QCM : Équilibres chimiques et activité (11 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Que précise l’écriture d’une réaction chimique au-delà des espèces qui réagissent et se forment ?

La vitesse à laquelle chaque espèce est consommée ou produite, indiquée par une durée
La température à laquelle chaque espèce change d’état, indiquée par une valeur
L’état physique de chaque espèce, indiqué par (s), (l), (aq) ou (g)
La quantité de matière de chaque espèce présente après la réaction, indiquée par une masse

L’état physique de chaque espèce, indiqué par (s), (l), (aq) ou (g)

Explication

L’écriture chimique identifie les réactifs et les produits ainsi que leur état physique, noté par des symboles comme (s) ou (aq). Une durée caractérise la cinétique de la réaction, et non l’état physique des espèces.

2. Dans une écriture algébrique, quels signes attribue-t-on aux nombres stœchiométriques des réactifs et des produits ?

Des nombres positifs aux réactifs et négatifs aux produits
Des nombres négatifs aux réactifs et aux produits
Des nombres négatifs aux réactifs et positifs aux produits
Des nombres positifs aux réactifs et aux produits

Des nombres négatifs aux réactifs et positifs aux produits

Explication

Les nombres stœchiométriques sont algébriques : ils sont négatifs pour les réactifs et positifs pour les produits. Les inverser attribuerait à chaque espèce un signe contraire à son rôle dans la réaction.

3. Que signifie une double flèche dans l’écriture d’une réaction chimique ?

La réaction se déroule dans le sens direct à une vitesse accrue
La réaction est quantitative dans le sens inverse, sans retour
La réaction est quantitative dans le sens direct, sans retour
La réaction atteint un équilibre entre les sens direct et inverse

La réaction atteint un équilibre entre les sens direct et inverse

Explication

Une double flèche indique que la réaction se trouve à l’équilibre, avec les deux sens représentés. Une flèche simple vers la droite signale plutôt une réaction totale dans le sens direct.

4. Une réaction totale s’arrête alors qu’un réactif est encore présent ; quelle conclusion peut-on tirer sur les réactifs ?

Au moins un réactif a été entièrement consommé, et celui qui reste est en excès
Aucun réactif n’a été consommé, car la réaction s’est arrêtée avant l’équilibre
Le réactif restant est limitant, tandis que le réactif consommé était en excès
Tous les réactifs ont été entièrement consommés et étaient en proportions stœchiométriques

Au moins un réactif a été entièrement consommé, et celui qui reste est en excès

Explication

Une réaction totale consomme entièrement au moins un réactif ; si d’autres réactifs restent, ils sont en excès. La consommation de tous les réactifs correspond au cas où ils ont été introduits en proportions stœchiométriques.

5. Que désigne la constante d’équilibre d’une réaction chimique ?

Un rapport d’activités qui varie avec la composition à l’équilibre
Une mesure de la quantité totale de produits formés durant la réaction
Une constante thermodynamique qui dépend uniquement de la température
Une grandeur cinétique qui dépend de la concentration initiale des réactifs

Une constante thermodynamique qui dépend uniquement de la température

Explication

La constante d’équilibre est une constante thermodynamique dont la valeur est déterminée par la température. Le rapport des activités caractérise sa loi d’expression, mais à température donnée il ne varie pas avec la composition une fois l’équilibre établi.

6. Pour un soluté de concentration inférieure à 10−2 mol L−110^{-2}\ \mathrm{mol\,L^{-1}}, quelle approximation peut-on faire pour calculer son activité ?

Calculer son activité comme le rapport de sa pression partielle à 1 bar.
Prendre son activité égale à 1, comme pour un solide pur dans sa phase.
Assimiler son activité à la fraction molaire, car son coefficient d’activité vaut 1.
Assimiler son activité à sa concentration, car son coefficient d’activité vaut 1.

Assimiler son activité à sa concentration, car son coefficient d’activité vaut 1.

Explication

Dans une solution suffisamment diluée, le coefficient d’activité est égal à 1, ce qui permet d’assimiler l’activité du soluté à sa concentration. La valeur 1 pour l’activité concerne notamment les solides purs, et non les solutés dilués.

