QCM : Évolution d’un système chimique (13 questions)

Question 1

1. Au cours d’une réaction, la quantité de matière d’une espèce présente au départ diminue. Comment cette espèce est-elle classée ?

Un réactif

Un catalyseur

Un produit

Une espèce spectatrice

Explication

Les réactifs sont les espèces chimiques de départ dont la quantité de matière diminue pendant la réaction. Un produit est formé, une espèce spectatrice n’est pas affectée et un catalyseur accélère la réaction sans y être impliqué.

Answer

Un réactif

Question 2

2. Dans une transformation, la quantité de matière d’une espèce nouvelle augmente au fur et à mesure que la réaction progresse. Quelle est cette espèce ?

Un réactif

Un catalyseur

Une espèce spectatrice

Un produit

Explication

Les produits sont les nouvelles espèces chimiques formées et leur quantité de matière augmente au cours de la réaction. Un réactif est consommé, tandis qu’une espèce spectatrice ou un catalyseur n’est pas un produit formé.

Answer

Un produit

Question 3

3. Lors d’une réaction, certaines espèces se transforment en espèces nouvelles. Quelle propriété globale de la matière est conservée ?

La matière et la masse globale

La masse globale, qui augmente

Les espèces chimiques initiales

L’état physique de chaque espèce

Explication

Une réaction transforme certaines espèces en d’autres tout en conservant intégralement la matière et la masse globale. Les espèces initiales peuvent être consommées et les états physiques peuvent changer.

Answer

La matière et la masse globale

Question 4

4. Une équation de réaction proposée comporte quatre atomes d’oxygène parmi les réactifs, mais seulement deux parmi les produits. Quelle correction respecte la règle d’équilibrage ?

Conserver les coefficients et considérer l’oxygène comme spectateur

Changer les indices des formules pour obtenir autant d’atomes d’oxygène

Ajuster les coefficients pour avoir autant d’atomes d’oxygène des deux côtés

Ajouter un élément différent pour compenser les atomes d’oxygène manquants

Explication

Une équation bilan équilibrée conserve, pour chaque élément chimique, le même nombre d’atomes avant et après la réaction; il faut donc ajuster les coefficients. Modifier les indices change les espèces, et un élément différent ne compense pas un déséquilibre en oxygène.

Answer

Ajuster les coefficients pour avoir autant d’atomes d’oxygène des deux côtés

Question 5

5. Pour une réaction entre le diiode et les ions thiosulfate, quelle équation bilan donne les bonnes proportions entre réactifs et produits ?

\mathrm{I_2 + S_2O_3^{2-} \rightarrow 2\,I^- + S_4O_6^{2-}}

\mathrm{I_2 + 2\,S_2O_3^{2-} \rightarrow 2\,I^- + 2\,S_4O_6^{2-}}

\mathrm{2\,I^- + S_4O_6^{2-} \rightarrow I_2 + 2\,S_2O_3^{2-}}

\mathrm{I_2 + 2\,S_2O_3^{2-} \rightarrow 2\,I^- + S_4O_6^{2-}}

Explication

L’équation bilan associe une molécule de diiode à deux ions thiosulfate pour former deux ions iodure et un ion tétrathionate. L’équation inversée échange réactifs et produits, l’absence du coefficient deux déséquilibre les proportions, et le coefficient deux devant le tétrathionate est incorrect.

Answer

$$\mathrm{I_2 + 2\,S_2O_3^{2-} \rightarrow 2\,I^- + S_4O_6^{2-}}$$

Question 6

6. Dans un système chimique qui évolue, que représente l’avancement $x$ , exprimé en moles ?

La quantité de matière initiale d’un réactif particulier

La masse totale des espèces présentes dans le système

La durée écoulée depuis le début de la transformation chimique

La grandeur qui décrit l’évolution des quantités de matière des réactifs et des produits

Explication

L’avancement, exprimé en moles, décrit l’évolution du système en reliant les quantités de matière des réactifs et des produits à chaque instant. La durée, la quantité initiale d’un réactif et la masse totale ne définissent pas l’avancement.

