QCM : Évolution d’un système chimique (12 questions)

Question 1

1. Au cours d’une transformation, le réactif B est le premier dont la quantité de matière atteint zéro. Quel réactif est limitant ?

Le produit formé avec la quantité de matière la plus élevée

Le réactif présent en plus grande quantité à l’état initial

Le réactif dont la quantité de matière s’annule en dernier

Le réactif B, dont la quantité de matière s’annule en premier

Explication

Le réactif limitant est celui qui est épuisé en premier et sa disparition fixe la fin de la transformation. Le réactif en excès n’est pas épuisé en premier ; un produit n’est pas un réactif ; disparaître en dernier correspond au contraire du critère donné.

Answer

Le réactif B, dont la quantité de matière s’annule en premier

Question 2

2. Sur un graphique de la quantité de matière en fonction de l’avancement, une courbe diminue tandis qu’une autre augmente. Quelle identification est cohérente avec ces évolutions ?

La courbe décroissante représente un produit et la courbe croissante un réactif

La courbe décroissante représente un réactif et la courbe croissante un autre réactif

La courbe décroissante représente un réactif et la courbe croissante un produit

La courbe décroissante représente un produit et la courbe croissante un autre produit

Explication

Les réactifs sont consommés au cours de la transformation, donc leurs quantités diminuent, tandis que les produits se forment et leurs quantités augmentent. Inverser les rôles attribue aux espèces le sens d’évolution opposé, et identifier les deux courbes comme des réactifs ou comme des produits ne rend pas compte de leurs évolutions contraires.

Answer

La courbe décroissante représente un réactif et la courbe croissante un produit

Question 3

3. Une synthèse donne expérimentalement $6{,}0\,\text{g}$ de produit, alors que le tableau d’avancement prévoit au maximum $8{,}0\,\text{g}$ . Quel est le rendement de la réaction ?

1{,}33

0{,}43

0{,}75

2{,}0\,\text{g}

Explication

Le rendement est le rapport de la masse expérimentale à la masse maximale théorique, avec des grandeurs de même nature et dans la même unité : $r=6{,}0/8{,}0=0{,}75$ . La valeur $1{,}33$ inverse le rapport, $2{,}0\,\text{g}$ correspond à la différence des masses et $0{,}43$ ne correspond pas au rapport demandé.

Answer

$$0{,}75$$

Question 4

4. Pendant une synthèse, un chimiste chauffe le mélange dans un ballon muni d’un réfrigérant vertical. Quel est l’effet attendu de ce montage à reflux ?

Accélérer la transformation par chauffage et limiter les pertes en faisant retomber les condensats dans le ballon.

Accélérer la transformation par chauffage et évacuer les vapeurs sans les condenser.

Ralentir la transformation par refroidissement et limiter les pertes en faisant retomber les condensats dans le ballon.

Accélérer la transformation par chauffage et recueillir les condensats dans un récipient séparé.

Explication

Le reflux chauffe le mélange réactionnel pour accélérer la transformation et condense les vapeurs, qui retombent dans le ballon afin d’éviter les pertes de matière. Le montage ne recueille donc pas les condensats à part et ne vise pas à évacuer les vapeurs.

Answer

Accélérer la transformation par chauffage et limiter les pertes en faisant retomber les condensats dans le ballon.

Question 5

5. Une transformation s’arrête alors que les quantités finales de tous les réactifs sont encore positives et que $x_f<x_{\max}$ . Comment caractériser cette réaction ?

Comme une réaction limitée, où aucun réactif n’est totalement consommé.

Comme une réaction limitée, où un réactif est totalement consommé.

Comme une réaction totale, où un réactif est totalement consommé.

Comme une réaction totale, où tous les réactifs restent présents.

Explication

Lorsque $x_f<x_{\max}$ , la réaction est limitée et aucun réactif n’est totalement consommé à l’état final. Une réaction totale atteint $x_{\max}$ et laisse au moins un réactif épuisé.

Answer

Comme une réaction limitée, où aucun réactif n’est totalement consommé.

