QCM : Cinétique chimique (14 questions)

Question 1

1. Dans un réacteur de volume constant de $2{,}0\ \mathrm{L}$ , la quantité d’un produit C passe de $0{,}20\ \mathrm{mol}$ à $0{,}32\ \mathrm{mol}$ en $30\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa vitesse volumique moyenne d’apparition ?

4{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

1{,}2\times10^{-2}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

-2{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

2{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

Explication

À volume constant, la vitesse volumique d’apparition est la variation de concentration par unité de temps : $\Delta[C]/\Delta t=(0{,}32-0{,}20)/(2{,}0\times30)=2{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . La valeur sans division par le volume confond vitesse de variation de quantité et vitesse volumique, tandis que le signe négatif correspond à une disparition.

Answer

$$2{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$$

Question 2

2. Pour la réaction $\mathrm{A+2B\rightarrow3C}$ , la concentration de B diminue à la vitesse de $0{,}08\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . Quelle est la vitesse de réaction $v_r$ ?

0{,}16\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

0{,}04\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

-0{,}08\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

0{,}08\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

Explication

Pour B, $v_r=-\frac{1}{2}\frac{d[B]}{dt}$ ; comme $d[B]/dt=-0{,}08\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ , on obtient $v_r=0{,}04\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . La valeur $0{,}08$ oublie le coefficient 2, le signe négatif seul omet le signe de la relation, et $0{,}16$ multiplie au lieu de diviser.

Answer

$$0{,}04\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$$

Question 3

3. Dans un mélange de volume constant $V=0{,}50\ \mathrm{L}$ , l’avancement augmente de $0{,}015\ \mathrm{mol}$ en $5{,}0\ \mathrm{s}$ . Quelle est la vitesse volumique de réaction moyenne ?

6{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

-6{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

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

1{,}5\times10^{-2}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}

Explication

La vitesse volumique de réaction vaut $v_r=(1/V)(\Delta\xi/\Delta t)$ , donc $0{,}015/(0{,}50\times5{,}0)=6{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . La valeur $3{,}0\times10^{-3}$ omet le volume, tandis que le signe négatif attribue à tort une diminution à l’avancement.

Answer

$$6{,}0\times10^{-3}\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$$

Question 4

4. Pour une réaction dont la vitesse dépend des concentrations de A et B selon une loi de puissance, quelle expression générale relie la vitesse à ces concentrations ?

v=k[A]^p[B]^q

v=k(p[A]+q[B])

v=k[A]^p

v=k([A]+[B])^{p+q}

Explication

La loi de vitesse générale s’écrit $v=k[A]^p[B]^q$ , où $p$ et $q$ sont les ordres partiels. Une somme pondérée confond puissances et facteurs, l’expression ne contenant qu'A omet B, et la puissance de la somme n’est pas la loi générale donnée.

Answer

$$v=k[A]^p[B]^q$$

Question 5

5. Lors d’une expérience, on double $[A]$ en maintenant $[B]$ constant et la vitesse est multipliée par quatre. Quel est l’ordre partiel de A ?

0

4

2

1

Explication

À $[B]$ constant, doubler $[A]$ multiplie la vitesse par $2^p$ ; puisque la vitesse quadruple, $2^p=4$ et donc $p=2$ . Un ordre égal à 1 donnerait un doublement de vitesse, tandis que 4 confond le facteur de variation de vitesse avec l’exposant.

Answer

Il garde la même valeur dans les deux expériences.

Answer

$$4{,}0\,\mathrm{s}$$

Answer

$$1/[A]$$ en fonction du temps

Answer

Elle augmente de façon exponentielle avec la température.

Answer

$$k=A\exp\left(-\frac{E_a}{RT}\right)$$

Answer

Elle est multipliée par trois.

Answer

Un suivi conductimétrique, car la réaction consomme des ions.

Answer

Une énergie d’activation plus faible, sans modification de l’équilibre final.

Answer

La dégénérescence de l’ordre par rapport à B.

Question 6

6. Deux expériences portent sur une même réaction d’ordre 1, mais les concentrations initiales de A sont différentes. Quelle propriété du temps de demi-réaction doit-on observer ?

Il est plus petit dans l’expérience la plus concentrée.

Il garde la même valeur dans les deux expériences.

Il varie proportionnellement à la concentration initiale.

Il est plus grand dans l’expérience la plus concentrée.