Answer

La grandeur qui décrit l’évolution des quantités de matière des réactifs et des produits

Question 7

7. Pour suivre une réaction de son état initial à son état final, quelle information organise un tableau d’avancement ?

La conservation de la masse totale à chaque étape de la réaction

La liste des espèces chimiques présentes dans l’état final

La vitesse de formation de chaque produit au cours du temps

L’évolution des quantités de matière en fonction de l’avancement

x

Explication

Le tableau d’avancement présente les quantités de matière entre les états initial et final en fonction de $x$ . Un bilan de masse, une liste d’espèces ou une vitesse de réaction ne remplit pas cette fonction.

Answer

L’évolution des quantités de matière en fonction de l’avancement $$x$$

Question 8

8. Pour la réaction $\mathrm{A + 3B \rightarrow 2C}$ , quelle variation de quantité de matière de chaque espèce faut-il inscrire à l’état intermédiaire, en fonction de l’avancement $x$ ?

A :

-x

; B :

-x

; C :

+x

A :

-x

; B :

-3x

; C :

+2x

A :

+x

; B :

+3x

; C :

-2x

A :

-2x

; B :

-x

; C :

+3x

Explication

Les variations sont les coefficients stœchiométriques multipliés par $x$ : les réactifs diminuent et le produit augmente. Les autres expressions égalisent à tort les variations, échangent les coefficients ou inversent les signes.

Answer

A : $$-x$$ ; B : $$-3x$$ ; C : $$+2x$$

Question 9

9. Une réaction totale s’arrête après épuisement d’un réactif, tandis qu’une transformation non totale s’arrête sans épuisement complet des réactifs. Dans le premier cas, quel réactif est le réactif limitant ?

Celui qui reste présent lorsque la transformation non totale s’arrête

Celui dont une partie reste présente après l’arrêt de la réaction

Celui qui apparaît parmi les espèces formées par la réaction

Celui qui a disparu au moment où la réaction s’arrête

Explication

Le réactif limitant est celui qui disparaît à l’arrêt d’une réaction totale. Un réactif restant présent n’est pas celui qui s’est épuisé, et un produit n’est pas un réactif.

Answer

Celui qui a disparu au moment où la réaction s’arrête

Question 10

10. Pour la réaction $\mathrm{A + 2B \rightarrow C}$ , les quantités initiales sont $n_0(A)=0{,}30\,\mathrm{mol}$ et $n_0(B)=0{,}40\,\mathrm{mol}$ . Quelle valeur de l’avancement maximal et quel réactif limitant obtient-on ?

X_{\max}=0{,}20\,\mathrm{mol}

et B est limitant

X_{\max}=0{,}30\,\mathrm{mol}

et B est limitant

X_{\max}=0{,}30\,\mathrm{mol}

et A est limitant

X_{\max}=0{,}40\,\mathrm{mol}

et B est limitant

Explication

A s’annule pour $x=0{,}30\,\mathrm{mol}$ , tandis que B s’annule pour $x=0{,}40/2=0{,}20\,\mathrm{mol}$ . La plus petite valeur fixe donc $X_{\max}=0{,}20\,\mathrm{mol}$ et désigne B comme réactif limitant.

Answer

$$X_{\max}=0{,}20\,\mathrm{mol}$$ et B est limitant

Question 11

11. À la fin d’une transformation, l’avancement vaut $0{,}60\,x_{\max}$ et les deux réactifs sont encore présents. Comment caractériser cette transformation ?

Elle est totale, car l’avancement final constitue l’avancement maximal.

Elle est non totale, car un réactif a été entièrement consommé.

Elle est totale, car les réactifs sont encore présents à l’état final.

Elle est non totale, car l’avancement final est inférieur à l’avancement maximal sans épuisement d’un réactif.

Explication

Une transformation non totale s’arrête avec un avancement final inférieur à l’avancement maximal alors qu’aucun réactif n’est totalement épuisé. La transformation totale suppose l’épuisement d’un réactif, et l’égalité des avancements est ici incorrecte.

Answer

Elle est non totale, car l’avancement final est inférieur à l’avancement maximal sans épuisement d’un réactif.

