QCM : Évolution chimique, redox et titrage (10 questions)

Question 1

1. Au cours d’une réaction, le suivi montre que les quantités de deux réactifs baissent et que celle d’une espèce spectatrice ne change pas. Quelle évolution est attendue pour la quantité de produit formé ?

Elle augmente au cours de la transformation.

Elle diminue au cours de la transformation.

Elle reste constante au cours de la transformation.

Elle augmente puis diminue nécessairement au cours de la transformation.

Explication

Les produits se forment pendant la transformation, donc leur quantité augmente, tandis que celle des réactifs diminue et celle des espèces spectatrices reste constante. Une diminution des produits confond leur évolution avec celle des réactifs ; une quantité constante correspond aux espèces spectatrices ; une hausse suivie d’une baisse n’est pas la règle décrite.

Answer

Elle augmente au cours de la transformation.

Question 2

2. Quelle grandeur, exprimée en moles et notée $x$ , décrit l’évolution d’un système chimique à chaque instant d’une transformation ?

L’avancement final de la réaction.

La quantité de matière d’un réactif.

L’avancement de la réaction.

La durée écoulée depuis le début de la réaction.

Explication

L’avancement, noté $x$ et exprimé en moles, décrit l’évolution du système à chaque instant. La quantité d’un réactif ne désigne pas cette grandeur globale, l’avancement final correspond à l’état final, et la durée s’exprime en unités de temps.

Answer

L’avancement de la réaction.

Question 3

3. Une réaction s’arrête après consommation complète d’au moins un réactif. Quelle relation caractérise alors son avancement final et son avancement maximal ?

x_f = 0

x_f = x_{\max}

x_{\max} < x_f

x_f < x_{\max}

Explication

Une transformation totale s’arrête lorsqu’un ou plusieurs réactifs sont totalement consommés et son avancement final atteint l’avancement maximal. La relation $x_f < x_{\max}$ caractérise une transformation limitée ; $x_f = 0$ correspondrait à l’absence d’avancement, et l’inégalité inversée intervertit les valeurs.

Answer

$$x_f = x_{\max}$$

Question 4

4. Pour la réaction $4\,\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3$ , on dispose de $0{,}80$ mol d’aluminium et de $0{,}45$ mol de dioxygène. Si l’aluminium est limitant, quelle valeur obtient-on pour $x_{\max}$ ?

0{,}20\ \text{mol}

0{,}80\ \text{mol}

0{,}15\ \text{mol}

3{,}20\ \text{mol}

Explication

Si l’aluminium est limitant, $x_{\max}=n_{\text{Al}}/4$ , donc $0{,}80/4=0{,}20\ \text{mol}$ . La valeur $0{,}15\ \text{mol}$ vient de la division de la quantité de dioxygène par son coefficient, tandis que $0{,}80$ omet le coefficient de l’aluminium et $3{,}20$ le multiplie au lieu de diviser.

Answer

$$0{,}20\ \text{mol}$$

Question 5

5. Que désigne un couple redox ?

L’ensemble d’un réactif limitant et d’un réactif en excès dans une transformation

La combinaison d’un ion et d’un électron libre présents simultanément en solution aqueuse

L’association d’un oxydant et de son réducteur conjugué, correspondant au même élément chimique

L’association de deux oxydants qui échangent des protons au cours d’une réaction

Explication

Un couple redox rassemble l’oxydant et le réducteur conjugués d’un même élément chimique. Un réactif limitant et un réactif en excès caractérisent plutôt les proportions des réactifs dans une transformation.

Answer

L’association d’un oxydant et de son réducteur conjugué, correspondant au même élément chimique

Question 6

6. Dans la réaction $\text{Cu}^{2+}(aq) + \text{Fe}(s) \rightarrow \text{Cu}(s) + \text{Fe}^{2+}(aq)$ , combien d’électrons sont transférés du fer vers les ions cuivre(II) ?

