’un groupe carboxyle correspond à un acide carboxylique, et non à une amine.

8. Que se produit-il lors d’une transformation acide-base entre deux couples ?

Un ion H+\mathrm{H^+} passe de l’acide d’un couple à la base d’un autre
Un électron passe de la base d’un couple à l’acide d’un autre
Un groupe carboné est transféré entre deux espèces
Deux molécules s’unissent sans modification de leurs protons

Un ion $$\mathrm{H^+}$$ passe de l’acide d’un couple à la base d’un autre

Explication

Une transformation acide-base repose sur le transfert d’un proton H+\mathrm{H^+} entre l’acide d’un couple et la base d’un autre. Le transfert d’électrons décrit plutôt une transformation d’oxydoréduction.

9. Quelle capacité possède un ampholyte ?

Il peut intervenir comme acide ou comme base
Il peut former un couple avec une seule catégorie d’espèces
Il peut capter des électrons dans toutes les transformations
Il peut réagir avec un acide sans réagir avec une base

Il peut intervenir comme acide ou comme base

Explication

Un ampholyte peut céder un proton dans certaines réactions et en capter dans d’autres. Une espèce qui joue un seul de ces rôles n’est pas amphotère.

10. Dans quels couples l’eau joue-t-elle respectivement le rôle d’acide puis de base ?

Dans H2O/HO\mathrm{H_2O/HO^-} puis dans H3O+/H2O\mathrm{H_3O^+/H_2O}
Dans H3O+/H2O\mathrm{H_3O^+/H_2O} puis dans H2O/HO\mathrm{H_2O/HO^-}
Dans H2O/H3O+\mathrm{H_2O/H_3O^+} puis dans HO/H2O\mathrm{HO^-/H_2O}
Dans H2O/HO\mathrm{H_2O/HO^-} puis dans CO2/H2CO3\mathrm{CO_2/H_2CO_3}

Dans $$\mathrm{H_2O/HO^-}$$ puis dans $$\mathrm{H_3O^+/H_2O}$$

Explication

Dans H2O/HO\mathrm{H_2O/HO^-}, l’eau peut céder un proton et joue le rôle d’acide, tandis que dans H3O+/H2O\mathrm{H_3O^+/H_2O} elle peut capter un proton et joue le rôle de base. Cette double fonction explique son caractère amphotère.

11. Quelle affirmation décrit correctement les rôles de l’ion hydrogénocarbonate HCO3\mathrm{HCO_3^-} ?

Il appartient aux couples H2CO3/CO32\mathrm{H_2CO_3/CO_3^{2-}} et CO2/HCO3\mathrm{CO_2/HCO_3^-}
Il appartient aux couples H2CO3/HCO3\mathrm{H_2CO_3/HCO_3^-} et HCO3/CO32\mathrm{HCO_3^-/CO_3^{2-}}
Il appartient aux couples CO2/H2CO3\mathrm{CO_2/H_2CO_3} et H2CO3/HCO3\mathrm{H_2CO_3/HCO_3^-}
Il appartient aux couples HCO3/H2CO3\mathrm{HCO_3^-/H_2CO_3} et CO32/HCO3\mathrm{CO_3^{2-}/HCO_3^-}

Il appartient aux couples $$\mathrm{H_2CO_3/HCO_3^-}$$ et $$\mathrm{HCO_3^-/CO_3^{2-}}$$

Explication

L’ion HCO3\mathrm{HCO_3^-} est la base conjuguée de H2CO3\mathrm{H_2CO_3} et l’acide conjugué de CO32\mathrm{CO_3^{2-}}. Il appartient donc aux deux couples indiqués, avec les espèces placées dans l’ordre acide/base.

