QCM : Combustions et énergie chimique (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Dans une pièce où un appareil fonctionne avec trop peu de dioxygène, quel danger lié à une combustion incomplète peut intoxiquer les occupants ?

Une intoxication au dioxyde de carbone
Des brûlures par exposition aux flammes
Une intoxication au monoxyde de carbone
Une asphyxie due au manque de dioxygène

Une intoxication au monoxyde de carbone

Explication

Une combustion incomplète produit du monoxyde de carbone, qui peut provoquer une intoxication. Le dioxyde de carbone est confondu avec le gaz en cause, les brûlures avec un autre danger des flammes, et l’asphyxie avec l’intoxication au monoxyde de carbone.

2. Un incendie ravage un entrepôt et une explosion détruit une partie de ses locaux : quelle conséquence sur les biens correspond à ces événements ?

La destruction de bâtiments par incendie ou explosion
L’intoxication des occupants par un gaz toxique
Les brûlures des personnes exposées aux flammes
L’asphyxie des occupants par les fumées de l’incendie

La destruction de bâtiments par incendie ou explosion

Explication

Un incendie ou une explosion peut détruire des bâtiments, ce qui constitue un danger pour les biens. L’asphyxie, les brûlures et l’intoxication sont des dangers pour les personnes, et non des dommages matériels.

3. Dans un logement, les conduits d’aération sont obstrués et les entrées d’air encrassées : quelle action relève de la prévention des risques de combustion ?

Dégager les conduits et nettoyer les entrées d’air
Poser un détecteur de fumée pour signaler un incendie
Installer un extincteur pour combattre un feu déclaré
Installer un sprinkler pour arroser automatiquement la pièce

Dégager les conduits et nettoyer les entrées d’air

Explication

La prévention comprend le nettoyage des entrées d’air et l’absence d’obstruction des conduits d’aération et de ventilation. Un extincteur, un détecteur et un sprinkler sont des moyens de protection ou d’alerte, et ne remplacent pas ces gestes préventifs.

4. Un établissement veut disposer de moyens capables de détecter un danger et de contribuer à l’extinction d’un incendie : quel ensemble est constitué de moyens de protection contre l’incendie ?

Conduits de ventilation, conduits de fumée, bougies et extincteurs
Détecteurs de fumée, appareils de chauffage, entrées d’air et sprinklers
Appareils de chauffage entretenus, entrées d’air nettoyées et conduits dégagés
Détecteurs de fumée et de monoxyde de carbone, RIA, extincteurs et sprinklers

Détecteurs de fumée et de monoxyde de carbone, RIA, extincteurs et sprinklers

Explication

Les moyens de protection comprennent les détecteurs de fumée et de monoxyde de carbone, les RIA, les extincteurs et les sprinklers. L’entretien du chauffage et des conduits relève de la prévention ; les conduits, les bougies et les entrées d’air ne sont pas des équipements de protection.

5. Dans un récipient, plusieurs espèces chimiques sont présentes et certaines sont susceptibles de réagir entre elles. Comment désigne-t-on cet ensemble ?

Un système chimique
Un état final
Une espèce chimique pure
Une transformation chimique

Un système chimique

Explication

Un système chimique est un ensemble d’espèces chimiques susceptibles de réagir entre elles. Une espèce pure ne désigne qu’une seule espèce, l’état final est un état du système et la transformation désigne son passage d’un état à un autre.

6. Lors d’une expérience, des réactifs présents au départ disparaissent et de nouvelles espèces apparaissent à la fin. Quel phénomène cela décrit-il ?

Un changement d’état physique sans nouvelles espèces
Une formation des réactifs à partir des produits
Une transformation chimique entre deux états du système
Un mélange des espèces avant toute réaction

Une transformation chimique entre deux états du système

Explication

Une transformation chimique fait passer le système d’un état initial à un état final, avec disparition de réactifs et apparition de produits. Un changement physique ne crée pas de nouvelles espèces, et les réactifs sont présents au départ.

7. Pour représenter la combustion complète du butane, quelle équation respecte les coefficients stœchiométriques de l’équation équilibrée ?

13 C4H10+2 O2→8 CO2+10 H2O13\,\mathrm{C_4H_{10}}+2\,\mathrm{O_2}\rightarrow 8\,\mathrm{CO_2}+10\,\mathrm{H_2O}
2 C4H10+10 O2→8 CO2+10 H2O2\,\mathrm{C_4H_{10}}+10\,\mathrm{O_2}\rightarrow 8\,\mathrm{CO_2}+10\,\mathrm{H_2O}
2 C4H10+13 O2→8 CO2+10 H2O2\,\mathrm{C_4H_{10}}+13\,\mathrm{O_2}\rightarrow 8\,\mathrm{CO_2}+10\,\mathrm{H_2O}
2 C4H10+13 O2→10 CO2+8 H2O2\,\mathrm{C_4H_{10}}+13\,\mathrm{O_2}\rightarrow 10\,\mathrm{CO_2}+8\,\mathrm{H_2O}

$$2\,\mathrm{C_4H_{10}}+13\,\mathrm{O_2}\rightarrow 8\,\mathrm{CO_2}+10\,\mathrm{H_2O}$$

Explication

L’équation équilibrée de la combustion complète du butane est 2 C4H10+13 O2→8 CO2+10 H2O2\,\mathrm{C_4H_{10}}+13\,\mathrm{O_2}\rightarrow 8\,\mathrm{CO_2}+10\,\mathrm{H_2O}. Le coefficient 10 devant le dioxygène ne conserve pas le nombre d’atomes d’oxygène, et les autres propositions modifient les coefficients des réactifs ou des produits.