Explication

Pour une réaction d’ordre 1, le temps de demi-réaction ne dépend pas de la concentration initiale. Une dépendance proportionnelle ou inverse à cette concentration confond avec d’autres comportements cinétiques, tandis qu’une variation de la constante de vitesse attribue à tort à la concentration initiale un effet sur k.

Question 7

7. Une réaction d’ordre 0 a une concentration initiale $[A]_0=0{,}80\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$ et une constante de vitesse $k=0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . Quel est son temps de demi-réaction ?

4{,}0\,\mathrm{s}

0{,}20\,\mathrm{s}

8{,}0\,\mathrm{s}

0{,}25\,\mathrm{s}

Explication

Pour l’ordre 0, $t_{1/2}=[A]_0/(2k)$ ; le calcul donne $0{,}80/(2\times0{,}10)=4{,}0\,\mathrm{s}$ . La valeur $8{,}0\,\mathrm{s}$ oublie le facteur 2, et les autres valeurs proviennent de formules ou de rapports inadaptés.

Question 8

8. Pour déterminer si la disparition de A suit une cinétique d’ordre 2 par rapport à A, quel graphique doit donner une droite en fonction du temps ?

[A]^2

en fonction du temps

\ln([A])

en fonction du temps

[A]

en fonction du temps

1/[A]

en fonction du temps

Explication

Pour une réaction d’ordre 2 par rapport à A, c’est le tracé de $1/[A]$ en fonction du temps qui est une droite. Le tracé de $[A]$ correspond au cas d’ordre 0, celui de $\ln([A])$ à l’ordre 1, et $[A]^2$ n’est pas le tracé linéaire indiqué.

Question 9

9. Dans une expérience, la température du milieu réactionnel est augmentée. Selon la loi d’Arrhenius, comment évolue la constante de vitesse ?

Elle diminue de façon exponentielle avec la température.

Elle reste indépendante de la température.

Elle varie avec les concentrations initiales plutôt qu’avec la température.

Elle augmente de façon exponentielle avec la température.

Explication

La loi d’Arrhenius prévoit une augmentation exponentielle de la constante de vitesse lorsque la température augmente. Une diminution ou une absence de dépendance contredit cette relation, tandis que les concentrations initiales ne déterminent pas la constante de vitesse.

Question 10

10. Pour représenter la dépendance de la constante de vitesse à la température, quelle expression un chimiste doit-il employer selon la loi d’Arrhenius ?

k=A\left(-\frac{E_a}{RT}\right)

k=A\exp\left(\frac{E_a}{RT}\right)

k=A\exp\left(-\frac{1}{RT}\right)

k=A\exp\left(-\frac{E_a}{RT}\right)

Explication

La loi d’Arrhenius s’écrit $k=A\exp\left(-\frac{E_a}{RT}\right)$ , avec l’énergie d’activation dans l’exposant négatif. Omettre $E_a$ ou remplacer l’exponentielle par une relation linéaire change la formule, et un exposant positif en inverse le signe.

Question 11

11. Une solution diluée contenant une espèce colorée est analysée par spectrophotométrie. Si sa concentration est multipliée par trois, que devient son absorbance, dans les conditions de la loi de Beer-Lambert ?

Elle reste inchangée.

Elle est multipliée par trois.

Elle augmente d’une quantité constante indépendante de sa valeur initiale.

Elle est divisée par trois.

Explication

Pour une solution diluée, la loi de Beer-Lambert établit que l’absorbance est proportionnelle à la concentration : la multiplier par trois multiplie donc l’absorbance par trois. La division inverse, l’absence de variation et l’ajout d’une quantité indépendante ne respectent pas cette proportionnalité.

Question 12

12. Une réaction en solution transforme des ions réactifs en espèces neutres. Quelle méthode de suivi cinétique est particulièrement adaptée ?

Un suivi thermique, car la réaction consomme des ions.

Une trempe chimique, car la réaction consomme des ions.

Un suivi spectrophotométrique, car la réaction consomme des ions.

Un suivi conductimétrique, car la réaction consomme des ions.

Explication

La conductimétrie est adaptée lorsque la réaction consomme ou produit des ions, car ces espèces contribuent à la conductivité de la solution. La spectrophotométrie repose sur l’absorbance, la trempe bloque la réaction plutôt que de la suivre directement, et la transformation ionique ne justifie pas à elle seule un suivi thermique.

