QCM : Cinétique chimique et adsorption (11 questions)

Question 1

1. Un mélange réactionnel évolue spontanément vers un état d’équilibre, mais on cherche à savoir à quelle vitesse il y parvient. Quel domaine répond à cette question ?

Le mécanisme réactionnel

La thermodynamique

La cinétique

L’étude de l’équilibre

Explication

La cinétique étudie la vitesse d’évolution d’une réaction, tandis que la thermodynamique renseigne sur la spontanéité et l’état d’équilibre. Confondre vitesse et spontanéité ou vitesse et équilibre mélange ces domaines; le mécanisme réactionnel concerne l’échelle microscopique.

Answer

La cinétique

Question 2

2. Lors d’une expérience, la vitesse est calculée à partir de la variation de concentration d’un réactif au cours du temps. Quelle unité convient à cette vitesse ?

mol·L⁻¹

s⁻¹

mol·L⁻¹·s⁻¹

mol·s⁻¹

Explication

Une vitesse exprimée à partir d’une concentration s’exprime en mol·L⁻¹·s⁻¹. L’unité mol·s⁻¹ correspond à une quantité de matière par temps, tandis que mol·L⁻¹ et s⁻¹ omettent respectivement le temps et la concentration.

Answer

mol·L⁻¹·s⁻¹

Question 3

3. Une réaction d’ordre zéro a une concentration initiale $C_0 = 0{,}60\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ et une constante $k = 0{,}10\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . Quelle est sa demi-vie ?

16{,}7\ \mathrm{s}

6{,}0\ \mathrm{s}

0{,}060\ \mathrm{s}

3{,}0\ \mathrm{s}

Explication

Pour une réaction d’ordre zéro, $t_{1/2}=C_0/(2k)$ ; ainsi, $0{,}60/(2\times0{,}10)=3{,}0\ \mathrm{s}$ . Le résultat $6{,}0\ \mathrm{s}$ omet le facteur deux, et la formule d’ordre deux donne une dépendance différente en $C_0$ .

Answer

$$3{,}0\ \mathrm{s}$$

Question 4

4. Pour une réaction d’ordre deux, $C_0 = 0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ et $k = 0{,}20\ \mathrm{L\,mol^{-1}\,s^{-1}}$ . Quelle est la demi-vie ?

25\ \mathrm{s}

2\ \mathrm{s}

5\ \mathrm{s}

10\ \mathrm{s}

Explication

Pour une réaction d’ordre deux, $t_{1/2}=1/(kC_0)$ ; le calcul donne $1/(0{,}20\times0{,}50)=10\ \mathrm{s}$ . La valeur $5\ \mathrm{s}$ omet $C_0$ , tandis que la demi-vie d’ordre zéro dépend de $C_0/(2k)$ .

Answer

$$10\ \mathrm{s}$$

Question 5

5. Que désigne l’énergie d’activation d’une réaction moléculaire ?

L’énergie libérée lorsque les produits se séparent après une collision

L’énergie nécessaire pour orienter les molécules avant leur première collision

L’énergie minimale que les molécules doivent posséder lors d’une collision pour réagir

L’énergie moyenne de toutes les molécules présentes dans le mélange

Explication

L’énergie d’activation est le seuil énergétique qu’une collision doit atteindre pour qu’une réaction puisse avoir lieu. L’énergie moyenne du mélange ne définit pas ce seuil et ne permet pas, à elle seule, de déterminer si une collision est efficace.

Answer

L’énergie minimale que les molécules doivent posséder lors d’une collision pour réagir

Question 6

6. Dans la loi d’Arrhenius $k = Ae^{-E_a/(RT)}$ , quel rôle joue le facteur préexponentiel $A$ ?

Il regroupe le facteur stérique et la constante de proportionnalité des collisions.

Il exprime la température à laquelle la constante de vitesse devient minimale.

Il correspond à l’énergie minimale nécessaire pour qu’une collision produise une réaction.

Il représente la fraction des collisions dont l’énergie dépasse l’énergie d’activation.

Explication

Le facteur préexponentiel $A$ rassemble le facteur stérique $p$ et la constante de proportionnalité $Z_0$ . La fraction des collisions assez énergétiques est plutôt décrite par $f_r$ , qui dépend de $E_a$ , de $R$ et de $T$ .

Answer

Il regroupe le facteur stérique et la constante de proportionnalité des collisions.

Question 7

7. Dans le cas de deux réactions jumelles non renversables ayant les mêmes ordres partiels, quel rôle joue la vitesse de formation des produits dans l’évolution de la composition du système ?

Elle détermine les ordres partiels, qui contrôlent la stabilité des produits.

