QCM : Chimie de l’azote (11 questions)

Explication

L’azote gagne trois électrons dans une liaison ionique pour atteindre la configuration de l’ion nitrure $N^{3-}$, tandis qu’il partage des électrons dans une liaison covalente. La formation de $N^{3+}$ décrit une perte d’électrons, contraire au comportement indiqué pour l’ion nitrure.

Explication

L’azote est identifié par le symbole N et le numéro atomique $Z = 7$, avec une masse atomique proche de 14 g·mol⁻¹. Le numéro atomique 17 correspond à un autre élément, le chlore.

Explication

L’azote possède sept électrons répartis selon $1s^2\,2s^2\,2p^3$, ce qui laisse trois électrons célibataires dans les orbitales $2p$. La configuration comportant $2p^4$ correspond à six électrons de valence, comme pour l’oxygène.

Explication

Dans les conditions indiquées, l’azote est présent sous forme de diazote $N_2$, gaz inerte, inodore et incolore constituant 78 % de l’air. Le dioxygène représente environ 21 % de l’air et ne constitue donc pas sa fraction majoritaire.

Explication

La nitrification désigne l’oxydation successive de $NH_4^+$ en $NO_2^-$ puis en $NO_3^-$. La fixation correspond plutôt à la conversion du diazote en ammonium, tandis que l’assimilation incorpore l’azote aux composés organiques.

Explication

La triple liaison $\mathrm{N\equiv N}$ possède une énergie de liaison très élevée, indiquée comme $\Delta H^\circ = -946\ \mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$, ce qui explique la grande stabilité du diazote. La valeur de $-579\ \mathrm{kJ\cdot mol^{-1}}$ correspond à l’oxydation de l’hydrazine, et non à la liaison du diazote.

Explication

Le catalyseur augmente la vitesse d’établissement de l’équilibre de synthèse, sans modifier la position de cet équilibre. L’augmentation de la pression déplace l’équilibre vers l’ammoniac, mais cette fonction relève des conditions opératoires et non du catalyseur.

Explication

L’oxydation catalytique de l’ammoniac en monoxyde d’azote se réalise avec du platine ou du platine-rhodium entre 750 et 900 °C. Une température de 400 °C correspond plutôt aux conditions de synthèse industrielle de l’ammoniac à partir de diazote et de dihydrogène.

Explication

L’acide azothydrique est un liquide volatil, très toxique et explosif par choc, alors que l’azoture de sodium libère rapidement du diazote lors de sa décomposition, ce qui permet le gonflage des airbags. Les autres propositions attribuent à ces espèces un état physique ou un mode de réaction qui ne correspond pas à leurs propriétés décrites.

Explication

Joseph Priestley est crédité de la découverte du protoxyde d’azote en 1772. Daniel Rutherford est associé à la découverte de l’azote élémentaire, tandis que Wilhelm Ostwald est lié au procédé industriel de fabrication de l’acide nitrique.

Explication

L’augmentation de la température déplace l’équilibre $N_2O_4(g) \rightleftharpoons 2NO_2(g)$ vers $NO_2$, qui est l’espèce gazeuse rousse. La formation de $N_2O_4$ aurait au contraire tendance à atténuer la couleur, car cette espèce est incolore.