QCM : Dérivée et cinétique chimique (21 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Au cours d’une transformation, une espèce perd des électrons. S’agit-il d’une oxydation ou d’une réduction ?

D’une oxydation, car elle correspond à un gain d’électrons
D’une oxydation, car elle correspond à une perte d’électrons
D’une réduction, car elle correspond à un gain d’électrons
D’une réduction, car elle correspond à une perte d’électrons

D’une oxydation, car elle correspond à une perte d’électrons

Explication

La perte d’électrons définit une oxydation, tandis que le gain d’électrons définit une réduction. Confondre la perte avec la réduction inverse ces deux processus.

2. Que mesure la dérivée d’une fonction par rapport à une variable ?

La valeur moyenne de la fonction sur un intervalle donné
Le taux de variation de la fonction par rapport à cette variable
La valeur de la fonction lorsque la variable est nulle
La variation de la variable lorsque la fonction reste constante

Le taux de variation de la fonction par rapport à cette variable

Explication

La dérivée exprime le taux de variation de la fonction selon la variable considérée. La valeur moyenne décrit une propriété sur un intervalle, et non le taux de variation instantané.

3. Dans une réaction d’oxydoréduction, quel changement se produit entre le réducteur et l’oxydant ?

Un transfert de protons de l’oxydant vers le réducteur
Une mise en commun d’électrons sans changement des espèces
Un transfert d’électrons du réducteur vers l’oxydant
Un transfert d’atomes entre deux espèces sans échange électronique

Un transfert d’électrons du réducteur vers l’oxydant

Explication

Une réaction d’oxydoréduction implique un transfert d’électrons entre un réducteur et un oxydant. Un transfert de protons seul ne définit pas une réaction d’oxydoréduction.

4. Quelle équation relie la pression, le volume, la quantité de matière et la température d’un gaz parfait ?

PV=nRTPV = \frac{n}{RT}
P+V=nRTP + V = nRT
P=nVRTP = nVRT
PV=nRTPV = nRT

$$PV = nRT$$

Explication

L’équation des gaz parfaits est PV=nRTPV = nRT, où la constante des gaz parfaits vaut R=8,31R = 8{,}31 en unités du Système international. La relation PV=n/(RT)PV = n/(RT) place incorrectement RTRT au dénominateur.

5. Comment définit-on le temps de demi-réaction lorsque l’avancement final vaut xfx_f ?

La durée nécessaire pour atteindre un avancement égal à 2xf2x_f
La durée correspondant à la moitié de la vitesse initiale
La durée nécessaire pour consommer la moitié du réactif initial
La durée nécessaire pour atteindre un avancement égal à xf2\frac{x_f}{2}

La durée nécessaire pour atteindre un avancement égal à $$\frac{x_f}{2}$$

Explication

Le temps de demi-réaction est la durée au bout de laquelle l’avancement atteint la moitié de sa valeur finale. La moitié du réactif initial n’est pas la définition générale, car elle ne correspond pas nécessairement à la moitié de l’avancement final.

6. Une équipe mesure l’avancement d’une réaction à intervalles réguliers pendant son déroulement. Quelle démarche réalise-t-elle ?

Un équilibrage chimique, qui détermine les coefficients de l’équation à différentes dates.
Un dosage final, qui détermine la quantité initiale de réactifs à différentes dates.
Une identification qualitative, qui repère les produits sans mesurer leur évolution.
Un suivi temporel, qui détermine expérimentalement l’avancement à différentes dates.

Un suivi temporel, qui détermine expérimentalement l’avancement à différentes dates.

Explication

Le suivi temporel consiste à déterminer expérimentalement les valeurs de l’avancement xx à différentes dates. L’équilibrage établit les coefficients de l’équation chimique et ne consiste pas à mesurer l’évolution de l’avancement.

7. Comment s’exprime la vitesse volumique d’une réaction en fonction de l’avancement et du volume de solution ?

v=1Vsdxdtv = \frac{1}{V_s}\frac{dx}{dt}, avec VsV_s en litres
v=Vsdxdtv = V_s\frac{dx}{dt}, avec VsV_s en litres
v=dxdtv = \frac{dx}{dt}, indépendamment du volume de solution
v=1Vsdtdxv = \frac{1}{V_s}\frac{dt}{dx}, avec VsV_s en litres

$$v = \frac{1}{V_s}\frac{dx}{dt}$$, avec $$V_s$$ en litres

Explication

La vitesse volumique correspond à la dérivée de l’avancement par rapport au temps, divisée par le volume total de la solution exprimé en litres. Multiplier par le volume, comme dans un distracteur, ne donne pas cette grandeur volumique.

