QCM : Avancement des réactions chimiques — 19 questions

Question 1

1. Une solution contient un soluté à la concentration molaire $C=0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ dans un volume $V=0{,}50\ \mathrm{L}$ . Quelle quantité de matière de soluté contient-elle ?

0{,}020\ \mathrm{mol}

0{,}25\ \mathrm{mol}

0{,}40\ \mathrm{mol}

0{,}10\ \mathrm{mol}

Explication

La quantité de matière se calcule avec $n=C\,V$ , soit $n=0{,}20\times0{,}50=0{,}10\ \mathrm{mol}$ . La concentration molaire décrit une quantité par volume et ne correspond pas directement à la quantité de matière.

Answer

$$0{,}10\ \mathrm{mol}$$

Question 2

2. Un solide de masse $m=5{,}85\ \mathrm{g}$ possède une masse molaire $M=58{,}5\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

3{,}42\ \mathrm{mol}

58{,}5\ \mathrm{mol}

10{,}0\ \mathrm{mol}

0{,}100\ \mathrm{mol}

Explication

Pour un solide, on utilise $n=\frac{m}{M}$ , ce qui donne $n=\frac{5{,}85}{58{,}5}=0{,}100\ \mathrm{mol}$ . La relation $n=C\,V$ concerne une solution et ne convient pas à cette donnée de masse.

Answer

$$0{,}100\ \mathrm{mol}$$

Question 3

3. Un gaz occupe un volume $V=12{,}0\ \mathrm{L}$ , avec un volume molaire $V_M=24{,}0\ \mathrm{L\,mol^{-1}}$ . Quelle quantité de matière contient-il ?

0{,}0500\ \mathrm{mol}

0{,}500\ \mathrm{mol}

36{,}0\ \mathrm{mol}

2{,}00\ \mathrm{mol}

Explication

Pour un gaz, la quantité de matière est donnée par $n=\frac{V}{V_M}$ , donc $n=\frac{12{,}0}{24{,}0}=0{,}500\ \mathrm{mol}$ . Multiplier le volume par le volume molaire ne correspond pas à la relation appropriée.

Answer

$$0{,}500\ \mathrm{mol}$$

Question 4

4. On mélange $V_1=0{,}20\ \mathrm{L}$ d’une solution contenant A à $C_1=0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ avec $V_2=0{,}30\ \mathrm{L}$ d’une solution contenant B à $C_2=0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle est la concentration finale de A ?

0{,}10\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

0{,}30\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

Explication

Après mélange, $[A]=\frac{C_1V_1}{V_1+V_2}=\frac{0{,}50\times0{,}20}{0{,}20+0{,}30}=0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . La concentration initiale de A ne reste pas inchangée, car son volume total devient plus grand.

Answer

$$0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Question 5

5. Deux solutions apportent respectivement A à $C_1=0{,}40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ dans $V_1=0{,}25\ \mathrm{L}$ et B à $C_2=0{,}60\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ dans $V_2=0{,}10\ \mathrm{L}$ . Quelles sont les quantités de matière initiales apportées ?

n_A=0{,}160\ \mathrm{mol}\ \text{et}\ n_B=0{,}040\ \mathrm{mol}

n_A=0{,}650\ \mathrm{mol}\ \text{et}\ n_B=0{,}350\ \mathrm{mol}

n_A=0{,}025\ \mathrm{mol}\ \text{et}\ n_B=0{,}006\ \mathrm{mol}

n_A=0{,}100\ \mathrm{mol}\ \text{et}\ n_B=0{,}060\ \mathrm{mol}

Explication

Les quantités initiales sont $n_A=C_1V_1=0{,}40\times0{,}25=0{,}100\ \mathrm{mol}$ et $n_B=C_2V_2=0{,}60\times0{,}10=0{,}060\ \mathrm{mol}$ . Les valeurs $C_1$ et $C_2$ sont des concentrations, tandis que $n_A$ et $n_B$ sont des quantités de matière.