Deux électrons

Quatre électrons

Un électron

Trois électrons

Explication

Le fer cède deux électrons en passant de l’état métallique à l’ion $\text{Fe}^{2+}$ , lesquels sont captés par les ions $\text{Cu}^{2+}$ . La demi-équation du cuivre exige deux électrons, et non un seul, pour former du cuivre métallique.

Answer

Deux électrons

Question 7

7. Quel est le rôle de l’observation visuelle lors d’un titrage colorimétrique ?

Maintenir constante la quantité de solution titrée dans le bécher

Suivre le titrage en observant les changements de couleur dans le bécher

Accélérer la réaction en agitant le mélange pendant l’ajout du titrant

Déterminer la concentration du titrant à partir de sa couleur initiale

Explication

L’observation des changements de couleur dans la solution du bécher permet de suivre le titrage à l’œil nu. La couleur initiale du titrant ne sert pas à déterminer sa concentration, qui est connue dans un titrage direct.

Answer

Suivre le titrage en observant les changements de couleur dans le bécher

Question 8

8. Quelle différence distingue l’équivalence du changement de couleur observé avec un indicateur coloré lors d’un titrage ?

L’équivalence correspond aux proportions stœchiométriques, tandis que le changement de couleur est un signal permettant de la repérer.

L’équivalence est déterminée par la concentration connue du titrant, tandis que le changement de couleur donne directement la concentration inconnue.

L’équivalence indique que le titrant est limitant, tandis que le changement de couleur indique que le réactif titré est en excès.

L’équivalence correspond à l’apparition d’une couleur, tandis que le changement de couleur signifie que l’indicateur réagit avec les réactifs.

Explication

À l’équivalence, les réactifs titré et titrant sont présents dans les proportions stœchiométriques de la réaction ; une variation de couleur peut servir à repérer ce moment. Un indicateur coloré ne participe pas à la réaction de titrage : sa couleur dépend de la composition du milieu.

Answer

L’équivalence correspond aux proportions stœchiométriques, tandis que le changement de couleur est un signal permettant de la repérer.

Question 9

9. Lorsqu’une transformation chimique progresse, quelle conséquence observe-t-on sur les quantités de matière des réactifs et des espèces spectatrices ?

Les réactifs diminuent tandis que les espèces spectatrices augmentent.

Les réactifs restent constants tandis que les espèces spectatrices diminuent.

Les réactifs augmentent tandis que les espèces spectatrices restent constantes.

Les réactifs diminuent tandis que les espèces spectatrices restent constantes.

Explication

Les réactifs sont consommés au cours de la transformation, alors que les espèces spectatrices ne participent pas à la réaction et gardent une quantité constante. Une espèce spectatrice ne s’accumule donc pas comme un produit formé.

Answer

Les réactifs diminuent tandis que les espèces spectatrices restent constantes.

Question 10

10. Pour déterminer le réactif limitant de la réaction $4\,\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3$ à partir des quantités initiales $n_1$ d’aluminium et $n_2$ de dioxygène, quelle comparaison faut-il effectuer ?

Comparer

4n_1

et

3n_2

; la plus grande valeur correspond à l’avancement maximal et au réactif limitant.

Comparer

\frac{n_1}{3}

et

\frac{n_2}{4}

; la plus petite valeur correspond à l’avancement maximal et au réactif limitant.

Comparer directement

n_1

et

n_2

; la plus petite quantité initiale correspond au réactif limitant.

Comparer

\frac{n_1}{4}

et

\frac{n_2}{3}

; la plus petite valeur correspond à l’avancement maximal et au réactif limitant.

Explication

Les quantités initiales doivent être rapportées aux coefficients stœchiométriques : les rapports $\frac{n_1}{4}$ et $\frac{n_2}{3}$ indiquent les avancements maximaux possibles pour chaque réactif. Comparer directement les quantités initiales ne tient pas compte des proportions requises par l’équation.

Answer

Comparer $$\frac{n_1}{4}$$ et $$\frac{n_2}{3}$$ ; la plus petite valeur correspond à l’avancement maximal et au réactif limitant.