Elle fixe l’équilibre entre les réactions directe et inverse au cours du temps.

Elle indique la stabilité des produits, qui détermine ensuite l’avancement de la réaction.

Elle détermine l’avancement de la réaction, indépendamment de la stabilité des produits.

Explication

La composition du système dépend des vitesses de formation des produits, et non de leur stabilité. La stabilité des produits peut sembler influencer leur abondance, mais ce n’est pas le facteur déterminant dans ce cas.

Answer

Elle détermine l’avancement de la réaction, indépendamment de la stabilité des produits.

Question 8

8. Quelle distinction sépare une réaction élémentaire d’une réaction globale qui se déroule en plusieurs étapes, quant aux ordres de réaction ?

Dans une étape élémentaire, les ordres sont toujours égaux à deux, tandis qu’en plusieurs étapes ils dépendent de la molécularité globale.

Dans une étape élémentaire, les ordres correspondent aux concentrations initiales, tandis qu’en plusieurs étapes ils correspondent aux coefficients stœchiométriques.

Dans une étape élémentaire, les ordres correspondent aux coefficients stœchiométriques, égalité généralement absente pour une réaction en plusieurs étapes.

Dans une étape élémentaire, les ordres sont déterminés par l’étape la plus lente, règle valable aussi pour toute réaction en plusieurs étapes.

Explication

Pour une réaction élémentaire, les coefficients stœchiométriques des réactifs donnent les exposants de la loi de vitesse, contrairement à une réaction en plusieurs étapes où cette égalité n’est généralement pas valable. L’étape lente détermine la vitesse globale d’un mécanisme, mais cela ne remplace pas la règle des coefficients pour une étape élémentaire.

Answer

Dans une étape élémentaire, les ordres correspondent aux coefficients stœchiométriques, égalité généralement absente pour une réaction en plusieurs étapes.

Question 9

9. Pourquoi la constante de vitesse d’une réaction catalysée par H⁺ ou OH⁻ peut-elle présenter un minimum lorsqu’on fait varier le pH ?

Parce que les ions H⁺ et OH⁻ neutralisent le catalyseur, ce qui rend la réaction indépendante du pH.

Parce que la réaction change nécessairement de mécanisme à pH neutre, ce qui annule la constante de vitesse.

Parce que la concentration de H⁺ est égale à celle de OH⁻ à tous les pH et réduit uniformément la vitesse.

Parce que les voies catalysées par H⁺ et par OH⁻ contribuent différemment selon le pH, et leur effet combiné produit un minimum.

Explication

Une même réaction peut être accélérée par H⁺ ou par OH⁻ selon des mécanismes différents, ce qui permet à la constante de vitesse de passer par un minimum à un pH donné. L’idée d’une neutralisation qui rendrait la réaction indépendante du pH ne correspond pas à ces contributions catalytiques distinctes.

Answer

Parce que les voies catalysées par H⁺ et par OH⁻ contribuent différemment selon le pH, et leur effet combiné produit un minimum.

Question 10

10. Pour favoriser une réaction à la surface d’un catalyseur solide, quelle étape initiale est pertinente à prendre en compte dans le mécanisme ?

Fixer les molécules réactives sur la surface du solide

Dissoudre les molécules réactives dans le volume du solide

Former une monocouche par répulsion entre les molécules

Faire évaporer les molécules réactives depuis la surface

Explication

L’adsorption fixe les molécules de gaz ou de liquide à la surface solide et constitue la première étape des réactions nécessitant un catalyseur solide. L’évaporation correspond plutôt au départ des molécules de la surface, et non à leur fixation initiale.

Answer

Fixer les molécules réactives sur la surface du solide

Question 11

11. Quelle propriété de surface est postulée par le modèle de Langmuir ?

La surface est énergétiquement homogène et les interactions entre espèces adsorbées sont négligeables.

Les molécules adsorbées se déplacent entre les sites en modifiant leur répartition électronique.

Les sites d’adsorption forment des couches multiples aux énergies de liaison variables.

La surface est énergétiquement hétérogène et les interactions entre espèces adsorbées sont importantes.

Explication

Le modèle de Langmuir considère une surface énergétiquement homogène et néglige les interactions entre les espèces adsorbées. L’hypothèse d’une surface hétérogène, parfois associée à d’autres descriptions de l’adsorption, ne correspond pas à ce modèle.

Answer

La surface est énergétiquement homogène et les interactions entre espèces adsorbées sont négligeables.

QCM : Cinétique chimique et adsorption (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un mélange réactionnel évolue spontanément vers un état d’équilibre, mais on cherche à savoir à quelle vitesse il y parvient. Quel domaine répond à cette question ?

