QCM : Chapitre 1: transformation Acide-Base (25 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Lors d’une réaction, l’espèce X transfère un proton H⁺ à une autre espèce. Quel rôle joue X dans la théorie de Brønsted ?

Un oxydant, car X cède un électron
Un solvant, car X reçoit les espèces réactives
Un acide, car X cède un proton
Une base, car X capte un proton

Un acide, car X cède un proton

Explication

Un acide de Brønsted est une espèce susceptible de céder un proton H⁺ ; une base le capte, tandis qu’un oxydant intervient dans un transfert d’électrons.

2. En examinant une liste de couples conjugués, lequel associe correctement une espèce acide à sa base conjuguée ?

Eau / ion éthanoate
Ammoniaque / ion ammonium
Ion hydrogénocarbonate / ion carbonate
Ion oxonium / ion hydroxyde

Ion hydrogénocarbonate / ion carbonate

Explication

Le couple classique ion hydrogénocarbonate/ion carbonate figure parmi les couples acide-base conjugués ; ammoniaque/ammonium est présenté dans l’ordre inverse, et les deux autres associations ne sont pas des couples indiqués.

3. Une élève écrit le bilan d’une réaction acide-base après avoir identifié le transfert de proton entre les réactifs. Quel traitement réserve-t-elle au proton échangé dans ce bilan ?

Elle le fait apparaître du côté des réactifs
Elle le remplace par un électron échangé
Elle le fait apparaître du côté des produits
Elle ne le fait pas apparaître dans le bilan

Elle ne le fait pas apparaître dans le bilan

Explication

Le proton H⁺ est échangé lors de la réaction, mais il n’apparaît pas dans le bilan chimique global ; le présenter comme réactif ou produit confond l’échange avec le bilan.

4. L’eau appartient aux couples H₃O⁺/H₂O et H₂O/OH⁻. Quelle propriété cette double appartenance met-elle en évidence ?

L’eau peut agir comme base dans les deux couples
L’eau peut agir comme acide dans les deux couples
L’eau peut céder ou capter un électron
L’eau peut agir comme acide et comme base

L’eau peut agir comme acide et comme base

Explication

Une espèce ampholyte peut se comporter à la fois comme un acide et comme une base ; le caractère acide seul ou basique seul ne rend pas compte des deux couples de l’eau.

5. Une solution a une concentration en ions oxonium égale à 1,0×10−4 mol⋅L−11{,}0\times10^{-4}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. En utilisant c∘=1 mol⋅L−1c^\circ=1\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}, quelle valeur du pH obtient-on ?

44
−log⁡(104)-\log(10^4)
−4-4
ln⁡(104)\ln(10^4)

$$4$$

Explication

La définition donne pH=−log⁡(10−4)=4\mathrm{pH}=-\log(10^{-4})=4, puisque la concentration divisée par c∘c^\circ vaut 10−410^{-4} ; omettre le signe négatif conduit à une valeur négative.

6. Au laboratoire, une équipe veut mesurer le pH d’un échantillon avec un appareil électronique et une méthode colorimétrique. Quels dispositifs peut-elle utiliser ?

Une électrode métallique reliée à un pH-mètre et du papier indicateur-pH
Une électrode métallique reliée à un conductimètre et du papier filtre
Une électrode de verre reliée à un conductimètre et du papier filtre
Une électrode de verre reliée à un pH-mètre et du papier indicateur-pH

Une électrode de verre reliée à un pH-mètre et du papier indicateur-pH

Explication

Le pH se mesure avec du papier indicateur-pH à code couleur ou avec une électrode de verre reliée à un pH-mètre ; le conductimètre mesure une autre grandeur.

7. Lors d’un dosage, une solution a une concentration de 4,0×10−3 mol⋅L−14{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} et son absorbance est de 0,320{,}32. En utilisant A=k⋅cA=k\cdot c, quelle valeur de kk obtient-on ?