Question 6

6. Pour la réaction équilibrée $2A+B\rightarrow 3C$ , les quantités initiales sont $n_i(A)=5\,\text{mol}$ et $n_i(B)=4\,\text{mol}$ . Quelles expressions donnent les quantités de matière à l’avancement $x$ ?

n(A)=5+2x

,

n(B)=4+x

et

n(C)=3x

n(A)=5-2x

,

n(B)=4-x

et

n(C)=3x

n(A)=5-x

,

n(B)=4-2x

et

n(C)=3x

n(A)=5-2x

,

n(B)=4-x

et

n(C)=2x

Explication

Les réactifs sont consommés selon leurs coefficients stœchiométriques, tandis que le produit se forme selon son propre coefficient : ici, les variations sont $-2x$ , $-x$ et $+3x$ . La permutation des coefficients confond les rôles de A et B ; les signes positifs pour les réactifs inversent consommation et formation ; le coefficient 2 pour C reprend à tort celui de A.

Answer

$$n(A)=5-2x$$, $$n(B)=4-x$$ et $$n(C)=3x$$

Question 7

7. À la fin d’une réaction, le rendement mesuré vaut $1$ . Quel état final est compatible avec ce résultat ?

La réaction est totale, avec tous les réactifs épuisés et

x_f<x_{\max}

.

La réaction est totale, avec

x_f=x_{\max}

et au moins un réactif épuisé.

La réaction est limitée, avec

x_f<x_{\max}

et tous les réactifs restants.

La réaction est limitée, avec

x_f=x_{\max}

et un réactif épuisé.

Explication

Un rendement égal à $1$ caractérise une réaction totale : $x_f=x_{\max}$ et au moins un réactif manque à l’état final. La réaction limitée correspond à $x_f<x_{\max}$ , tandis que l’épuisement de tous les réactifs n’est pas requis.

Answer

La réaction est totale, avec $$x_f=x_{\max}$$ et au moins un réactif épuisé.

Question 8

8. Un réfrigérant à eau est installé sur un montage à reflux. Par quelle tubulure l’eau doit-elle entrer et par laquelle doit-elle sortir ?

Par la sortie d’eau froide, puis par l’entrée d’eau tiède.

Par l’entrée d’eau froide, puis par la sortie d’eau tiède.

Par l’entrée d’eau froide, puis par la sortie d’eau froide.

Par l’entrée d’eau tiède, puis par la sortie d’eau froide.

Explication

Dans le réfrigérant, l’eau froide entre par l’entrée et l’eau tiède ressort par la sortie. Inverser les tubulures ou les températures ne respecte pas le sens de circulation indiqué pour le montage.

Answer

Par l’entrée d’eau froide, puis par la sortie d’eau tiède.

Question 9

9. Lors d’une transformation, le réactif B est totalement consommé tandis qu’il reste du réactif A. À quel moment la transformation a-t-elle atteint son état final ?

Quand les réactifs A et B sont totalement consommés et que la transformation s’arrête

Quand le réactif A restant est totalement consommé et que la transformation s’arrête

Quand le réactif B est totalement consommé et que la transformation s’arrête

Quand un produit commence à se former et que la transformation se poursuit

Explication

L’état final est atteint lorsque la transformation s’arrête après la consommation totale d’au moins un réactif. Attendre la disparition d’un produit confond réactif et produit, exiger la consommation des deux réactifs oublie qu’un réactif peut rester en excès, et attendre la consommation de A ignore que B a déjà été totalement consommé.

Answer

Quand le réactif B est totalement consommé et que la transformation s’arrête

Question 10

10. Pour préparer le tableau d’avancement d’une réaction, quelle démarche permet d’obtenir les quantités de matière finales ?

Équilibrer l’équation, inscrire les quantités initiales, exprimer les quantités selon l’avancement, déterminer l’avancement maximal et le réactif limitant, puis calculer les quantités finales

Équilibrer l’équation, exprimer les quantités selon l’avancement, calculer les quantités finales, puis inscrire les quantités initiales et le réactif limitant

Équilibrer l’équation, inscrire les quantités initiales, déterminer le réactif limitant après les quantités finales, puis exprimer les quantités selon l’avancement

Inscrire les quantités initiales, déterminer les quantités finales, équilibrer l’équation, puis exprimer les quantités selon l’avancement maximal

Explication

Le tableau suit une démarche ordonnée : l’équation et les quantités initiales servent à exprimer les quantités en fonction de l’avancement, puis à fixer l’avancement maximal avant de calculer l’état final. Calculer l’état final en premier inverse les étapes ; omettre les quantités initiales prive le tableau de ses données de départ ; déterminer le réactif limitant après l’état final inverse également la démarche.