8. Une réaction entre un combustible et un comburant démarre après l’apport d’une étincelle. De quel type de transformation s’agit-il ?

Une transformation physique déclenchée par une étincelle
Une combustion amorcée par une énergie d’activation
Une transformation endothermique amorcée par du dioxygène
Une combustion amorcée par un produit de réaction

Une combustion amorcée par une énergie d’activation

Explication

Une combustion est une transformation chimique entre un combustible et un comburant, amorcée par une énergie d’activation comme une étincelle. Le dioxygène est le comburant, pas une énergie d’activation, et une combustion n’est pas un changement physique.

9. Dans un appareil mal ventilé, la quantité de dioxygène disponible est insuffisante pendant la combustion. Quelle situation est à prévoir ?

Une combustion complète produisant du CO₂ incolore et inodore
Une combustion complète produisant du CO inodore et dangereux
Une combustion incomplète pouvant produire du CO incolore et inodore
Une combustion incomplète produisant du CO₂ coloré et odorant

Une combustion incomplète pouvant produire du CO incolore et inodore

Explication

Une quantité insuffisante de dioxygène entraîne une combustion incomplète, qui produit du monoxyde de carbone, gaz incolore, inodore et dangereux. Une combustion complète exige une quantité suffisante de dioxygène; le dioxyde de carbone n’est pas le CO produit dans cette situation.

10. Lors d’une transformation chimique, le système absorbe de l’énergie thermique. Comment évolue l’énergie du système et comment qualifie-t-on la transformation ?

Elle augmente, et la transformation est exothermique.
Elle diminue, et la transformation est exothermique.
Elle diminue, et la transformation est endothermique.
Elle augmente, et la transformation est endothermique.

Elle augmente, et la transformation est endothermique.

Explication

Une transformation qui absorbe de l’énergie thermique augmente l’énergie du système et est dite endothermique. Une libération thermique correspond à une transformation exothermique, tandis que l’associer à une baisse d’énergie inverse l’évolution décrite.

11. Que désigne le pouvoir calorifique d’un combustible, et dans quelle unité s’exprime-t-il ?

La masse consommée lors de la combustion complète d’un kilogramme, en J·kg⁻¹.
L’énergie thermique absorbée par la combustion d’un kilogramme, en J·kg⁻¹.
L’énergie thermique dégagée par la combustion complète d’une mole, en J·mol⁻¹.
L’énergie thermique dégagée par la combustion complète d’un kilogramme, en J·kg⁻¹.

L’énergie thermique dégagée par la combustion complète d’un kilogramme, en J·kg⁻¹.

Explication

Le pouvoir calorifique correspond à l’énergie thermique dégagée par la combustion complète d’un kilogramme de combustible et s’exprime en J·kg⁻¹. L’énergie totale, l’énergie absorbée et la quantité par mole renvoient à des notions ou unités différentes.

12. Une combustion libère 180 kJ180\,\text{kJ} à partir de 0,6 kg0{,}6\,\text{kg} de combustible. Quelle expression permet de calculer son pouvoir calorifique et quelle valeur obtient-on ?

PC=EmPC=\frac{E}{m}, soit 300 kJ⋅kg−1300\,\text{kJ·kg}^{-1}.
PC=mEPC=\frac{m}{E}, soit 0,0033 kg⋅kJ−10{,}0033\,\text{kg·kJ}^{-1}.
PC=E×mPC=E\times m, soit 108 kJ⋅kg−1108\,\text{kJ·kg}^{-1}.
PC=EmPC=\frac{E}{m}, soit 30 kJ⋅kg−130\,\text{kJ·kg}^{-1}.

$$PC=\frac{E}{m}$$, soit $$300\,\text{kJ·kg}^{-1}$$.

Explication

Le pouvoir calorifique se calcule par PC=EmPC=\frac{E}{m} ; ici, 180÷0,6=300 kJ⋅kg−1180\div 0{,}6=300\,\text{kJ·kg}^{-1}. Le produit E×mE\times m et le quotient inversé ne respectent pas la relation, tandis que 30 kJ⋅kg−130\,\text{kJ·kg}^{-1} résulte d’une erreur de calcul.

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Quelles lésions les flammes d’une combustion peuvent-elles provoquer chez les personnes ?

Des brûlures.

Quel gaz toxique issu des combustions incomplètes peut intoxiquer les personnes ?

Le monoxyde de carbone.

Quelles conséquences les fumées ou le manque de dioxygène peuvent-ils provoquer chez les personnes ?

Des asphyxies.

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