Flashcards : Cinétique et catalyse hétérogène (94 cartes)

Toutes les cartes

1Question

Quelles grandeurs la catalyse modifie-t-elle et préserve-t-elle entre les états initial et final ?

Réponse

Elle modifie le chemin réactionnel sans modifier les énergies des états initial et final.

2Question

Quelle différence distingue l’adsorption de l’absorption ?

Réponse

L’adsorption se déroule en surface, tandis que l’absorption pénètre dans le matériau.

3Question

Quelles interactions provoquent la physisorption ?

Réponse

Des interactions faibles, notamment dipolaires et de Van der Waals.

4Question

Que se produit-il lors d’une chimisorption ?

Réponse

Une réaction chimique avec rupture et création de liaisons.

5Question

Quelle relation donne la vitesse d’adsorption sur une surface nue ?

Réponse

ra0=kaPr_{a0}=k_aP

6Question

Quelles sont les vitesses d’adsorption et de désorption non dissociatives sur une surface partiellement occupée ?

Réponse

ra=kaP[∗]r_a=k_aP[*] et rd=kd[X∗]r_d=k_d[X*]

7Question

Quelles sont les deux hypothèses de l’isotherme de Langmuir ?

Réponse

L’adsorption forme une monocouche sur une surface uniforme.

8Question

Quelle expression donne l’isotherme de Langmuir non dissociative à l’équilibre ?

Réponse

[X∗]=K[L]P1+KP[X*]=\frac{K[L]P}{1+KP}

9Question

Comment définit-on le pourcentage de métal exposé (PME) ?

Réponse

Le rapport du nombre de sites actifs au nombre total de sites métalliques, multiplié par 100.

10Question

Quel effet la réduction de taille d’une particule catalytique a-t-elle sur sa fraction d’atomes exposés ?

Réponse

Elle expose généralement une plus grande fraction de ses atomes métalliques.

11Question

Quelle formule donne la concentration de A adsorbé en compétition avec B ?

Réponse

[A∗]=KAPA[L]1+KAPA+KBPB[A*]=\frac{K_AP_A[L]}{1+K_AP_A+K_BP_B}

12Question

Quelle est la formule de la vitesse de réaction ?

Réponse

r=dξdtr=\frac{d\xi}{dt}

13Question

Comment exprime-t-on la fréquence de rotation en fonction de N ?

Réponse

rt=1Ndξdtr_t=\frac{1}{N}\frac{d\xi}{dt}

14Question

Que fournit la loi de vitesse globale, déterminée expérimentalement ?

Réponse

Les ordres de réaction et l’énergie d’activation.

15Question

Quelle forme peut prendre une loi de vitesse globale pour A et B ?

Réponse

r=k[A]α[B]βr=k[A]^\alpha[B]^\beta

16Question

Que décrit un mécanisme réactionnel à l’échelle élémentaire ?

Réponse

La création ou la rupture d’une liaison, ou les deux simultanément.

17Question

Que suppose l’approximation de l’état quasi-stationnaire pour un intermédiaire ?

Réponse

Sa vitesse de formation égale sa vitesse de disparition.

18Question

Selon Irving Langmuir, quelles hypothèses caractérisent le modèle de Langmuir-Hinshelwood ?

Réponse

Il suppose une adsorption en monocouche et la transformation d’espèces adsorbées, généralement à l’étape déterminant la vitesse.

19Question

Dans le modèle de Langmuir-Hinshelwood, où se trouvent les deux espèces réactives ?

Réponse

Elles sont toutes deux adsorbées.

20Question

Quelle attribution est associée aux critères contrôlant les limitations diffusionnelles ?

Réponse

Koros-Nowak.

21Question

Que vérifient les critères de Koros-Nowak à temps de contact identique ?

Réponse

La conversion reste identique lorsque les conditions de diffusion sont modifiées.

22Question

Quels sont les ordres expérimentaux de la déshydrogénation du propan-2-ol en alcool, acétone et dihydrogène ?

Réponse

Ils sont respectivement fractionnaire, négatif et nul.

23Question

De quelle pression partielle initiale dépend la vitesse initiale de la déshydrogénation du propan-2-ol ?

Réponse

Uniquement de la pression partielle initiale en alcool.

24Question

Qu’est-ce qui caractérise une réaction insensible à la structure ?

Réponse

La taille des particules a peu d’effet.

25Question

Quel rapport carburant-air définit le mélange stœchiométrique indiqué ?

Réponse

1 g de carburant pour 14,7 g d’air.

26Question

En quoi les NOx sont-ils réduits dans un pot catalytique trois voies ?