Question 13

13. Dans une réaction, un catalyseur offre une voie réactionnelle facilitée. Quelle conséquence doit-on attendre pour l’énergie d’activation et l’état d’équilibre final ?

Une énergie d’activation plus faible, avec consommation irréversible du catalyseur.

Une énergie d’activation plus élevée, sans modification de l’équilibre final.

Un équilibre déplacé vers les produits, avec une énergie d’activation plus faible.

Une énergie d’activation plus faible, sans modification de l’équilibre final.

Explication

Un catalyseur diminue l’énergie d’activation globale, mais ne modifie pas l’état d’équilibre final. Déplacer l’équilibre confond cinétique et équilibre, la consommation irréversible attribue au catalyseur un rôle de réactif, et une énergie d’activation plus élevée contredit son effet.

Question 14

14. Pour étudier une réaction entre A et B, on prépare un mélange où B est présent en très grande quantité par rapport aux autres réactifs. Quelle conséquence cette condition permet-elle d’envisager concernant l’ordre par rapport à B ?

L’obtention d’un ordre zéro pour la réaction entière.

Le maintien des proportions stœchiométriques entre A et B.

La dégénérescence de l’ordre par rapport à B.

La limitation de la réaction par B.

Explication

La dégénérescence de l’ordre par rapport à B se produit lorsque B est introduit en grand excès par rapport aux autres réactifs. Un réactif limitant ou des proportions stœchiométriques décrivent d’autres conditions, et cette dégénérescence ne signifie pas que la réaction entière est d’ordre zéro.

QCM : Cinétique chimique (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un réacteur de volume constant de $2{,}0\ \mathrm{L}$ , la quantité d’un produit C passe de $0{,}20\ \mathrm{mol}$ à $0{,}32\ \mathrm{mol}$ en $30\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa vitesse volumique moyenne d’apparition ?

2. Pour la réaction $\mathrm{A+2B\rightarrow3C}$ , la concentration de B diminue à la vitesse de $0{,}08\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . Quelle est la vitesse de réaction $v_r$ ?

3. Dans un mélange de volume constant $V=0{,}50\ \mathrm{L}$ , l’avancement augmente de $0{,}015\ \mathrm{mol}$ en $5{,}0\ \mathrm{s}$ . Quelle est la vitesse volumique de réaction moyenne ?

4. Pour une réaction dont la vitesse dépend des concentrations de A et B selon une loi de puissance, quelle expression générale relie la vitesse à ces concentrations ?

5. Lors d’une expérience, on double $[A]$ en maintenant $[B]$ constant et la vitesse est multipliée par quatre. Quel est l’ordre partiel de A ?

6. Deux expériences portent sur une même réaction d’ordre 1, mais les concentrations initiales de A sont différentes. Quelle propriété du temps de demi-réaction doit-on observer ?

7. Une réaction d’ordre 0 a une concentration initiale $[A]_0=0{,}80\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$ et une constante de vitesse $k=0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . Quel est son temps de demi-réaction ?

8. Pour déterminer si la disparition de A suit une cinétique d’ordre 2 par rapport à A, quel graphique doit donner une droite en fonction du temps ?

9. Dans une expérience, la température du milieu réactionnel est augmentée. Selon la loi d’Arrhenius, comment évolue la constante de vitesse ?

10. Pour représenter la dépendance de la constante de vitesse à la température, quelle expression un chimiste doit-il employer selon la loi d’Arrhenius ?

11. Une solution diluée contenant une espèce colorée est analysée par spectrophotométrie. Si sa concentration est multipliée par trois, que devient son absorbance, dans les conditions de la loi de Beer-Lambert ?

12. Une réaction en solution transforme des ions réactifs en espèces neutres. Quelle méthode de suivi cinétique est particulièrement adaptée ?

13. Dans une réaction, un catalyseur offre une voie réactionnelle facilitée. Quelle conséquence doit-on attendre pour l’énergie d’activation et l’état d’équilibre final ?

14. Pour étudier une réaction entre A et B, on prépare un mélange où B est présent en très grande quantité par rapport aux autres réactifs. Quelle conséquence cette condition permet-elle d’envisager concernant l’ordre par rapport à B ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Matrices extracellulaires animales

Émission et perception du son

Matrices extracellulaires végétales

Membrane plasmique et échanges cellulaires

Origine des caractères et variabilité

Rendement et cellules photovoltaïques

Crée tes propres QCM

QCM : Cinétique chimique (14 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans un réacteur de volume constant de 2,0 L2{,}0\ \mathrm{L}2,0 L, la quantité d’un produit C passe de 0,20 mol0{,}20\ \mathrm{mol}0,20 mol à 0,32 mol0{,}32\ \mathrm{mol}0,32 mol en 30 s30\ \mathrm{s}30 s. Quelle est sa vitesse volumique moyenne d’apparition ?