800 L⋅mol−1800\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
3,2×10−2 L⋅mol−13{,}2\times10^{-2}\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
1,28×10−3 L⋅mol−11{,}28\times10^{-3}\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
80 L⋅mol−180\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

$$80\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$$

Explication

La loi de Beer-Lambert donne k=A/ck=A/c, donc 0,32/(4,0×10−3)=80 L⋅mol−10{,}32/(4{,}0\times10^{-3})=80\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}. Le produit correspond à une confusion entre multiplication et division, le rapport inversé place la concentration au numérateur, et la valeur 800 traduit une erreur de puissance de dix.

8. Pour identifier les liaisons d’un composé, un laboratoire relève un spectre dont l’axe vertical indique la transmittance et l’axe horizontal le nombre d’onde. De quel type de spectre s’agit-il ?

Un spectre infrarouge, utile à la mesure directe de la concentration
Un spectre UV-visible, utile au repérage des groupes caractéristiques
Un spectre infrarouge, utile au repérage des groupes caractéristiques
Un spectre UV-visible, utile à la mesure de la radiation transmise

Un spectre infrarouge, utile au repérage des groupes caractéristiques

Explication

Un spectre infrarouge représente la transmittance en fonction du nombre d’onde et permet de repérer des bandes liées aux groupes caractéristiques. L’absorbance et les longueurs d’onde caractérisent plutôt la présentation UV-visible, tandis que la mesure directe de concentration n’est pas la fonction indiquée ici.

9. Une solution a un pH de 4,54{,}5. En prenant c∘=1 mol⋅L−1c^\circ=1\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}, quelle concentration en ions oxonium obtient-on ?

4,5 mol⋅L−14{,}5\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
3,2×10−5 mol⋅L−13{,}2\times10^{-5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
3,2×105 mol⋅L−13{,}2\times10^{5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
5,5 mol⋅L−15{,}5\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

$$3{,}2\times10^{-5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

La relation est [H3O+]=c∘×10−pH[\mathrm{H_3O^+}]=c^\circ\times10^{-\mathrm{pH}}, donc [H3O+]=10−4,5≈3,2×10−5 mol⋅L−1[\mathrm{H_3O^+}]=10^{-4{,}5}\approx3{,}2\times10^{-5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. L’exposant positif oublie le signe négatif, et les valeurs 4,5 et 5,5 confondent le pH avec une concentration.

10. Un élève sait que log⁡(2,5)≈0,40\log(2{,}5)\approx0{,}40. Quelle égalité peut-il en déduire grâce à la relation réciproque entre le logarithme décimal et la fonction puissance de 10 ?

2,5≈100,402{,}5\approx10^{0{,}40}
0,40≈102,50{,}40\approx10^{2{,}5}
2,5≈0,40102{,}5\approx0{,}40^{10}
2,5≈10×0,402{,}5\approx10\times0{,}40

$$2{,}5\approx10^{0{,}40}$$

Explication

Si x=log⁡ax=\log a, alors a=10xa=10^x ; ainsi, log⁡(2,5)≈0,40\log(2{,}5)\approx0{,}40 implique 2,5≈100,402{,}5\approx10^{0{,}40}. L’égalité avec 102,510^{2{,}5} échange l’argument et le logarithme, tandis que les autres remplacent la base ou la puissance par une opération différente.

11. Deux solutions aqueuses ont des concentrations en ions oxonium différentes : la solution A en contient davantage que la solution B. Comment leurs pH se comparent-ils ?

Le pH de A est inférieur à celui de B.
Le pH de A est égal à sa concentration en ions oxonium.
Le pH de A est supérieur à celui de B.
Les deux solutions ont le même pH.

Le pH de A est inférieur à celui de B.

Explication

Le pH décroît lorsque la concentration en ions oxonium augmente : A a donc un pH plus faible. Un pH supérieur inverse cette relation, un pH identique ignore la différence de concentration, et l’égalité avec la concentration confond deux grandeurs distinctes.

12. Une mesure donne à un échantillon d’eau pure un pH de 7. Quelle concentration en ions oxonium correspond à cette valeur ?