Answer

Équilibrer l’équation, inscrire les quantités initiales, exprimer les quantités selon l’avancement, déterminer l’avancement maximal et le réactif limitant, puis calculer les quantités finales

Question 11

11. Un solide D formé pendant une réaction a une quantité de matière de $0{,}30\ \text{mol}$ et une masse molaire de $80\ \text{g·mol}^{-1}$ . Quelle est sa masse ?

0{,}00375\ \text{L}

0{,}00375\ \text{g}

24\ \text{g}

80\ \text{g}

Explication

Pour un produit solide, $m(D)=n(D)\times M(D)$ , donc $0{,}30\times80=24\ \text{g}$ . Diviser par la masse molaire inverse la relation, exprimer un volume applique une formule destinée à un liquide pur, et prendre $80\ \text{g}$ confond masse molaire et masse obtenue.

Answer

$$24\ \text{g}$$

Question 12

12. Pour $2A+3B\rightarrow C$ , un mélange contient initialement $8\,\text{mol}$ de A et $9\,\text{mol}$ de B. Quelles valeurs de l’avancement maximal possible obtient-on en calculant séparément la limite imposée par chaque réactif ?

x_{max}(A)=8\,\text{mol}

et

x_{max}(B)=3\,\text{mol}

x_{max}(A)=16\,\text{mol}

et

x_{max}(B)=27\,\text{mol}

x_{max}(A)=4\,\text{mol}

et

x_{max}(B)=3\,\text{mol}

x_{max}(A)=\frac{8}{3}\,\text{mol}

et

x_{max}(B)=\frac{9}{2}\,\text{mol}

Explication

Pour chaque réactif, on divise la quantité initiale par son coefficient : $8/2=4\,\text{mol}$ pour A et $9/3=3\,\text{mol}$ pour B. Les divisions croisées associent les mauvais coefficients ; les produits multiplient au lieu de diviser ; la valeur 8 pour A néglige son coefficient stœchiométrique.

Answer

$$x_{max}(A)=4\,\text{mol}$$ et $$x_{max}(B)=3\,\text{mol}$$

QCM : Évolution d’un système chimique (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Au cours d’une transformation, le réactif B est le premier dont la quantité de matière atteint zéro. Quel réactif est limitant ?

2. Sur un graphique de la quantité de matière en fonction de l’avancement, une courbe diminue tandis qu’une autre augmente. Quelle identification est cohérente avec ces évolutions ?

3. Une synthèse donne expérimentalement $6{,}0\,\text{g}$ de produit, alors que le tableau d’avancement prévoit au maximum $8{,}0\,\text{g}$ . Quel est le rendement de la réaction ?

4. Pendant une synthèse, un chimiste chauffe le mélange dans un ballon muni d’un réfrigérant vertical. Quel est l’effet attendu de ce montage à reflux ?

5. Une transformation s’arrête alors que les quantités finales de tous les réactifs sont encore positives et que $x_f<x_{\max}$ . Comment caractériser cette réaction ?

6. Pour la réaction équilibrée $2A+B\rightarrow 3C$ , les quantités initiales sont $n_i(A)=5\,\text{mol}$ et $n_i(B)=4\,\text{mol}$ . Quelles expressions donnent les quantités de matière à l’avancement $x$ ?

7. À la fin d’une réaction, le rendement mesuré vaut $1$ . Quel état final est compatible avec ce résultat ?

8. Un réfrigérant à eau est installé sur un montage à reflux. Par quelle tubulure l’eau doit-elle entrer et par laquelle doit-elle sortir ?

9. Lors d’une transformation, le réactif B est totalement consommé tandis qu’il reste du réactif A. À quel moment la transformation a-t-elle atteint son état final ?

10. Pour préparer le tableau d’avancement d’une réaction, quelle démarche permet d’obtenir les quantités de matière finales ?