2. Pour la réaction A+2B→3C\mathrm{A+2B\rightarrow3C}A+2B→3C, la concentration de B diminue à la vitesse de 0,08 mol L−1 s−10{,}08\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}0,08 molL−1s−1. Quelle est la vitesse de réaction vrv_rvr​ ?

3. Dans un mélange de volume constant V=0,50 LV=0{,}50\ \mathrm{L}V=0,50 L, l’avancement augmente de 0,015 mol0{,}015\ \mathrm{mol}0,015 mol en 5,0 s5{,}0\ \mathrm{s}5,0 s. Quelle est la vitesse volumique de réaction moyenne ?

4. Pour une réaction dont la vitesse dépend des concentrations de A et B selon une loi de puissance, quelle expression générale relie la vitesse à ces concentrations ?

5. Lors d’une expérience, on double [A][A][A] en maintenant [B][B][B] constant et la vitesse est multipliée par quatre. Quel est l’ordre partiel de A ?

6. Deux expériences portent sur une même réaction d’ordre 1, mais les concentrations initiales de A sont différentes. Quelle propriété du temps de demi-réaction doit-on observer ?

7. Une réaction d’ordre 0 a une concentration initiale [A]0=0,80 mol L−1[A]_0=0{,}80\,\mathrm{mol\,L^{-1}}[A]0​=0,80molL−1 et une constante de vitesse k=0,10 mol L−1 s−1k=0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}k=0,10molL−1s−1. Quel est son temps de demi-réaction ?

8. Pour déterminer si la disparition de A suit une cinétique d’ordre 2 par rapport à A, quel graphique doit donner une droite en fonction du temps ?

9. Dans une expérience, la température du milieu réactionnel est augmentée. Selon la loi d’Arrhenius, comment évolue la constante de vitesse ?

10. Pour représenter la dépendance de la constante de vitesse à la température, quelle expression un chimiste doit-il employer selon la loi d’Arrhenius ?

11. Une solution diluée contenant une espèce colorée est analysée par spectrophotométrie. Si sa concentration est multipliée par trois, que devient son absorbance, dans les conditions de la loi de Beer-Lambert ?

12. Une réaction en solution transforme des ions réactifs en espèces neutres. Quelle méthode de suivi cinétique est particulièrement adaptée ?

13. Dans une réaction, un catalyseur offre une voie réactionnelle facilitée. Quelle conséquence doit-on attendre pour l’énergie d’activation et l’état d’équilibre final ?

14. Pour étudier une réaction entre A et B, on prépare un mélange où B est présent en très grande quantité par rapport aux autres réactifs. Quelle conséquence cette condition permet-elle d’envisager concernant l’ordre par rapport à B ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Matrices extracellulaires animales

Émission et perception du son

Matrices extracellulaires végétales

Membrane plasmique et échanges cellulaires

Origine des caractères et variabilité

Rendement et cellules photovoltaïques

Crée tes propres QCM

1. Dans un réacteur de volume constant de $2{,}0\ \mathrm{L}$ , la quantité d’un produit C passe de $0{,}20\ \mathrm{mol}$ à $0{,}32\ \mathrm{mol}$ en $30\ \mathrm{s}$ . Quelle est sa vitesse volumique moyenne d’apparition ?

2. Pour la réaction $\mathrm{A+2B\rightarrow3C}$ , la concentration de B diminue à la vitesse de $0{,}08\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . Quelle est la vitesse de réaction $v_r$ ?

3. Dans un mélange de volume constant $V=0{,}50\ \mathrm{L}$ , l’avancement augmente de $0{,}015\ \mathrm{mol}$ en $5{,}0\ \mathrm{s}$ . Quelle est la vitesse volumique de réaction moyenne ?

5. Lors d’une expérience, on double $[A]$ en maintenant $[B]$ constant et la vitesse est multipliée par quatre. Quel est l’ordre partiel de A ?

7. Une réaction d’ordre 0 a une concentration initiale $[A]_0=0{,}80\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$ et une constante de vitesse $k=0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . Quel est son temps de demi-réaction ?