QCM : Énergie chimique et combustions (17 questions)

Explication

Une mole est un paquet de $6,02 \times 10^{23}$ entités élémentaires. La valeur avec l’exposant 22 sous-estime ce nombre, celle avec l’exposant 24 le surestime, et 6,02 omet l’échelle indiquée par l’exposant.

Explication

La quantité de matière compte les moles contenues dans l’échantillon ; elle se note $n$ et s’exprime en mol. La masse se mesure en grammes, le nombre d’entités est sans unité et la masse molaire s’exprime en $\mathrm{g\,mol^{-1}}$.

Explication

La relation est $n = \frac{N}{N_A}$, donc $n = \frac{1,204 \times 10^{24}}{6,02 \times 10^{23}} = 2,00\ \mathrm{mol}$. Multiplier par $N_A$ inverse la formule, et le quotient inversé donne une valeur erronée.

Explication

La masse molaire atomique est la masse d’une mole d’atomes d’un élément pris à l’état naturel, exprimée en $\mathrm{g\,mol^{-1}}$. La masse d’une mole de molécules relève de la masse molaire moléculaire, tandis qu’une masse volumique rapporte une masse à un volume.

Explication

On applique $n = \frac{\rho V}{M}$ : $\rho V = 800 \times 2,0 \times 10^{-3} = 1,6\ \mathrm{kg}$, puis $n = \frac{1,6}{0,040} = 40\ \mathrm{mol}$. $1,6\ \mathrm{mol}$ oublie la division par la masse molaire, et multiplier par $M$ donne une opération incorrecte.

Explication

Une transformation chimique consomme les réactifs présents au départ et forme de nouveaux produits. Un mélange réunit des espèces sans cette formation, tandis que la séparation et la conservation décrivent d’autres changements.

Explication

Les réactifs sont les espèces de l’état initial qui sont consommées pour former les produits de l’état final. Parler de produits initiaux inverse les états, et qualifier A et B de produits confond consommation et formation.

Explication

Le tétraèdre du feu reprend les éléments du triangle et leur ajoute les radicaux libres, identifiés comme quatrième élément au début des années 1980. La chaleur, le comburant et le combustible appartiennent aux éléments nécessaires à la combustion, mais ne constituent pas cet ajout.

Explication

Le triangle du feu correspond à une combustion sans flammes, tandis que le tétraèdre décrit une combustion avec flammes et inclut les radicaux libres. Le modèle des produits et celui des radicaux ne sont pas les deux modèles du feu distingués ici.

Explication

Une combustion consomme un combustible et un comburant, forme de nouvelles espèces chimiques et libère de l’énergie sous forme de chaleur et de lumière. Une transformation endothermique absorbe de l’énergie, et une simple émission lumineuse ne décrit pas ces changements chimiques.

Explication

Une combustion incomplète se produit lorsque le dioxygène est en défaut ; elle peut former, en plus du dioxyde de carbone et de l’eau, du carbone et du monoxyde de carbone. L’excès de dioxygène caractérise la combustion complète, et le monoxyde de carbone n’est pas son produit caractéristique.

Explication

Pour $\mathrm{C_nH_m}$, les coefficients sont $n+\frac{m}{4}$ pour le dioxygène, $n$ pour le dioxyde de carbone et $\frac{m}{2}$ pour l’eau. Avec $n=3$ et $m=8$, on obtient respectivement $5$, $3$ et $4$ ; la valeur $4$ pour le dioxygène confond son coefficient avec celui de l’eau, le coefficient $1$ omet l’ajustement, et $\frac{9}{2}$ avec $3$ molécules d’eau correspond à une autre relation de combustion.

Explication

Pour un alcène $\mathrm{C_nH_{2n}}$, la combustion complète suit $\mathrm{C_nH_{2n}+\frac{3n}{2}O_2\rightarrow nCO_2+nH_2O}$ ; avec $n=4$, les coefficients sont $1,6,4,4$. Le coefficient $5$ pour le dioxygène résulte de l’autre formule d’hydrocarbure, tandis que les autres propositions modifient à tort les quantités d’eau ou assimilent l’alcène à un alcane.

Explication

Il faut comparer les rapports quantité initiale/coefficient : $\frac{n_i(A)}{2}=0{,}4$ mol et $\frac{n_i(B)}{1}=0{,}6$ mol. Comme le premier rapport est inférieur, $A$ est limitant ; comparer les quantités brutes néglige les coefficients, l’inégalité inversée désigne à tort $B$, et les rapports ne sont pas égaux.

Explication

La proportionnalité impose $\frac{n_f(D)}{2}=\frac{n_i(A)}{2}=0{,}20$ mol, donc $n_f(D)=0{,}40$ mol. La valeur $0{,}20$ omet le coefficient de $D$, $0{,}60$ applique celui de $C$, et $0{,}80$ multiplie par le coefficient de $A$ au lieu d’utiliser le rapport stœchiométrique.

Explication

Le pouvoir calorifique caractérise l’énergie libérée sous forme de chaleur par la combustion complète d’une quantité définie de combustible, dans les conditions indiquées. La puissance thermique désigne un débit d’énergie, le rendement compare énergie utile et énergie reçue, et la chaleur massique concerne l’échauffement d’une substance.

Explication

Les dangers associés aux combustions sont l’incendie, l’asphyxie, l’intoxication et l’explosion. La corrosion, la brûlure et l’électrisation peuvent être des risques dans d’autres contextes, mais ne remplacent pas les dangers énumérés ici.