11. Un solide D formé pendant une réaction a une quantité de matière de $0{,}30\ \text{mol}$ et une masse molaire de $80\ \text{g·mol}^{-1}$ . Quelle est sa masse ?

12. Pour $2A+3B\rightarrow C$ , un mélange contient initialement $8\,\text{mol}$ de A et $9\,\text{mol}$ de B. Quelles valeurs de l’avancement maximal possible obtient-on en calculant séparément la limite imposée par chaque réactif ?

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QCM : Évolution d’un système chimique (12 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Au cours d’une transformation, le réactif B est le premier dont la quantité de matière atteint zéro. Quel réactif est limitant ?

2. Sur un graphique de la quantité de matière en fonction de l’avancement, une courbe diminue tandis qu’une autre augmente. Quelle identification est cohérente avec ces évolutions ?

3. Une synthèse donne expérimentalement 6,0 g6{,}0\,\text{g}6,0g de produit, alors que le tableau d’avancement prévoit au maximum 8,0 g8{,}0\,\text{g}8,0g. Quel est le rendement de la réaction ?

4. Pendant une synthèse, un chimiste chauffe le mélange dans un ballon muni d’un réfrigérant vertical. Quel est l’effet attendu de ce montage à reflux ?

5. Une transformation s’arrête alors que les quantités finales de tous les réactifs sont encore positives et que xf<xmax⁡x_f<x_{\max}xf​<xmax​. Comment caractériser cette réaction ?

6. Pour la réaction équilibrée 2A+B→3C2A+B\rightarrow 3C2A+B→3C, les quantités initiales sont ni(A)=5 moln_i(A)=5\,\text{mol}ni​(A)=5mol et ni(B)=4 moln_i(B)=4\,\text{mol}ni​(B)=4mol. Quelles expressions donnent les quantités de matière à l’avancement xxx ?

7. À la fin d’une réaction, le rendement mesuré vaut 111. Quel état final est compatible avec ce résultat ?

8. Un réfrigérant à eau est installé sur un montage à reflux. Par quelle tubulure l’eau doit-elle entrer et par laquelle doit-elle sortir ?

9. Lors d’une transformation, le réactif B est totalement consommé tandis qu’il reste du réactif A. À quel moment la transformation a-t-elle atteint son état final ?

10. Pour préparer le tableau d’avancement d’une réaction, quelle démarche permet d’obtenir les quantités de matière finales ?

11. Un solide D formé pendant une réaction a une quantité de matière de 0,30 mol0{,}30\ \text{mol}0,30 mol et une masse molaire de 80 g⋅mol−180\ \text{g·mol}^{-1}80 g⋅mol−1. Quelle est sa masse ?

12. Pour 2A+3B→C2A+3B\rightarrow C2A+3B→C, un mélange contient initialement 8 mol8\,\text{mol}8mol de A et 9 mol9\,\text{mol}9mol de B. Quelles valeurs de l’avancement maximal possible obtient-on en calculant séparément la limite imposée par chaque réactif ?

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3. Une synthèse donne expérimentalement $6{,}0\,\text{g}$ de produit, alors que le tableau d’avancement prévoit au maximum $8{,}0\,\text{g}$ . Quel est le rendement de la réaction ?

5. Une transformation s’arrête alors que les quantités finales de tous les réactifs sont encore positives et que $x_f<x_{\max}$ . Comment caractériser cette réaction ?

6. Pour la réaction équilibrée $2A+B\rightarrow 3C$ , les quantités initiales sont $n_i(A)=5\,\text{mol}$ et $n_i(B)=4\,\text{mol}$ . Quelles expressions donnent les quantités de matière à l’avancement $x$ ?

7. À la fin d’une réaction, le rendement mesuré vaut $1$ . Quel état final est compatible avec ce résultat ?

11. Un solide D formé pendant une réaction a une quantité de matière de $0{,}30\ \text{mol}$ et une masse molaire de $80\ \text{g·mol}^{-1}$ . Quelle est sa masse ?

12. Pour $2A+3B\rightarrow C$ , un mélange contient initialement $8\,\text{mol}$ de A et $9\,\text{mol}$ de B. Quelles valeurs de l’avancement maximal possible obtient-on en calculant séparément la limite imposée par chaque réactif ?