Answer

$$n_A=0{,}100\ \mathrm{mol}\ \text{et}\ n_B=0{,}060\ \mathrm{mol}$$

Question 6

6. Dans une réaction chimique, que représente l’avancement $x$ ?

La concentration finale de chaque produit formé

Le volume total occupé par les réactifs consommés

La quantité de matière initiale d’une espèce donnée

Une variable en moles décrivant l’évolution de la réaction

Explication

L’avancement $x$ est une variable exprimée en mol qui permet de suivre les réactifs consommés et les produits formés. Il ne désigne pas la quantité de matière d’une espèce particulière, laquelle est notée $n$ .

Answer

Une variable en moles décrivant l’évolution de la réaction

Question 7

7. Pour la réaction $2A+B\rightarrow3C$ , quelles sont les quantités de matière à l’état intermédiaire si les produits sont initialement absents ?

n(A)=n_0(A)-2x,\ n(B)=n_0(B)-x,\ n(C)=x

n(A)=n_0(A)-2x,\ n(B)=n_0(B)-x,\ n(C)=3x

n(A)=n_0(A)-x,\ n(B)=n_0(B)-2x,\ n(C)=3x

n(A)=n_0(A)+2x,\ n(B)=n_0(B)+x,\ n(C)=3x

Explication

Les réactifs diminuent selon leurs coefficients, tandis que le produit augmente selon son coefficient : $n(A)=n_0(A)-2x$ , $n(B)=n_0(B)-x$ et $n(C)=3x$ . Le produit ne se forme donc pas selon une variation égale à $x$ lorsque son coefficient stœchiométrique vaut 3.

Answer

$$n(A)=n_0(A)-2x,\ n(B)=n_0(B)-x,\ n(C)=3x$$

Question 8

8. Une espèce réactive possède une quantité initiale $n_i=0{,}80\ \mathrm{mol}$ et une quantité finale $n_f=0{,}20\ \mathrm{mol}$ , avec un coefficient stœchiométrique égal à 2. Quelle est la valeur de l’avancement final ?

x_f=0{,}15\ \mathrm{mol}

x_f=1{,}00\ \mathrm{mol}

x_f=0{,}30\ \mathrm{mol}

x_f=0{,}60\ \mathrm{mol}

Explication

La relation applicable est $x_f=\frac{n_i-n_f}{\text{coefficient stœchiométrique}}$ , donc $x_f=\frac{0{,}80-0{,}20}{2}=0{,}30\ \mathrm{mol}$ . Soustraire les quantités sans tenir compte du coefficient donnerait une consommation d’espèce, pas l’avancement.

Answer

$$x_f=0{,}30\ \mathrm{mol}$$

Question 9

9. Comment reconnaît-on le réactif limitant à l’état final d’une réaction ?

Sa quantité de matière initiale est la plus grande.

Sa quantité de matière finale est nulle.

Sa concentration finale est égale à celle des produits.

Sa quantité de matière finale reste supérieure à zéro.

Explication

Le réactif limitant est introduit en défaut et est totalement consommé lorsque la réaction atteint son état final. Le réactif en excès, au contraire, conserve une quantité de matière non nulle.

Answer

Sa quantité de matière finale est nulle.

Question 10

10. Pour la réaction $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , quelle comparaison permet d’identifier le réactif limitant ?

Comparer les quantités finales de

C

et de

D

.

Comparer

\frac{n_0(A)}{a}

et

\frac{n_0(B)}{b}

.

Comparer

a\,n_0(A)

et

b\,n_0(B)

.

Comparer

\frac{n_0(A)}{b}

et

\frac{n_0(B)}{a}

.

Explication

Les quantités initiales doivent être rapportées à leurs coefficients stœchiométriques respectifs, puis la plus petite valeur détermine le réactif limitant et $X_{max}$ . Utiliser les coefficients inversés ne correspond pas à la relation stœchiométrique de la réaction.