Réponse

En azote moléculaire (N₂).

27Question

Qu’a provoqué le retard russe de publication des offres de palladium au début des années 2000 ?

Réponse

Les prix ont triplé en quelques mois avant de baisser lorsque la situation est revenue à la normale.

28Question

Quels sont les trois paramètres de la tension sur les platinoïdes ?

Réponse

Leur caractère stratégique pour l’automobile, le faible nombre de pays producteurs et les déséquilibres entre l’offre et la demande.

29Question

En septembre 2015, combien de voitures truquées Volkswagen a-t-elle reconnu avoir équipées ?

Réponse

Onze millions de voitures.

30Question

Quel est l’ordre de grandeur massique du palladium dans un catalyseur essence actuel ?

Réponse

90 %.

31Question

Quel rôle le rhodium joue-t-il dans les catalyseurs trois voies ?

Réponse

Il est indispensable à la réduction des NOx.

32Question

Quelle est la loi de vitesse globale de l’oxydation du CO sur Rh⁰ ?

Réponse

r=kexp[CO]−1[O2]+1r = k_{\mathrm{exp}}[\mathrm{CO}]^{-1}[\mathrm{O_2}]^{+1}

33Question

Sur Rh⁰, quel ordre cinétique le CO présente-t-il ?

Réponse

Un ordre négatif.

34Question

Selon Ertl, quelle est la succession des intermédiaires azotés dans le mécanisme de Haber-Bosch ?

Réponse

N∗→NH∗→NH2∗→NH3∗\mathrm{N^* \rightarrow NH^* \rightarrow NH_2^* \rightarrow NH_3^*}

35Question

Comment la force d’interaction avec la surface influence-t-elle le déplacement des espèces adsorbées ?

Réponse

Elle peut ralentir leur déplacement.

36Question

Quelle énergie d’activation l’oxydation du CO présente-t-elle sur Pt(111) à faible recouvrement ?

Réponse

Environ 100 kJ·mol⁻¹.

37Question

De quel composant de la biomasse le furfural est-il une molécule plateforme ?

Réponse

De l’hémicellulose.

38Question

Quel bilan global résulte du vaporeformage du méthane suivi de la réaction du gaz à l’eau ?

Réponse

CH4+2H2O→CO2+4H2\mathrm{CH_4 + 2H_2O \rightarrow CO_2 + 4H_2}

39Question

Quelle proportion des procédés industriels fait intervenir la catalyse hétérogène ?

Réponse

Environ 90 %.

40Question

Quel mécanisme possible Berzelius propose-t-il pour la catalyse en 1836 ?

Réponse

L’adsorption physique.

41Question

Sur quel métal Sabatier et Senderens découvrent-ils l’hydrogénation catalytique en 1897 ?

Réponse

Sur du nickel finement divisé.

42Question

Selon Ertl, comment l’azote moléculaire se dissocie-t-il dans le mécanisme de Haber-Bosch ?

Réponse

En atomes adsorbés sur le fer.

43Question

Quelle équation décrit la chimisorption dissociative de H₂ sur le platine ?

Réponse

H2+2∗→2H∗\mathrm{H_2 + 2* \rightarrow 2H*}

44Question

Quelle face du nickel favorise l’adsorption de l’éthylène ?

Réponse

La face (111).

45Question

Comment l’énergie d’activation d’adsorption diffère-t-elle entre physisorption et chimisorption ?

Réponse

Elle est généralement plus faible en physisorption.

46Question

De quoi dépendent les vitesses d’adsorption et de désorption en chimisorption dissociative ?

Réponse

Elles dépendent respectivement de [∗]2[*]^2 et de [X∗]2[X*]^2.

47Question

Quelle forme et quel domaine définissent l’isotherme de Freundlich ?

Réponse

[X∗]=cPn[X*]=cP^n, avec 0≤n≤10\leq n\leq 1.

48Question

Que signifie un PME de 100 % pour les atomes catalytiques ?

Réponse

Tous les atomes catalytiques sont actifs.

49Question

Quelle formule décrit l’adsorption dissociative de X selon Langmuir ?

Réponse

[X∗]=[L]KP1+KP[X*]=\frac{[L]\sqrt{KP}}{1+\sqrt{KP}}

50Question

Comment l’avancement de réaction ξ est-il défini à partir des quantités de matière ?

Réponse

ξ=ni−ni0\xi=n_i-n_{i0}

51Question

Quelle est la formule de la vitesse volumique ?

Réponse

1Vdξdt\frac{1}{V}\frac{d\xi}{dt}

52Question

Quelle est la formule de la vitesse spécifique ?

