QCM : Équilibre des réactions chimiques — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. À quelle condition un équilibre dynamique est-il établi dans une réaction réversible ?

Les concentrations des réactifs et des produits deviennent nécessairement identiques.
La réaction directe s’arrête après la consommation d’une partie des réactifs.
La réaction inverse devient plus rapide que la réaction directe, avec des concentrations variables.
Les vitesses des réactions directe et inverse deviennent égales, avec des concentrations constantes.

Les vitesses des réactions directe et inverse deviennent égales, avec des concentrations constantes.

Explication

Un équilibre dynamique correspond à l’égalité des vitesses directe et inverse, tandis que les concentrations macroscopiques restent constantes. L’idée d’un arrêt de la réaction directe décrit plutôt un équilibre statique et constitue une confusion fréquente.

2. Qu'est-ce qu'un équilibre dynamique en chimie ?

Un état où les concentrations de réactifs et de produits restent constantes, mais les réactions directe et inverse continuent de se produire.
Un état où la vitesse de la réaction directe est nulle, mais celle de la réaction inverse est positive.
Un état où toutes les réactions chimiques s'arrêtent complètement.
Un état où les concentrations de réactifs diminuent sans cesse, tandis que celles des produits augmentent indéfiniment.

Un état où les concentrations de réactifs et de produits restent constantes, mais les réactions directe et inverse continuent de se produire.

Explication

Un équilibre dynamique est atteint lorsque les vitesses des réactions directe et inverse sont égales, ce qui maintient les concentrations constantes. Contrairement à une réaction arrêtée, les réactions continuent de se produire à un rythme égal.

3. Dans le système 2 NO2⇌N2O42\,NO_2 \rightleftharpoons N_2O_4, quelle observation permet d’identifier correctement les espèces colorées et incolores ?

Le NO2NO_2 est brun et le N2O4N_2O_4 est incolore.
Les deux espèces sont incolores lorsque l’équilibre entre les deux formes est atteint.
Les deux espèces sont brunes, car elles contiennent de l’azote et de l’oxygène.
Le NO2NO_2 est incolore et le N2O4N_2O_4 est brun.

Le $$NO_2$$ est brun et le $$N_2O_4$$ est incolore.

Explication

Dans cet équilibre, le dioxyde d’azote NO2NO_2 est brun et le tétraoxyde de diazote N2O4N_2O_4 est incolore. L’établissement de l’équilibre ne supprime donc pas la différence de couleur entre les deux espèces.

4. Quel est le rôle principal de la constante d’équilibre Kc dans une réaction chimique ?

Elle permet de déterminer la composition à l’équilibre d’un système.
Elle indique si la réaction est endothermique ou exothermique.
Elle mesure la quantité de chaleur échangée lors de la réaction.
Elle indique la vitesse de la réaction à l’équilibre.

Elle permet de déterminer la composition à l’équilibre d’un système.

Explication

La constante d’équilibre Kc indique la proportion des concentrations des produits et des réactifs à l’équilibre, permettant de prévoir la composition du système. Elle ne donne pas directement la vitesse, la chaleur échangée ou la nature endo/exothermique de la réaction.

5. Quelle expression représente la constante des concentrations pour aA(aq)+bB(aq)⇌xX(aq)+yY(aq)aA(aq)+bB(aq)\rightleftharpoons xX(aq)+yY(aq) ?

Kc=[X]+[Y][A]+[B]K_c=\frac{[X]+[Y]}{[A]+[B]}
Kc=[X]x[Y]y[A]a[B]bK_c=\frac{[X]^x[Y]^y}{[A]^a[B]^b}
Kc=[A]a[B]b[X]x[Y]yK_c=\frac{[A]^a[B]^b}{[X]^x[Y]^y}
Kc=(PX)x(PY)y(PA)a(PB)bK_c=\frac{(P_X)^x(P_Y)^y}{(P_A)^a(P_B)^b}

$$K_c=\frac{[X]^x[Y]^y}{[A]^a[B]^b}$$

Explication

La constante KcK_c est le rapport du produit des concentrations des produits, chacune élevée à son coefficient stœchiométrique, sur le produit correspondant aux réactifs. L’expression fondée sur les pressions partielles relève de KpK_p, et non de KcK_c.