7. À quoi sert le quotient de réaction lorsqu’on veut prévoir l’évolution spontanée d’un système chimique ?

À déterminer la température à laquelle la réaction atteint son équilibre.
À comparer l’état actuel du système à l’équilibre afin d’indiquer le sens d’évolution spontané.
À calculer la vitesse de réaction à partir des concentrations des espèces présentes.
À mesurer la quantité totale de matière transformée depuis le début de la réaction.

À comparer l’état actuel du système à l’équilibre afin d’indiquer le sens d’évolution spontané.

Explication

Le quotient de réaction décrit les activités dans l’état considéré et sa comparaison avec la constante d’équilibre permet de prévoir le sens d’évolution. La vitesse de réaction relève de la cinétique et ne se déduit pas de cette comparaison.

8. Comment une réaction endothermique dans le sens direct se compare-t-elle à cette même réaction dans le sens inverse ?

Elle devient thermiquement neutre dans le sens inverse.
Elle devient exothermique dans le sens inverse.
Elle reste endothermique dans le sens inverse.
Elle devient exothermique dans les deux sens.

Elle devient exothermique dans le sens inverse.

Explication

Inverser le sens d’une réaction change le signe de sa variation d’enthalpie : une réaction endothermique dans le sens direct libère donc de l’énergie dans le sens inverse. Une réaction qui reste endothermique dans les deux sens ne respecterait pas ce changement de signe.

9. Pour une réaction exothermique, quel effet une hausse de température produit-elle sur la constante d’équilibre et le sens favorisé ?

Elle augmente la constante et favorise le sens direct.
Elle augmente la constante et favorise le sens inverse.
Elle diminue la constante et favorise le sens direct.
Elle diminue la constante et favorise le sens inverse.

Elle diminue la constante et favorise le sens inverse.

Explication

Une hausse de température défavorise le sens exothermique : la constante d’équilibre diminue et l’équilibre se déplace dans le sens inverse. L’augmentation de la constante correspond plutôt à une baisse de température pour une réaction exothermique.

10. À température constante, un équilibre gazeux comporte trois moles de gaz du côté des réactifs et deux du côté des produits. Quel sens est favorisé si l’on augmente le volume du récipient ?

Aucun sens, car le volume ne modifie pas un équilibre gazeux
Le sens direct, qui forme davantage de moles gazeuses
Le sens inverse, qui forme davantage de moles gazeuses
Le sens direct, qui réduit le nombre de moles gazeuses

Le sens direct, qui forme davantage de moles gazeuses

Explication

L’augmentation du volume favorise le sens qui augmente le nombre de moles gazeuses, ici le sens direct. Le sens inverse réduit ce nombre et serait favorisé par une augmentation de pression.

11. Quelle propriété caractérise les nombres stœchiométriques dans l’écriture générale d’une réaction chimique ?

Ils indiquent l’état physique des réactifs et des produits.
Ils peuvent être fractionnaires afin d’équilibrer la réaction selon la convention choisie.
Ils doivent être entiers pour garantir la conservation des éléments chimiques.
Ils représentent les activités des espèces à l’état d’équilibre.

Ils peuvent être fractionnaires afin d’équilibrer la réaction selon la convention choisie.

Explication

Les nombres stœchiométriques servent à équilibrer la réaction et peuvent être fractionnaires, par exemple pour fixer à 1 le coefficient d’un hydrocarbure lors d’une combustion. Les activités décrivent les espèces dans le calcul thermodynamique et ne sont pas les coefficients de l’équation.

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Mémorisez les réponses avec 10 flashcards sur Équilibres chimiques et activité.

Que précise l’écriture d’une réaction chimique ?

Les espèces impliquées, les réactifs, les produits et leur état physique.

Que signifie une flèche simple vers la droite dans une équation de réaction ?

La réaction est totale ou quantitative.

À quoi servent les nombres stœchiométriques dans une réaction chimique ?

À équilibrer la réaction.

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