Réponse

1mdξdt\frac{1}{m}\frac{d\xi}{dt}

53Question

Quelle est la formule de la vitesse surfacique ?

Réponse

1Adξdt\frac{1}{A}\frac{d\xi}{dt}

54Question

Que faut-il faire des hypothèses théoriques d’une modélisation cinétique ?

Réponse

Les valider par comparaison avec les données expérimentales.

55Question

Dans le mécanisme de substitution nucléophile d’ordre 1, quelles étapes sont réversibles ?

Réponse

L’étape (1) est réversible.

56Question

Pour une réaction monomoléculaire A → P, quelle loi de vitesse donne le modèle lorsque la transformation de A* détermine la vitesse ?

Réponse

r=krKAPA[L]1+KAPA+KPPPr=\frac{k_rK_AP_A[L]}{1+K_AP_A+K_PP_P}

57Question

Pour A + B → P avec deux réactifs adsorbés, quelle loi de vitesse donne le modèle ?

Réponse

r=krKAPAKBPB[L](1+KAPA+KBPB+KPPP)2r=\frac{k_rK_AP_AK_BP_B[L]}{(1+K_AP_A+K_BP_B+K_PP_P)^2}

58Question

Que suppose l’hypothèse de l’intermédiaire réactionnel le plus abondant (IRPA) ?

Réponse

Un intermédiaire domine les autres, qui peuvent être négligés dans le bilan des sites.

59Question

Quelle étape déterminant la vitesse le modèle de Langmuir-Hinshelwood étendu autorise-t-il ?

Réponse

Une adsorption ou une désorption, plutôt qu’une réaction de surface.

60Question

Comment teste-t-on la diffusion interne dans un catalyseur ?

Réponse

On compare différentes tailles de grains à volume de catalyseur et débit identiques.

61Question

Que révèle une conversion identique lors du test de diffusion interne ?

Réponse

L’absence de diffusion interne détectable.

62Question

Comment teste-t-on la diffusion externe en flux continu ?

Réponse

On fait varier le débit et le volume de catalyseur dans les mêmes proportions, à temps de contact identique.

63Question

Quelle est la loi linéarisée de la vitesse initiale globale de déshydrogénation du propan-2-ol ?

Réponse

log⁡(r∘)=log⁡(kglobale)+αlog⁡(Pal∘)\log(r^\circ)=\log(k_{globale})+\alpha\log(P_{al}^\circ)

64Question

Quelle loi décrit la dépendance de la constante cinétique à la température pour la déshydrogénation du propan-2-ol ?

Réponse

k=Aexp⁡(−EaRT)k=A\exp\left(-\frac{E_a}{RT}\right)

65Question

Quelle expression donne la vitesse initiale détaillée de déshydrogénation du propan-2-ol ?

Réponse

r∘=k2K1Pal∘[L]1+K1Pal∘r^\circ=\frac{k_2K_1P_{al}^\circ[L]}{1+K_1P_{al}^\circ}

66Question

Quelle expression donne la vitesse à conversion élevée avec adsorption compétitive de l’alcool et de l’acétone ?

Réponse

r=k2K1Pal[L]1+K1Pal+K3Pacr=\frac{k_2K_1P_{al}[L]}{1+K_1P_{al}+K_3P_{ac}}

67Question

Selon quel critère l’hydrogénation du cyclohexène ne présente-t-elle pas d’effet de diffusion détectable ?

Réponse

Le critère de Koros-Nowak.

68Question

Quel est l’ordre en dihydrogène pour l’hydrogénation du cyclohexène ?

Réponse

L’ordre est égal à 1.

69Question

À quoi est associé l’ordre nul en cyclohexène ?

Réponse

À une quasi-saturation des sites catalytiques par le cyclohexène ou ses dérivés.

70Question

Quelles sont les valeurs des ordres expérimentaux de l’hydrogénolyse de l’éthane ?

Réponse

α=1\alpha=1 et −2<β<0,5-2<\beta<0{,}5.

71Question

Quelle relation relie xx, α\alpha et β\beta dans le modèle d’hydrogénolyse de l’éthane ?

Réponse

x=6−2(1−β)αx=6-\frac{2(1-\beta)}{\alpha}.

72Question

Que fixent les normes européennes d’émission pour les véhicules ?

Réponse

Des limites maximales de rejets polluants, mesurées durant le cycle NEDC.

73Question

Quelles sont les limites Euro 6d des véhicules essence pour les NOx, le CO et les hydrocarbures ?

Réponse

60, 1000 et 100 mg/km, respectivement.

74Question

Quelle masse de métaux catalytiques contient environ un pot catalytique ?