Answer

Comparer $$\frac{n_0(A)}{a}$$ et $$\frac{n_0(B)}{b}$$.

Question 11

11. Pour la réaction $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , que vaut $X_{max}$ si $B$ est le réactif limitant ?

X_{max}=\frac{n_0(B)}{b}

, et

n_f(B)=0

.

X_{max}=b\,n_0(B)

, et

n_f(B)=b

.

X_{max}=\frac{n_0(B)}{a}

, et

n_f(B)=n_0(B)

.

X_{max}=\frac{n_0(A)}{a}

, et

n_f(B)=n_0(B)-aX_{max}

.

Explication

Lorsque $B$ est limitant, son coefficient stœchiométrique impose $X_{max}=\frac{n_0(B)}{b}$ , puis sa quantité finale devient nulle. Le coefficient $a$ intervient dans la consommation de $A$ , pas dans la détermination directe de l’avancement maximal à partir de $B$ .

Answer

$$X_{max}=\frac{n_0(B)}{b}$$, et $$n_f(B)=0$$.

Question 12

12. Dans un milieu homogène de volume constant $V$ , comment définit-on l’avancement volumique $y$ ?

y=\frac{x}{V}

, en mol·L⁻¹.

y=x+V

, en mol·L⁻¹.

y=xV

, en mol·L⁻¹.

y=\frac{V}{x}

, en mol.

Explication

L’avancement volumique est le quotient de l’avancement $x$ par le volume constant $V$ , soit $y=\frac{x}{V}$ , et son unité est la mol·L⁻¹. L’avancement $x$ lui-même s’exprime en mol, ce qui distingue les deux grandeurs.

Answer

$$y=\frac{x}{V}$$, en mol·L⁻¹.

Question 13

13. Pour $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , quelle évolution des concentrations décrit correctement le tableau volumique en fonction de $y$ ?

[A]=ay

,

[B]=by

,

[C]=[C]_0+cy

et

[D]=[D]_0+dy

.

[A]=[A]_0-cy

,

[B]=[B]_0-dy

,

[C]=ay

et

[D]=by

.

[A]=[A]_0+ay

,

[B]=[B]_0+by

,

[C]=[C]_0-cy

et

[D]=[D]_0-dy

.

[A]=[A]_0-ay

,

[B]=[B]_0-by

,

[C]=cy

et

[D]=dy

.

Explication

Les réactifs sont consommés, donc leurs concentrations diminuent selon leurs coefficients, tandis que les produits formés voient leurs concentrations augmenter à partir de zéro selon $y$ . L’écriture opposée attribue aux réactifs une production et aux produits une consommation.

Answer

$$[A]=[A]_0-ay$$, $$[B]=[B]_0-by$$, $$[C]=cy$$ et $$[D]=dy$$.

Question 14

14. Que signifie une valeur $\tau_f<1$ pour le taux final d’avancement ?

La réaction consomme les produits avant de former les réactifs.

La réaction n’a pas commencé et son avancement final est nul.

La réaction est limitée et n’atteint pas son avancement maximal.

La réaction est totale et atteint son avancement maximal.

Explication

Le taux final vérifie $\tau_f=\frac{x_f}{x_{max}}=\frac{y_f}{y_{max}}$ ; une valeur inférieure à 1 indique que l’avancement final reste inférieur à l’avancement maximal. Une réaction totale correspond à $\tau_f=1$ .

Answer

La réaction est limitée et n’atteint pas son avancement maximal.

Question 15

15. Que caractérise l’équivalence lors d’un dosage ?

Les réactifs présents sont dans les proportions stœchiométriques.

Le réactif titré est absent avant l’ajout du titrant.

Les produits sont présents dans les mêmes quantités que les réactifs.

Les quantités initiales des réactifs sont nécessairement égales.