107 mol⋅L−110^{7}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
10−1 mol⋅L−110^{-1}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
10−7 mol⋅L−110^{-7}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
10−2 mol⋅L−110^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

$$10^{-7}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

Pour l’eau pure, le pH vaut 7 et la concentration correspondante en ions oxonium est 10−7 mol⋅L−110^{-7}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. Les autres valeurs résultent d’une erreur d’exposant ou de la reprise de la concentration correspondant au pH 2.

13. Un laboratoire doit mesurer le pH d’une solution dont la concentration en ions oxonium est 10−12 mol⋅L−110^{-12}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. Quelle performance peut-on attendre d’un pH-mètre dans cette situation ?

Une estimation autour de pH 12, avec une précision d’une unité.
Une mesure fiable autour de pH 14, avec une incertitude de 0,1 unité.
Une mesure fiable autour de pH 12, avec une incertitude de 0,1 unité.
Une mesure fiable autour de pH 6,5, avec une incertitude de 0,1 unité.

Une mesure fiable autour de pH 12, avec une incertitude de 0,1 unité.

Explication

La concentration 10−12 mol⋅L−110^{-12}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} correspond à un pH de 12, compris dans le domaine fiable du pH-mètre, soit de 1 à 13, avec une incertitude de 0,1 unité. Le pH 6,5 vient d’une confusion avec une limite du diagramme de Flood, pH 14 sort du domaine fiable et une précision d’une unité correspond au papier pH.

14. Dans une étude utilisant le diagramme de Flood, une solution d’acide chlorhydrique présente une concentration en ions oxonium de 10−5 mol⋅L−110^{-5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. Peut-on utiliser la relation reliant directement le pH au logarithme de cette concentration ?

Non, car la relation n’est valable qu’au-dessus de 10−7 mol⋅L−110^{-7}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
Oui, car la relation est valable pour toute concentration inférieure à 10−2 mol⋅L−110^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
Non, car la concentration est inférieure à 10−2 mol⋅L−110^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
Oui, car cette concentration se situe entre 10−210^{-2} et 10−6,5 mol⋅L−110^{-6,5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.

Oui, car cette concentration se situe entre $$10^{-2}$$ et $$10^{-6,5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$.

Explication

La relation du diagramme de Flood est valide pour les concentrations comprises entre 10−210^{-2} et 10−6,5 mol⋅L−110^{-6,5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} ; 10−5 mol⋅L−110^{-5}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} appartient à cet intervalle. L’étendre à toute dilution ignore sa limite basse, tandis que les autres propositions excluent à tort une concentration située dans la zone valide.

15. Dans un montage, un photon incident possède une énergie qui ne correspond pas à l’écart entre deux niveaux d’énergie d’une molécule. Que se passe-t-il pour l’absorption par cette molécule ?

Le photon n’est pas absorbé par cette molécule pour cette transition.
Le photon provoque une émission correspondant à cet écart énergétique.
Le photon est absorbé dès que son énergie dépasse cet écart.
Le photon est absorbé, puis l’excédent d’énergie est converti en lumière.

Le photon n’est pas absorbé par cette molécule pour cette transition.

Explication

Une molécule absorbe un photon lorsque son énergie correspond exactement à celle nécessaire au changement de niveau, selon E2−E1=hνE_2-E_1=h\nu. Une énergie simplement supérieure ne satisfait pas cette condition ; l’émission relève du processus inverse, et la fréquence seule ne dispense pas de l’accord énergétique.

16. Une équipe relève les fréquences absorbées par un échantillon afin de tirer des conclusions sur sa structure chimique. Quelle méthode emploie-t-elle ?

La microscopie optique.
La spectroscopie par absorption.
La spectroscopie par transmission.
La spectrométrie de masse.

La spectroscopie par absorption.