2. Lors d’une expérience, la vitesse est calculée à partir de la variation de concentration d’un réactif au cours du temps. Quelle unité convient à cette vitesse ?

3. Une réaction d’ordre zéro a une concentration initiale $C_0 = 0{,}60\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ et une constante $k = 0{,}10\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . Quelle est sa demi-vie ?

4. Pour une réaction d’ordre deux, $C_0 = 0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ et $k = 0{,}20\ \mathrm{L\,mol^{-1}\,s^{-1}}$ . Quelle est la demi-vie ?

5. Que désigne l’énergie d’activation d’une réaction moléculaire ?

6. Dans la loi d’Arrhenius $k = Ae^{-E_a/(RT)}$ , quel rôle joue le facteur préexponentiel $A$ ?

7. Dans le cas de deux réactions jumelles non renversables ayant les mêmes ordres partiels, quel rôle joue la vitesse de formation des produits dans l’évolution de la composition du système ?

8. Quelle distinction sépare une réaction élémentaire d’une réaction globale qui se déroule en plusieurs étapes, quant aux ordres de réaction ?

9. Pourquoi la constante de vitesse d’une réaction catalysée par H⁺ ou OH⁻ peut-elle présenter un minimum lorsqu’on fait varier le pH ?

10. Pour favoriser une réaction à la surface d’un catalyseur solide, quelle étape initiale est pertinente à prendre en compte dans le mécanisme ?

11. Quelle propriété de surface est postulée par le modèle de Langmuir ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Description des fluides au repos

Puberté et fonctionnement reproducteur

Économie, sociologie et science politique

Cellules et tissus du vivant

Génome et expression génétique

Géométrie repérée

Crée tes propres QCM

QCM : Cinétique chimique et adsorption (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un mélange réactionnel évolue spontanément vers un état d’équilibre, mais on cherche à savoir à quelle vitesse il y parvient. Quel domaine répond à cette question ?

2. Lors d’une expérience, la vitesse est calculée à partir de la variation de concentration d’un réactif au cours du temps. Quelle unité convient à cette vitesse ?

3. Une réaction d’ordre zéro a une concentration initiale C0=0,60 mol L−1C_0 = 0{,}60\ \mathrm{mol\,L^{-1}}C0​=0,60 molL−1 et une constante k=0,10 mol L−1 s−1k = 0{,}10\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}k=0,10 molL−1s−1. Quelle est sa demi-vie ?

4. Pour une réaction d’ordre deux, C0=0,50 mol L−1C_0 = 0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}C0​=0,50 molL−1 et k=0,20 L mol−1 s−1k = 0{,}20\ \mathrm{L\,mol^{-1}\,s^{-1}}k=0,20 Lmol−1s−1. Quelle est la demi-vie ?

5. Que désigne l’énergie d’activation d’une réaction moléculaire ?

6. Dans la loi d’Arrhenius k=Ae−Ea/(RT)k = Ae^{-E_a/(RT)}k=Ae−Ea​/(RT), quel rôle joue le facteur préexponentiel AAA ?

7. Dans le cas de deux réactions jumelles non renversables ayant les mêmes ordres partiels, quel rôle joue la vitesse de formation des produits dans l’évolution de la composition du système ?

8. Quelle distinction sépare une réaction élémentaire d’une réaction globale qui se déroule en plusieurs étapes, quant aux ordres de réaction ?

9. Pourquoi la constante de vitesse d’une réaction catalysée par H⁺ ou OH⁻ peut-elle présenter un minimum lorsqu’on fait varier le pH ?

10. Pour favoriser une réaction à la surface d’un catalyseur solide, quelle étape initiale est pertinente à prendre en compte dans le mécanisme ?

11. Quelle propriété de surface est postulée par le modèle de Langmuir ?

Révisez avec les flashcards

Approfondir avec la fiche

Cours similaires

Description des fluides au repos

Puberté et fonctionnement reproducteur

Économie, sociologie et science politique

Cellules et tissus du vivant

Génome et expression génétique

Géométrie repérée

Crée tes propres QCM

3. Une réaction d’ordre zéro a une concentration initiale $C_0 = 0{,}60\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ et une constante $k = 0{,}10\ \mathrm{mol\,L^{-1}\,s^{-1}}$ . Quelle est sa demi-vie ?

4. Pour une réaction d’ordre deux, $C_0 = 0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ et $k = 0{,}20\ \mathrm{L\,mol^{-1}\,s^{-1}}$ . Quelle est la demi-vie ?

6. Dans la loi d’Arrhenius $k = Ae^{-E_a/(RT)}$ , quel rôle joue le facteur préexponentiel $A$ ?