Explication

À l’équivalence, les quantités de matière des réactifs correspondent aux proportions imposées par l’équation de réaction. Ces proportions ne signifient pas que les quantités initiales étaient égales, car les coefficients stœchiométriques peuvent être différents.

Answer

Les réactifs présents sont dans les proportions stœchiométriques.

Question 16

16. À l’équivalence du dosage $I_2+2S_2O_3^{2-}\rightarrow2I^-+S_4O_6^{2-}$ , quelle expression donne la quantité de diiode dans le prélèvement ?

n(I_2)_p=C_0+V_e

.

n(I_2)_p=\frac{C_0V_e}{2}

.

n(I_2)_p=2C_0V_e

.

n(I_2)_p=\frac{2V_e}{C_0}

.

Explication

Deux moles d’ions thiosulfate réagissent avec une mole de diiode, donc la quantité de diiode dosée vaut la moitié de la quantité de titrant versée à l’équivalence, soit $\frac{C_0V_e}{2}$ . Le facteur 2 doit ainsi diviser, et non multiplier, le produit $C_0V_e$ .

Answer

$$n(I_2)_p=\frac{C_0V_e}{2}$$.

Question 17

17. Comment détermine-t-on la quantité de diiode dans le mélange total à partir d’un prélèvement homogène ?

n(I_2)_M=n(I_2)_p\frac{V_1+V_2}{V_p}

.

n(I_2)_M=n(I_2)_p(V_1+V_2)V_p

.

n(I_2)_M=n(I_2)_p\frac{V_p}{V_1+V_2}

.

n(I_2)_M=\frac{n(I_2)_p}{V_1+V_2+V_p}

.

Explication

Le prélèvement représente la fraction $\frac{V_p}{V_1+V_2}$ du mélange homogène, donc la quantité totale s’obtient en multipliant celle du prélèvement par $\frac{V_1+V_2}{V_p}$ . Multiplier par la fraction prélevée conduirait à réduire la quantité au lieu de la rapporter au volume total.

Answer

$$n(I_2)_M=n(I_2)_p\frac{V_1+V_2}{V_p}$$.

Question 18

18. Sur un diagramme d’avancement, quelle expression décrit la quantité de matière d’un réactif initialement présent, de coefficient stœchiométrique $\alpha$ et de quantité initiale $n_0$ ?

n(X)=-\alpha x

n(X)=\alpha x+n_0

n(X)=\alpha x

n(X)=-\alpha x+n_0

Explication

La quantité de matière d’un réactif diminue au cours de l’avancement, d’où une pente opposée à son coefficient stœchiométrique et une ordonnée à l’origine égale à $n_0$ . L’expression croissante correspondrait à un produit, dont la quantité augmente avec $x$ .

Answer

$$n(X)=-\alpha x+n_0$$

Question 19

19. Pour un produit de coefficient stœchiométrique $\alpha$ formé au cours d’une réaction, quelle relation représente sa quantité de matière en fonction de l’avancement $x$ ?

n(X)=-\alpha x+n_0

n(X)=\alpha x

n(X)=-\alpha x

n(X)=\alpha x+n_0

Explication

Un produit apparaît progressivement, donc sa quantité de matière est proportionnelle à l’avancement selon $n(X)=\alpha x$ , avec une pente égale à $\alpha$ . La relation comportant $n_0$ décrit plutôt un réactif présent dès l’état initial.

Answer

$$n(X)=\alpha x$$

QCM : Avancement des réactions chimiques — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une solution contient un soluté à la concentration molaire $C=0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ dans un volume $V=0{,}50\ \mathrm{L}$ . Quelle quantité de matière de soluté contient-elle ?

2. Un solide de masse $m=5{,}85\ \mathrm{g}$ possède une masse molaire $M=58{,}5\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

3. Un gaz occupe un volume $V=12{,}0\ \mathrm{L}$ , avec un volume molaire $V_M=24{,}0\ \mathrm{L\,mol^{-1}}$ . Quelle quantité de matière contient-il ?