Explication

La spectroscopie par absorption étudie les fréquences absorbées pour renseigner sur les niveaux d’énergie et la structure des espèces chimiques. La transmission porte sur le rayonnement transmis, tandis que la masse et l’observation microscopique ne sont pas les informations visées ici.

17. Pour identifier une espèce dissoute inconnue, une analyste enregistre son absorbance selon la longueur d’onde dans le domaine UV-visible. Quelle conclusion peut-elle tirer de ce spectre ?

Le spectre indique seulement la concentration totale de la solution.
Le spectre donne directement les types de liaisons de la molécule.
Le spectre caractéristique peut permettre d’identifier l’espèce dissoute.
Le spectre fournit la transmittance en fonction du nombre d’onde.

Le spectre caractéristique peut permettre d’identifier l’espèce dissoute.

Explication

En UV-visible, le spectre représente l’absorbance selon la longueur d’onde ; il est caractéristique de la solution et permet d’identifier l’espèce dissoute. L’identification des groupes caractéristiques relève notamment de l’IR, dont le spectre décrit la transmittance en fonction du nombre d’onde.

18. Une analyste compare un spectre IR inconnu à des spectres de référence. Quelle zone doit-elle privilégier pour identifier la molécule par cette comparaison ?

La zone des longueurs d’onde du domaine visible.
La zone située exactement à 1 300 cm−11\,300\ \mathrm{cm^{-1}}.
La zone sous 1 300 cm−11\,300\ \mathrm{cm^{-1}}.
La zone au-dessus de 1 300 cm−11\,300\ \mathrm{cm^{-1}}.

La zone sous $$1\,300\ \mathrm{cm^{-1}}$$.

Explication

En spectroscopie IR, la zone sous 1 300 cm−11\,300\ \mathrm{cm^{-1}} constitue la zone des empreintes digitales et permet d’identifier une molécule par comparaison avec une référence. Au-dessus de ce seuil, les bandes caractérisent différents types de liaisons ; le domaine visible relève de l’UV-visible.

19. Une solution de concentration 2,0×10−4 mol⋅L−12{,}0\times10^{-4}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} suit la loi de Beer-Lambert avec k=1500 L⋅mol−1k=1500\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}. Quelle absorbance prévoit-on ?

3,03{,}0
7,57{,}5
0,300{,}30
0,130{,}13

$$0{,}30$$

Explication

La loi A=k⋅cA=k\cdot c donne A=1500×2,0×10−4=0,30A=1500\times2{,}0\times10^{-4}=0{,}30. La valeur 0,130{,}13 omet le coefficient, 7,57{,}5 inverse le calcul et 3,03{,}0 résulte d’une erreur de puissance de dix.

20. Dans une cuve contenant deux espèces absorbantes, les contributions mesurées sont A1=0,18A_1=0{,}18 et A2=0,27A_2=0{,}27. Quelle absorbance totale faut-il prévoir ?

0,090{,}09
0,04860{,}0486
0,450{,}45
0,270{,}27

$$0{,}45$$

Explication

Dans un mélange, les absorbances des espèces s’additionnent : A=A1+A2=0,18+0,27=0,45A=A_1+A_2=0{,}18+0{,}27=0{,}45. 0,090{,}09 correspond à une différence, 0,04860{,}0486 à un produit et 0,270{,}27 néglige une contribution.

21. Un technicien mesure une résistance de 250 Ω250\ \Omega pour une solution. Quelle conductance lui correspond ?

250 Ω250\ \Omega
62 500 S62\,500\ \mathrm{S}
250 S250\ \mathrm{S}
0,004 S0{,}004\ \mathrm{S}

$$0{,}004\ \mathrm{S}$$

Explication

La conductance est l’inverse de la résistance : G=1/R=1/250=0,004 SG=1/R=1/250=0{,}004\ \mathrm{S}. 250 S250\ \mathrm{S} reprend la valeur de la résistance, 62 500 S62\,500\ \mathrm{S} provient d’une multiplication et 250 Ω250\ \Omega conserve l’unité de résistance.