QCM : Évolution chimique, redox et titrage (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Au cours d’une réaction, le suivi montre que les quantités de deux réactifs baissent et que celle d’une espèce spectatrice ne change pas. Quelle évolution est attendue pour la quantité de produit formé ?

2. Quelle grandeur, exprimée en moles et notée $x$ , décrit l’évolution d’un système chimique à chaque instant d’une transformation ?

3. Une réaction s’arrête après consommation complète d’au moins un réactif. Quelle relation caractérise alors son avancement final et son avancement maximal ?

4. Pour la réaction $4\,\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3$ , on dispose de $0{,}80$ mol d’aluminium et de $0{,}45$ mol de dioxygène. Si l’aluminium est limitant, quelle valeur obtient-on pour $x_{\max}$ ?

5. Que désigne un couple redox ?

6. Dans la réaction $\text{Cu}^{2+}(aq) + \text{Fe}(s) \rightarrow \text{Cu}(s) + \text{Fe}^{2+}(aq)$ , combien d’électrons sont transférés du fer vers les ions cuivre(II) ?

7. Quel est le rôle de l’observation visuelle lors d’un titrage colorimétrique ?

8. Quelle différence distingue l’équivalence du changement de couleur observé avec un indicateur coloré lors d’un titrage ?

9. Lorsqu’une transformation chimique progresse, quelle conséquence observe-t-on sur les quantités de matière des réactifs et des espèces spectatrices ?

10. Pour déterminer le réactif limitant de la réaction $4\,\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3$ à partir des quantités initiales $n_1$ d’aluminium et $n_2$ de dioxygène, quelle comparaison faut-il effectuer ?

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Questions et réponses du QCM

1. Au cours d’une réaction, le suivi montre que les quantités de deux réactifs baissent et que celle d’une espèce spectatrice ne change pas. Quelle évolution est attendue pour la quantité de produit formé ?

2. Quelle grandeur, exprimée en moles et notée xxx, décrit l’évolution d’un système chimique à chaque instant d’une transformation ?

3. Une réaction s’arrête après consommation complète d’au moins un réactif. Quelle relation caractérise alors son avancement final et son avancement maximal ?

5. Que désigne un couple redox ?

6. Dans la réaction Cu2+(aq)+Fe(s)→Cu(s)+Fe2+(aq)\text{Cu}^{2+}(aq) + \text{Fe}(s) \rightarrow \text{Cu}(s) + \text{Fe}^{2+}(aq)Cu2+(aq)+Fe(s)→Cu(s)+Fe2+(aq), combien d’électrons sont transférés du fer vers les ions cuivre(II) ?

7. Quel est le rôle de l’observation visuelle lors d’un titrage colorimétrique ?

8. Quelle différence distingue l’équivalence du changement de couleur observé avec un indicateur coloré lors d’un titrage ?

9. Lorsqu’une transformation chimique progresse, quelle conséquence observe-t-on sur les quantités de matière des réactifs et des espèces spectatrices ?

10. Pour déterminer le réactif limitant de la réaction 4 Al+3 O2→2 Al2O34\,\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_34Al+3O2​→2Al2​O3​ à partir des quantités initiales n1n_1n1​ d’aluminium et n2n_2n2​ de dioxygène, quelle comparaison faut-il effectuer ?

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2. Quelle grandeur, exprimée en moles et notée $x$ , décrit l’évolution d’un système chimique à chaque instant d’une transformation ?

6. Dans la réaction $\text{Cu}^{2+}(aq) + \text{Fe}(s) \rightarrow \text{Cu}(s) + \text{Fe}^{2+}(aq)$ , combien d’électrons sont transférés du fer vers les ions cuivre(II) ?

10. Pour déterminer le réactif limitant de la réaction $4\,\text{Al} + 3\,\text{O}_2 \rightarrow 2\,\text{Al}_2\text{O}_3$ à partir des quantités initiales $n_1$ d’aluminium et $n_2$ de dioxygène, quelle comparaison faut-il effectuer ?