4. On mélange $V_1=0{,}20\ \mathrm{L}$ d’une solution contenant A à $C_1=0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ avec $V_2=0{,}30\ \mathrm{L}$ d’une solution contenant B à $C_2=0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle est la concentration finale de A ?

5. Deux solutions apportent respectivement A à $C_1=0{,}40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ dans $V_1=0{,}25\ \mathrm{L}$ et B à $C_2=0{,}60\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ dans $V_2=0{,}10\ \mathrm{L}$ . Quelles sont les quantités de matière initiales apportées ?

6. Dans une réaction chimique, que représente l’avancement $x$ ?

7. Pour la réaction $2A+B\rightarrow3C$ , quelles sont les quantités de matière à l’état intermédiaire si les produits sont initialement absents ?

8. Une espèce réactive possède une quantité initiale $n_i=0{,}80\ \mathrm{mol}$ et une quantité finale $n_f=0{,}20\ \mathrm{mol}$ , avec un coefficient stœchiométrique égal à 2. Quelle est la valeur de l’avancement final ?

9. Comment reconnaît-on le réactif limitant à l’état final d’une réaction ?

10. Pour la réaction $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , quelle comparaison permet d’identifier le réactif limitant ?

11. Pour la réaction $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , que vaut $X_{max}$ si $B$ est le réactif limitant ?

12. Dans un milieu homogène de volume constant $V$ , comment définit-on l’avancement volumique $y$ ?

13. Pour $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , quelle évolution des concentrations décrit correctement le tableau volumique en fonction de $y$ ?

14. Que signifie une valeur $\tau_f<1$ pour le taux final d’avancement ?

15. Que caractérise l’équivalence lors d’un dosage ?

16. À l’équivalence du dosage $I_2+2S_2O_3^{2-}\rightarrow2I^-+S_4O_6^{2-}$ , quelle expression donne la quantité de diiode dans le prélèvement ?

17. Comment détermine-t-on la quantité de diiode dans le mélange total à partir d’un prélèvement homogène ?

18. Sur un diagramme d’avancement, quelle expression décrit la quantité de matière d’un réactif initialement présent, de coefficient stœchiométrique $\alpha$ et de quantité initiale $n_0$ ?

19. Pour un produit de coefficient stœchiométrique $\alpha$ formé au cours d’une réaction, quelle relation représente sa quantité de matière en fonction de l’avancement $x$ ?

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QCM : Avancement des réactions chimiques — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une solution contient un soluté à la concentration molaire C=0,20 mol L−1C=0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}C=0,20 molL−1 dans un volume V=0,50 LV=0{,}50\ \mathrm{L}V=0,50 L. Quelle quantité de matière de soluté contient-elle ?

2. Un solide de masse m=5,85 gm=5{,}85\ \mathrm{g}m=5,85 g possède une masse molaire M=58,5 g mol−1M=58{,}5\ \mathrm{g\,mol^{-1}}M=58,5 gmol−1. Quelle est sa quantité de matière ?

3. Un gaz occupe un volume V=12,0 LV=12{,}0\ \mathrm{L}V=12,0 L, avec un volume molaire VM=24,0 L mol−1V_M=24{,}0\ \mathrm{L\,mol^{-1}}VM​=24,0 Lmol−1. Quelle quantité de matière contient-il ?

6. Dans une réaction chimique, que représente l’avancement xxx ?

7. Pour la réaction 2A+B→3C2A+B\rightarrow3C2A+B→3C, quelles sont les quantités de matière à l’état intermédiaire si les produits sont initialement absents ?

8. Une espèce réactive possède une quantité initiale ni=0,80 moln_i=0{,}80\ \mathrm{mol}ni​=0,80 mol et une quantité finale nf=0,20 moln_f=0{,}20\ \mathrm{mol}nf​=0,20 mol, avec un coefficient stœchiométrique égal à 2. Quelle est la valeur de l’avancement final ?