22. Deux cellules de géométrie différente contiennent la même solution à la même température. Quelle affirmation distingue correctement conductivité et conductance ?

La conductivité est la même, tandis que la conductance peut varier avec la cellule.
La conductance est la même, tandis que la conductivité peut varier avec la cellule.
La conductivité varie avec la concentration, mais pas avec la nature de la solution.
Les deux grandeurs varient avec la géométrie de la cellule.

La conductivité est la même, tandis que la conductance peut varier avec la cellule.

Explication

À température et nature de solution identiques, la conductivité reste identique; la conductance dépend aussi de la géométrie de la cellule. Faire varier la conductivité avec la cellule confond les grandeurs, les dire toutes deux indépendantes de la géométrie est faux, et la concentration ne remplace pas la nature de la solution.

23. Une élève dispose d’une solution-mère de concentration connue et veut établir une courbe reliant une mesure à la concentration. Quelle démarche réalise un dosage par étalonnage ?

Mesurer l’échantillon inconnu, puis en déduire la courbe sans étalons.
Préparer des solutions-filles de concentrations inconnues, puis tracer la courbe.
Diluer la solution-mère pour préparer des solutions-filles de concentrations connues, puis tracer la courbe.
Mesurer la solution-mère seule à plusieurs reprises, puis tracer la courbe.

Diluer la solution-mère pour préparer des solutions-filles de concentrations connues, puis tracer la courbe.

Explication

Un étalonnage commence par la dilution d’une solution-mère connue pour constituer une gamme de concentrations connues, puis par le tracé de la courbe. Employer la solution-mère seule ne forme pas une gamme, des concentrations inconnues ne fournissent pas des étalons, et mesurer l’inconnu sans courbe ne permet pas cet étalonnage.

24. Pour construire un étalonnage d’une solution, lequel de ces ensembles réunit les trois grandeurs mesurables utilisables ?

La longueur d’onde, la conductance et la conductivité.
L’absorbance, la tension électrique et la conductivité.
L’absorbance, la conductance et la conductivité.
L’absorbance, la conductance et la concentration.

L’absorbance, la conductance et la conductivité.

Explication

Les grandeurs d’étalonnage indiquées sont l’absorbance, la conductance et la conductivité. La tension électrique, la longueur d’onde et la concentration ne remplacent pas ces grandeurs dans cet ensemble.

25. Une solution inconnue est estimée à 4,0×10−3 mol⋅L−14{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. Quelle gamme étalon convient pour déterminer sa concentration ?

Une gamme centrée autour de 2,0×10−2 mol⋅L−12{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
Une gamme limitée à des concentrations proches de 1,0×10−4 mol⋅L−11{,}0\times10^{-4}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
Une gamme couvrant des concentrations proches de 4,0×10−34{,}0\times10^{-3} et inférieures à 10−2 mol⋅L−110^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.
Une gamme allant de 1,0×10−21{,}0\times10^{-2} à 3,0×10−2 mol⋅L−13{,}0\times10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.

Une gamme couvrant des concentrations proches de $$4{,}0\times10^{-3}$$ et inférieures à $$10^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$.

Explication

La gamme doit couvrir la concentration de l’inconnue et respecter le domaine de validité, ici des concentrations inférieures à 10−2 mol⋅L−110^{-2}\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. Une gamme centrée à 2,0×10−22{,}0\times10^{-2} ou comprise entre 10−210^{-2} et 3,0×10−23{,}0\times10^{-2} dépasse ce domaine, tandis qu’une gamme proche de 10−410^{-4} ne couvre pas l’inconnue.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 59 flashcards sur Chapitre 1: transformation Acide-Base.

Qu’est-ce qu’un acide de Brønsted ?

Une espèce chimique capable de céder un proton H⁺.

Qu’est-ce qu’une base de Brønsted ?

Une espèce chimique capable de capter un proton H⁺.

Quelle transformation relie un couple acide-base conjugué ?

Acide ⇌ Base + H⁺.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Chapitre 1: transformation Acide-Base.

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