Question 12

12. Pour une réaction $A+2B\rightarrow C$ , on introduit initialement $0{,}015\,\mathrm{mol}$ de $A$ et $0{,}030\,\mathrm{mol}$ de $B$ . Quelle est la caractérisation de ces proportions ?

Elles sont stœchiométriques : les deux réactifs peuvent être épuisés en même temps.

Elles ne sont pas stœchiométriques :

A

est en excès par rapport à

B

.

Elles sont stœchiométriques seulement si une quantité initiale de

C

est présente.

Elles ne sont pas stœchiométriques :

B

est en excès par rapport à

A

.

Explication

Les proportions sont stœchiométriques lorsque les quantités initiales, rapportées aux coefficients de l’équation, permettent l’épuisement simultané des réactifs. Ici, $0{,}015/1=0{,}030/2$ ; comparer les quantités brutes ou invoquer le produit initial mène aux autres réponses.

Answer

Elles sont stœchiométriques : les deux réactifs peuvent être épuisés en même temps.

Question 13

13. On mélange $100\,\mathrm{mL}$ d’une solution de $\mathrm{Cu^{2+}}$ à $0{,}10\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$ et $100\,\mathrm{mL}$ d’une solution de $\mathrm{HO^-}$ à $0{,}20\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Pour la réaction $\mathrm{Cu^{2+}+2\,HO^-\rightarrow Cu(OH)_2}$ , quelles quantités initiales obtient-on ?

0{,}020\,\mathrm{mol}

de

\mathrm{Cu^{2+}}

et

0{,}010\,\mathrm{mol}

de

\mathrm{HO^-}

.

0{,}010\,\mathrm{mol}

de

\mathrm{Cu^{2+}}

et

0{,}020\,\mathrm{mol}

de

\mathrm{HO^-}

.

0{,}010\,\mathrm{mol}

de

\mathrm{Cu^{2+}}

et

0{,}010\,\mathrm{mol}

de

\mathrm{HO^-}

.

10\,\mathrm{mol}

de

\mathrm{Cu^{2+}}

et

20\,\mathrm{mol}

de

\mathrm{HO^-}

.

Explication

La quantité se calcule par $n=cV$ avec le volume en litres : $0{,}10\times0{,}100=0{,}010\,\mathrm{mol}$ de $\mathrm{Cu^{2+}}$ et $0{,}20\times0{,}100=0{,}020\,\mathrm{mol}$ de $\mathrm{HO^-}$ . Les autres valeurs résultent d’une erreur d’unité, d’un rapport stœchiométrique appliqué trop tôt ou d’une inversion.

Answer

$$0{,}010\,\mathrm{mol}$$ de $$\mathrm{Cu^{2+}}$$ et $$0{,}020\,\mathrm{mol}$$ de $$\mathrm{HO^-}$$.

QCM : Évolution d’un système chimique (13 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Au cours d’une réaction, la quantité de matière d’une espèce présente au départ diminue. Comment cette espèce est-elle classée ?

2. Dans une transformation, la quantité de matière d’une espèce nouvelle augmente au fur et à mesure que la réaction progresse. Quelle est cette espèce ?

3. Lors d’une réaction, certaines espèces se transforment en espèces nouvelles. Quelle propriété globale de la matière est conservée ?

4. Une équation de réaction proposée comporte quatre atomes d’oxygène parmi les réactifs, mais seulement deux parmi les produits. Quelle correction respecte la règle d’équilibrage ?

5. Pour une réaction entre le diiode et les ions thiosulfate, quelle équation bilan donne les bonnes proportions entre réactifs et produits ?

6. Dans un système chimique qui évolue, que représente l’avancement $x$ , exprimé en moles ?

7. Pour suivre une réaction de son état initial à son état final, quelle information organise un tableau d’avancement ?

8. Pour la réaction $\mathrm{A + 3B \rightarrow 2C}$ , quelle variation de quantité de matière de chaque espèce faut-il inscrire à l’état intermédiaire, en fonction de l’avancement $x$ ?

9. Une réaction totale s’arrête après épuisement d’un réactif, tandis qu’une transformation non totale s’arrête sans épuisement complet des réactifs. Dans le premier cas, quel réactif est le réactif limitant ?