9. Comment reconnaît-on le réactif limitant à l’état final d’une réaction ?

10. Pour la réaction aA+bB→cC+dDaA+bB\rightarrow cC+dDaA+bB→cC+dD, quelle comparaison permet d’identifier le réactif limitant ?

11. Pour la réaction aA+bB→cC+dDaA+bB\rightarrow cC+dDaA+bB→cC+dD, que vaut XmaxX_{max}Xmax​ si BBB est le réactif limitant ?

12. Dans un milieu homogène de volume constant VVV, comment définit-on l’avancement volumique yyy ?

13. Pour aA+bB→cC+dDaA+bB\rightarrow cC+dDaA+bB→cC+dD, quelle évolution des concentrations décrit correctement le tableau volumique en fonction de yyy ?

14. Que signifie une valeur τf<1\tau_f<1τf​<1 pour le taux final d’avancement ?

15. Que caractérise l’équivalence lors d’un dosage ?

16. À l’équivalence du dosage I2+2S2O32−→2I−+S4O62−I_2+2S_2O_3^{2-}\rightarrow2I^-+S_4O_6^{2-}I2​+2S2​O32−​→2I−+S4​O62−​, quelle expression donne la quantité de diiode dans le prélèvement ?

17. Comment détermine-t-on la quantité de diiode dans le mélange total à partir d’un prélèvement homogène ?

18. Sur un diagramme d’avancement, quelle expression décrit la quantité de matière d’un réactif initialement présent, de coefficient stœchiométrique α\alphaα et de quantité initiale n0n_0n0​ ?

19. Pour un produit de coefficient stœchiométrique α\alphaα formé au cours d’une réaction, quelle relation représente sa quantité de matière en fonction de l’avancement xxx ?

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1. Une solution contient un soluté à la concentration molaire $C=0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ dans un volume $V=0{,}50\ \mathrm{L}$ . Quelle quantité de matière de soluté contient-elle ?

2. Un solide de masse $m=5{,}85\ \mathrm{g}$ possède une masse molaire $M=58{,}5\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

3. Un gaz occupe un volume $V=12{,}0\ \mathrm{L}$ , avec un volume molaire $V_M=24{,}0\ \mathrm{L\,mol^{-1}}$ . Quelle quantité de matière contient-il ?

6. Dans une réaction chimique, que représente l’avancement $x$ ?

7. Pour la réaction $2A+B\rightarrow3C$ , quelles sont les quantités de matière à l’état intermédiaire si les produits sont initialement absents ?

8. Une espèce réactive possède une quantité initiale $n_i=0{,}80\ \mathrm{mol}$ et une quantité finale $n_f=0{,}20\ \mathrm{mol}$ , avec un coefficient stœchiométrique égal à 2. Quelle est la valeur de l’avancement final ?

10. Pour la réaction $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , quelle comparaison permet d’identifier le réactif limitant ?

11. Pour la réaction $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , que vaut $X_{max}$ si $B$ est le réactif limitant ?

12. Dans un milieu homogène de volume constant $V$ , comment définit-on l’avancement volumique $y$ ?

13. Pour $aA+bB\rightarrow cC+dD$ , quelle évolution des concentrations décrit correctement le tableau volumique en fonction de $y$ ?

14. Que signifie une valeur $\tau_f<1$ pour le taux final d’avancement ?

16. À l’équivalence du dosage $I_2+2S_2O_3^{2-}\rightarrow2I^-+S_4O_6^{2-}$ , quelle expression donne la quantité de diiode dans le prélèvement ?

18. Sur un diagramme d’avancement, quelle expression décrit la quantité de matière d’un réactif initialement présent, de coefficient stœchiométrique $\alpha$ et de quantité initiale $n_0$ ?

19. Pour un produit de coefficient stœchiométrique $\alpha$ formé au cours d’une réaction, quelle relation représente sa quantité de matière en fonction de l’avancement $x$ ?