Réponse

Environ 5 g.

75Question

Pourquoi le palladium a-t-il remplacé le platine en catalyse trois voies essence ?

Réponse

Parce qu’il était moins cher.

76Question

Combien Ford a-t-elle perdu après avoir acheté du palladium au plus haut des prix ?

Réponse

Près d’un milliard de dollars américains.

77Question

Dans les années 1990, quel métal a remplacé le platine dans les catalyseurs trois voies à essence ?

Réponse

Le palladium.

78Question

Quels sont les ordres expérimentaux en CO et O₂ sur Rh⁰ ?

Réponse

−1,2 en CO et +1,1 en O₂.

79Question

Quels sont les ordres expérimentaux en CO et O₂ sur Rhˣ⁺ supporté sur Ce₀,₆₈Zr₀,₃₂O₂ ?

Réponse

+0,4 en CO et +0,1 en O₂.

80Question

Quelle est la loi de vitesse détaillée de l’oxydation du CO sur Rhˣ⁺ ?

Réponse

r=k1[O2]k2[CO][L]k1[O2]+k2[CO]r = \frac{k_1[\mathrm{O_2}]k_2[\mathrm{CO}][L]}{k_1[\mathrm{O_2}] + k_2[\mathrm{CO}]}

81Question

Quelle est l’énergie de dissociation de la triple liaison N≡N\mathrm{N\equiv N} ?

Réponse

945 kJ·mol⁻¹.

82Question

Où la réaction du CO et de l’oxygène adsorbés se produit-elle sur Pt(110), selon la microscopie à effet tunnel ?

Réponse

Aux frontières entre les zones nues, les zones couvertes de CO et celles portant de l’oxygène adsorbé.

83Question

Quelles sources de pentoses servent à produire du furfural ?

Réponse

Les épis de maïs, la bagasse, l’avoine, l’amande et le coton.

84Question

Quelle était la production mondiale annuelle de furfural en 2005 ?

Réponse

280 kilotonnes par an.

85Question

Quelle référence présente le furfural comme molécule plateforme prometteuse issue de la biomasse ?

Réponse

Werpy et al., Top Value Added Chemicals from Biomass, Volume 1 - Results of Screening for Potential Candidates from Sugars and Synthesis Gas, 2004.

86Question

Quels produits l’hydrogénation catalytique du furfural sur Cu/SiO₂ peut-elle former ?

Réponse

De l’alcool furfurylique puis du méthylfurane.

87Question

Quelle part de la production mondiale d’ammoniac est destinée aux engrais azotés ?

Réponse

Environ 80 %.

88Question

Quelle part de la consommation énergétique mondiale représente la production d’ammoniac ?

Réponse

Environ 2 %.

89Question

Quel effet la capture du CO₂ a-t-elle sur les émissions et le coût du dihydrogène ?

Réponse

Elle réduit les émissions de 70 % et double le coût de production du dihydrogène.

90Question

Quelles sont les parts du gaz et du charbon dans la production conventionnelle de méthanol ?

Réponse

65 % pour le gaz et 35 % pour le charbon.

91Question

Quel pourcentage de métal exposé est calculé pour le catalyseur étudié ?

Réponse

92,55 %

92Question

En quelle année Ostwald définit-il la catalyse comme une influence sur la vitesse d’une réaction ?

Réponse

1895.

93Question

Qu’a publié Ostwald en 1895 sur la catalyse ?

Réponse

Une définition de la catalyse comme influence sur la vitesse d’une réaction, et non sur sa thermodynamique.

94Question

Quelle quantité totale de palladium contient 1 g de catalyseur à 5 % massique de Pd ?

Réponse

0,05106,42×103≃0,470 mmol⋅gcat−1\frac{0{,}05}{106{,}42}\times 10^3\simeq 0{,}470\ \text{mmol·g}_{cat}^{-1}

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 46 questions sur Cinétique et catalyse hétérogène.

1. Un catalyseur est ajouté à une réaction dont les réactifs et les produits restent les mêmes. Quelle conséquence doit-on attendre sur le profil réactionnel et l’état d’équilibre ?

2. Lors d’une expérience, une substance se fixe à la surface d’un catalyseur, tandis qu’une autre pénètre dans son volume. Comment classer ces deux phénomènes, dans cet ordre ?

Faire le QCM →

Consultez la fiche

Révisez le cours complet dans la fiche de révision de Cinétique et catalyse hétérogène.

Voir la fiche →

Cours similaires

Crée tes propres flashcards

Importe ton cours et l'IA génère des flashcards en 30 secondes.

Générateur de flashcards