8. Une transformation chimique se produit trop rapidement pour que sa durée puisse être mesurée : quelle est sa classification ?

C’est une réaction rapide, car sa durée ne peut pas être mesurée.
C’est une réaction lente, car sa durée est trop courte pour être observée.
C’est une réaction rapide, car elle dure nécessairement moins d’une seconde.
C’est une réaction lente, car toute transformation possède une durée.

C’est une réaction rapide, car sa durée ne peut pas être mesurée.

Explication

Une réaction rapide est définie comme une transformation dont la durée ne peut pas être mesurée. Le fait qu’une transformation possède une durée ne suffit pas à la classer comme lente, puisque le critère est la possibilité de mesurer cette durée.

9. Pour équilibrer une réaction redox en milieu basique, quelles espèces peut-on ajouter pour ajuster les atomes et les charges ?

Des ions HO⁻ et de l’eau.
Des ions H⁺ et de l’eau.
Des ions H₃O⁺ et des ions HO⁻.
Des ions H⁺ sans ajout d’eau.

Des ions HO⁻ et de l’eau.

Explication

En milieu basique, on peut ajouter des ions HO⁻, tandis que l’eau peut être ajoutée quel que soit le milieu. Les ions H⁺ ou H₃O⁺ sont associés à l’ajustement en milieu acide.

10. Quel comportement électronique caractérise un oxydant ?

Il peut capter un ou plusieurs électrons
Il peut diminuer le volume d’une solution
Il peut céder un ou plusieurs électrons
Il peut augmenter le nombre de protons d’un atome

Il peut capter un ou plusieurs électrons

Explication

Un oxydant est une espèce capable de capter un ou plusieurs électrons. La cession d’électrons caractérise un réducteur.

11. Une transformation chimique s’achève en quelques minutes, durée que l’on peut mesurer : comment la classer ?

Comme une réaction rapide, car elle se termine en quelques minutes.
Comme une réaction lente, car elle produit nécessairement plusieurs étapes.
Comme une réaction lente, car sa durée est mesurable.
Comme une réaction rapide, car sa durée est exprimée en unités de temps.

Comme une réaction lente, car sa durée est mesurable.

Explication

Une réaction lente se termine après une durée mesurable, qui peut être de l’ordre des secondes, des minutes ou des heures. Une réaction rapide se distingue par une durée qui ne peut pas être mesurée.

12. Quelle propriété caractérise un réducteur dans une réaction d’oxydoréduction ?

Il peut libérer des protons sans échange électronique
Il peut capter un ou plusieurs électrons
Il peut céder un ou plusieurs électrons
Il peut former un précipité sans se transformer

Il peut céder un ou plusieurs électrons

Explication

Un réducteur est une espèce susceptible de céder un ou plusieurs électrons. La capture d’électrons correspond au comportement d’un oxydant.

13. Un solide a une masse volumique ρ\rho et celle de l’eau vaut ρ0\rho_0. Quelle expression donne la densité du solide ?

d=ρ−ρ0d = \rho - \rho_0
d=ρρ0d = \rho \rho_0
d=ρρ0d = \frac{\rho}{\rho_0}
d=ρ0ρd = \frac{\rho_0}{\rho}

$$d = \frac{\rho}{\rho_0}$$

Explication

La densité d’un solide ou d’un liquide est le rapport de sa masse volumique à celle de l’eau. Le rapport inversé compare l’eau au solide et ne correspond pas à la définition de la densité.

14. Une solution de concentration molaire CC occupe un volume VV. Quelle relation donne la quantité de matière nn qu’elle contient ?

n=VCn = \frac{V}{C}
n=CVn = CV
n=C+Vn = C + V
n=CVn = \frac{C}{V}

$$n = CV$$

Explication

La quantité de matière d’une solution est le produit de sa concentration molaire par son volume. La relation C=n/VC=n/V sert à calculer la concentration, et non directement à calculer nn.

15. Lorsqu’on combine les deux demi-équations d’une réaction d’oxydoréduction, quelle condition doit être satisfaite pour équilibrer les échanges d’électrons ?

Le nombre d’électrons perdus doit égaler le nombre d’électrons gagnés.
Le nombre d’atomes oxydés doit égaler le nombre d’atomes réduits.
Le nombre de molécules d’eau doit égaler celui des ions échangés.
La charge totale doit être positive dans chaque demi-équation.

Le nombre d’électrons perdus doit égaler le nombre d’électrons gagnés.