12. Quelle équation représente le comportement acide d’un acide carboxylique dans le couple usuel ?

R ⁣COOHR ⁣COO+H+\mathrm{R\!-COOH \rightarrow R\!-COO^- + H^+}
R ⁣NH2+H+R ⁣NH3+\mathrm{R\!-NH_2 + H^+ \rightarrow R\!-NH_3^+}
R ⁣COO+H+R ⁣COOH\mathrm{R\!-COO^- + H^+ \rightarrow R\!-COOH}
CO2+H2OH2CO3\mathrm{CO_2 + H_2O \rightarrow H_2CO_3}

$$\mathrm{R\!-COOH \rightarrow R\!-COO^- + H^+}$$

Explication

Un acide carboxylique cède le proton de son groupe carboxyle et forme l’ion carboxylate, selon le couple R ⁣COOH/R ⁣COO\mathrm{R\!-COOH/R\!-COO^-}. L’équation inverse décrit la protonation du carboxylate, tandis que les autres équations concernent d’autres espèces.

13. Pour une solution aqueuse diluée, quelle expression relie le pH à la concentration en ions oxonium ?

pH=log([H3O+]c)\mathrm{pH=\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}\right)}
pH=log([H3O+]c)\mathrm{pH=-\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}\right)}
pH=[H3O+]c\mathrm{pH=\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}}
pH=log(c[H3O+])\mathrm{pH=-\log\left(\frac{c^\circ}{[H_3O^+]}\right)}

$$\mathrm{pH=-\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}\right)}$$

Explication

Le pH d’une solution aqueuse diluée est l’opposé du logarithme du rapport entre la concentration en oxonium et la concentration standard. L’expression utilisant le logarithme positif du rapport inverse conduirait à une écriture équivalente seulement si le signe et le rapport étaient correctement associés, ce qui n’est pas le cas ici.

14. Quelle concentration en ions oxonium correspond à un pH de 3,0, avec c=1 molL1c^\circ=1\ \mathrm{mol\,L^{-1}} ?

1,0×103 molL11,0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
1,0×103 molL11,0\times10^{3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
3,0×101 molL13,0\times10^{-1}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
1,0×106 molL11,0\times10^{-6}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

$$1,0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Explication

On utilise [H3O+]=c×10pH\mathrm{[H_3O^+]=c^\circ\times10^{-pH}}, ce qui donne 1×103 molL11\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}} lorsque le pH vaut 3,0. Le pH est une grandeur logarithmique sans unité, tandis que la concentration en oxonium possède une unité de concentration.

15. Quel instrument permet de mesurer précisément le pH après un étalonnage préalable ?

Un papier pH coloré
Un thermomètre de laboratoire
Un indicateur acido-basique
Un pH-mètre étalonné

Un pH-mètre étalonné

Explication

Un pH-mètre préalablement étalonné fournit une mesure précise du pH. Le papier pH et les indicateurs colorés donnent plutôt une estimation, tandis qu’un thermomètre mesure la température.

16. Quel résultat fournit généralement le papier pH lorsqu’on l’utilise pour analyser une solution ?

Une mesure précise du pH
Une concentration exacte en oxonium
Une valeur étalonnée de la température
Une estimation grossière du pH

Une estimation grossière du pH

Explication

Le papier pH permet d’estimer grossièrement le pH grâce à une comparaison de couleurs. La mesure précise du pH nécessite un pH-mètre étalonné, et le papier ne fournit pas directement une concentration exacte en oxonium.

17. Comment classe-t-on une solution dont le pH vaut 9 ?

Elle est basique
Elle est neutre
Elle est acide
Elle est saturée

Elle est basique

Explication

Une solution est basique lorsque son pH est supérieur à 7 ; un pH égal à 9 correspond donc à une solution basique. Une solution acide a un pH inférieur à 7, tandis qu’une solution neutre a un pH égal à 7.

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Qu'est-ce qu'un acide de Brønsted ?

Une espèce chimique qui peut libérer un ion H+.

Qu'est-ce qu'une base de Brønsted ?

Une espèce chimique qui peut capter un ion H+.

Comment s'écrit le transfert de proton d'un acide AH vers sa base conjuguée ?

AHA+H+\mathrm{AH \rightarrow A^- + H^+}

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