10. Pour la réaction $\mathrm{A + 2B \rightarrow C}$ , les quantités initiales sont $n_0(A)=0{,}30\,\mathrm{mol}$ et $n_0(B)=0{,}40\,\mathrm{mol}$ . Quelle valeur de l’avancement maximal et quel réactif limitant obtient-on ?

11. À la fin d’une transformation, l’avancement vaut $0{,}60\,x_{\max}$ et les deux réactifs sont encore présents. Comment caractériser cette transformation ?

12. Pour une réaction $A+2B\rightarrow C$ , on introduit initialement $0{,}015\,\mathrm{mol}$ de $A$ et $0{,}030\,\mathrm{mol}$ de $B$ . Quelle est la caractérisation de ces proportions ?

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Questions et réponses du QCM

1. Au cours d’une réaction, la quantité de matière d’une espèce présente au départ diminue. Comment cette espèce est-elle classée ?

2. Dans une transformation, la quantité de matière d’une espèce nouvelle augmente au fur et à mesure que la réaction progresse. Quelle est cette espèce ?

3. Lors d’une réaction, certaines espèces se transforment en espèces nouvelles. Quelle propriété globale de la matière est conservée ?

4. Une équation de réaction proposée comporte quatre atomes d’oxygène parmi les réactifs, mais seulement deux parmi les produits. Quelle correction respecte la règle d’équilibrage ?

5. Pour une réaction entre le diiode et les ions thiosulfate, quelle équation bilan donne les bonnes proportions entre réactifs et produits ?

6. Dans un système chimique qui évolue, que représente l’avancement xxx, exprimé en moles ?

7. Pour suivre une réaction de son état initial à son état final, quelle information organise un tableau d’avancement ?

8. Pour la réaction A+3B→2C\mathrm{A + 3B \rightarrow 2C}A+3B→2C, quelle variation de quantité de matière de chaque espèce faut-il inscrire à l’état intermédiaire, en fonction de l’avancement xxx ?

9. Une réaction totale s’arrête après épuisement d’un réactif, tandis qu’une transformation non totale s’arrête sans épuisement complet des réactifs. Dans le premier cas, quel réactif est le réactif limitant ?

10. Pour la réaction A+2B→C\mathrm{A + 2B \rightarrow C}A+2B→C, les quantités initiales sont n0(A)=0,30 moln_0(A)=0{,}30\,\mathrm{mol}n0​(A)=0,30mol et n0(B)=0,40 moln_0(B)=0{,}40\,\mathrm{mol}n0​(B)=0,40mol. Quelle valeur de l’avancement maximal et quel réactif limitant obtient-on ?

11. À la fin d’une transformation, l’avancement vaut 0,60 xmax⁡0{,}60\,x_{\max}0,60xmax​ et les deux réactifs sont encore présents. Comment caractériser cette transformation ?

12. Pour une réaction A+2B→CA+2B\rightarrow CA+2B→C, on introduit initialement 0,015 mol0{,}015\,\mathrm{mol}0,015mol de AAA et 0,030 mol0{,}030\,\mathrm{mol}0,030mol de BBB. Quelle est la caractérisation de ces proportions ?

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6. Dans un système chimique qui évolue, que représente l’avancement $x$ , exprimé en moles ?

8. Pour la réaction $\mathrm{A + 3B \rightarrow 2C}$ , quelle variation de quantité de matière de chaque espèce faut-il inscrire à l’état intermédiaire, en fonction de l’avancement $x$ ?

10. Pour la réaction $\mathrm{A + 2B \rightarrow C}$ , les quantités initiales sont $n_0(A)=0{,}30\,\mathrm{mol}$ et $n_0(B)=0{,}40\,\mathrm{mol}$ . Quelle valeur de l’avancement maximal et quel réactif limitant obtient-on ?

11. À la fin d’une transformation, l’avancement vaut $0{,}60\,x_{\max}$ et les deux réactifs sont encore présents. Comment caractériser cette transformation ?

12. Pour une réaction $A+2B\rightarrow C$ , on introduit initialement $0{,}015\,\mathrm{mol}$ de $A$ et $0{,}030\,\mathrm{mol}$ de $B$ . Quelle est la caractérisation de ces proportions ?