Explication

Les demi-équations doivent être ajustées de sorte que le nombre d’électrons cédés soit égal au nombre d’électrons captés. Égaliser le nombre d’atomes oxydés et réduits ne garantit pas l’équilibre des électrons échangés.

16. Si la température d’un mélange réactionnel est augmentée, quel effet cela a-t-il sur la vitesse de réaction ?

Elle diminue d’abord, puis augmente lorsque le mélange refroidit
Elle reste inchangée, car seule la concentration modifie la vitesse
Elle augmente, tandis qu’une baisse de température tend à la diminuer
Elle diminue, tandis qu’une baisse de température tend à l’augmenter

Elle augmente, tandis qu’une baisse de température tend à la diminuer

Explication

Une température plus élevée augmente la vitesse de réaction, tandis qu’une température plus basse la réduit. La concentration peut aussi influencer la vitesse, mais elle n’annule pas l’effet de la température.

17. Qu’appelle-t-on un facteur cinétique ?

Une grandeur qui mesure la quantité finale de produit obtenue
Une grandeur physique qui modifie la vitesse d’une réaction chimique
Une étape élémentaire qui décrit la transformation des réactifs
Une espèce chimique qui apparaît nécessairement dans l’équation-bilan

Une grandeur physique qui modifie la vitesse d’une réaction chimique

Explication

Un facteur cinétique est une grandeur physique qui modifie la vitesse d’une réaction chimique. Une étape élémentaire décrit un mécanisme réactionnel, mais ne désigne pas la grandeur qui influence la vitesse.

18. Deux mélanges réagissent dans les mêmes conditions, mais le premier possède une concentration initiale en réactifs plus élevée. Quelle conséquence prévoit-on ?

La réaction est plus rapide, car les chocs entre particules sont plus fréquents
La vitesse est inchangée, car la concentration n’influence pas les chocs entre particules
La réaction est plus rapide, car la température augmente avec la concentration
La réaction est plus lente, car les particules disposent de moins d’espace pour se déplacer

La réaction est plus rapide, car les chocs entre particules sont plus fréquents

Explication

Une concentration initiale plus élevée accroît la fréquence des chocs entre particules et augmente donc la vitesse de réaction. La concentration ne provoque pas, à elle seule, une hausse de température du mélange.

19. Sur un graphique représentant l’avancement xx en fonction du temps tt, que représente dxdt\frac{dx}{dt} à un instant donné ?

La pente de la droite reliant l’origine au point considéré
L’aire comprise entre la courbe et l’axe du temps
La pente de la tangente à la courbe en cet instant
La valeur de l’avancement à l’instant considéré

La pente de la tangente à la courbe en cet instant

Explication

La dérivée dxdt\frac{dx}{dt} est le coefficient directeur de la tangente à la courbe x(t)x(t) à l’instant considéré. La pente reliant l’origine au point correspond plutôt à un taux moyen sur un intervalle.

20. Pour suivre une réaction par une méthode physique, laquelle de ces approches convient ?

Déterminer les coefficients stœchiométriques à partir de la formule des réactifs.
Mesurer la conductivité, le pH, l’absorption lumineuse ou la pression d’un gaz.
Ajouter un indicateur coloré et identifier visuellement les produits formés.
Doser un réactif par oxydoréduction ou par conductimétrie à intervalles réguliers.

Mesurer la conductivité, le pH, l’absorption lumineuse ou la pression d’un gaz.

Explication

Les méthodes physiques de suivi comprennent la conductimétrie, la pH-métrie, la spectrophotométrie et la mesure de la pression ou du volume des gaz. Le dosage d’oxydoréduction ou le dosage conductimétrique relève du suivi chimique.

21. Sur le graphique d’une fonction, que représente la dérivée en un instant donné ?

La distance entre le point de la courbe et l’axe horizontal
L’ordonnée du point de la courbe correspondant à cet instant
Le coefficient directeur de la tangente à la courbe en cet instant
La pente de la droite reliant deux points éloignés de la courbe

Le coefficient directeur de la tangente à la courbe en cet instant

Explication

La dérivée en un instant est égale au coefficient directeur de la tangente à la courbe à cet instant. L’ordonnée du point donne la valeur de la fonction, pas sa dérivée.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 53 flashcards sur Dérivée et cinétique chimique.

Que mesure la dérivée d’une fonction par rapport à une variable ?

Son taux de variation.

Quelle notation désigne la dérivée lorsque la variable est le temps tt ?

dfdt\frac{df}{dt}

À quoi correspond graphiquement la dérivée de f(t)f(t) à un instant donné ?

Au coefficient directeur de la tangente à la courbe à cet instant.

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