6. À quelle étape du processus de calcul de la constante Kc la concentration à l’équilibre est-elle déterminée à partir des variations initiales et de la valeur de x ?

Avant de calculer la constante Kc
Avant de définir la variation x
Après avoir exprimé les concentrations à l’équilibre en fonction de x
Après avoir résolu l’équation de l’équilibre

Après avoir exprimé les concentrations à l’équilibre en fonction de x

Explication

La concentration à l’équilibre est déterminée en exprimant chaque concentration en fonction de x, qui représente la variation de concentration lors de la déplacement de l’équilibre. La résolution de l’équation de l’équilibre permet ensuite de calculer la valeur de x, nécessaire pour obtenir les concentrations exactes.

7. Pour un équilibre gazeux, quelles grandeurs doivent figurer dans l’expression de la constante KpK_p ?

Les pressions partielles des espèces gazeuses, affectées de leurs coefficients stœchiométriques.
Les quantités de matière initiales des réactifs avant l’établissement de l’équilibre.
Les concentrations molaires des espèces dissoutes, affectées de leurs coefficients stœchiométriques.
Les concentrations massiques de toutes les espèces présentes dans le récipient.

Les pressions partielles des espèces gazeuses, affectées de leurs coefficients stœchiométriques.

Explication

Pour un équilibre gazeux, KpK_p s’écrit à partir des pressions partielles des espèces concernées, élevées aux puissances données par les coefficients stœchiométriques. Les concentrations molaires sont utilisées dans l’expression de KcK_c, ce qui constitue la confusion la plus plausible.

8. En quoi la constante d’équilibre Kc diffère-t-elle de quotient réactionnel Qc dans une réaction chimique ?

Kc est toujours supérieur à Qc dans une réaction à l’équilibre.
Kc est une constante fixe, alors que Qc varie avec la température.
Kc concerne uniquement les réactions en solution, alors que Qc s'applique aux réactions gazeuses.
Kc mesure l’état d’équilibre à une température donnée, tandis que Qc évalue la réaction à un instant précis.

Kc mesure l’état d’équilibre à une température donnée, tandis que Qc évalue la réaction à un instant précis.

Explication

La constante d’équilibre Kc indique l’état d’un système à l’équilibre pour une température donnée, alors que le quotient réactionnel Qc permet de mesurer la progression de la réaction à un instant précis, avant ou après l’équilibre. La différence réside dans leur utilisation temporelle et leur contexte.

9. Qui est crédité de la formulation de la loi de l'équilibre chimique, exprimant la relation entre les concentrations à l'équilibre ?

Leibniz
Guldberg et Waage
Le Chatelier
Gulberg et Waage

Guldberg et Waage

Explication

Guldberg et Waage sont crédités de la formulation de la loi de l'équilibre chimique, qui relie la constante d'équilibre Kc aux concentrations des réactifs et produits à l'équilibre. Le Chatelier a formulé le principe de modération, expliquant comment un système à l'équilibre réagit aux changements de conditions.

10. Quelles sont les conséquences d'une augmentation de la température sur l'équilibre endothermique d'une réaction chimique ?

L'équilibre se déplace dans le sens qui libère la chaleur, favorisant la formation des réactifs.
L'équilibre se déplace dans le sens qui absorbe la chaleur, favorisant la formation des produits.
L'équilibre ne change pas, car la température n'affecte pas la position de l'équilibre.
L'équilibre se déplace vers une réaction plus rapide sans changer la composition finale.

L'équilibre se déplace dans le sens qui absorbe la chaleur, favorisant la formation des produits.

Explication

Une augmentation de la température dans une réaction endothermique pousse l'équilibre dans le sens qui absorbe la chaleur, selon le principe de Le Chatelier. La réponse qui indique un déplacement vers la formation des produits est correcte, car cela correspond à l'effet d'une chaleur ajoutée.

Révisez avec les flashcards

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Qu'est-ce qu'un équilibre dynamique en chimie ?

C'est quand les vitesses des réactions directe et inverse sont égales avec concentrations constantes.

Équilibre dynamique

Vitesse réaction directe = inverse, concentrations constantes

Quelle transformation chimique illustre l'équilibre entre NO2NO_2 et N2O4N_2O_4 ?

Le dioxyde d'azote brun se dimérise en tétraoxyde de diazote incolore.

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