QCM : Les lois de vitesse en réaction chimique — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Dans l’écriture de la vitesse de réaction à partir de la stœchiométrie algébrique, quel signe attribue-t-on aux réactifs ?

Un signe positif
Un signe variable selon l’espèce
Un signe négatif
Un signe nul

Un signe négatif

Explication

Les coefficients stœchiométriques algébriques prennent un signe négatif pour les réactifs et un signe positif pour les produits. Cela permet d’écrire la vitesse en tenant compte correctement de la consommation des réactifs.

2. Qu'est-ce que la vitesse de réaction en chimie ?

La vitesse à laquelle une réaction chimique atteint l'équilibre.
Le temps nécessaire pour que la réaction soit complète.
La vitesse maximale qu'une réaction peut atteindre.
La variation de la quantité d'une espèce en fonction du temps lors d'une transformation chimique.

La variation de la quantité d'une espèce en fonction du temps lors d'une transformation chimique.

Explication

La vitesse de réaction décrit comment la quantité d'une espèce change au cours du temps pendant une réaction chimique. Elle ne concerne pas uniquement le temps ou l'équilibre, mais la variation instantanée ou moyenne de la concentration.

3. À volume constant, quelle relation exprime directement la vitesse de réaction à partir de la quantité de matière d’une espèce ?

v = dV/dt × n_i
v = n_i/t
v = 1/V × dn_i/dt
v = V × dn_i/dt

v = 1/V × dn_i/dt

Explication

À volume constant, la vitesse s’écrit avec la variation de quantité de matière rapportée au volume, soit v = 1/V × dn_i/dt. Cette écriture relie la cinétique à l’évolution de la composition du système.

4. Comment la vitesse de réaction est-elle généralement exprimée en fonction des variations de concentration des réactifs ?

Par la dérivée de la concentration d’un réactif ou d’un produit par rapport au temps, sans tenir compte des coefficients stœchiométriques.
Par la différence entre la concentration initiale et la concentration à un instant donné, divisée par le temps écoulé.
En utilisant la variation de la concentration d’un réactif ou d’un produit par rapport au temps, en intégrant la stœchiométrie.
En utilisant la variation de la quantité de matière par rapport au temps, en tenant compte des coefficients stœchiométriques.

En utilisant la variation de la concentration d’un réactif ou d’un produit par rapport au temps, en intégrant la stœchiométrie.

Explication

La vitesse de réaction est souvent exprimée comme la dérivée de la concentration d’un réactif ou d’un produit par rapport au temps, en tenant compte de la stœchiométrie, ce qui correspond à la troisième option. La première option est incorrecte car elle ne précise pas l’utilisation de la dérivée ou de la variation instantanée.

5. Quelle forme mathématique correspond à la loi d’Arrhenius reliant la constante de vitesse à la température ?

k = A exp(-Ea/RT)
k = Ea exp(-A/RT)
k = A + Ea/RT
k = A exp(Ea/RT)

k = A exp(-Ea/RT)

Explication

La loi d’Arrhenius s’écrit k = A exp(-Ea/RT), avec A le facteur préexponentiel et Ea l’énergie d’activation. Le signe négatif dans l’exponentielle traduit la diminution de k lorsque Ea augmente.

6. Quel est le rôle principal de la loi d’Arrhenius dans l’étude de la cinétique chimique ?

Relier la constante de vitesse à la temps de réaction
Calculer la concentration initiale des réactifs
Déterminer la dépendance de la taux de réaction à la température
Mesurer la vitesse instantanée d’une réaction

Déterminer la dépendance de la taux de réaction à la température

Explication

La loi d’Arrhenius relie la constante de vitesse à la température, permettant d’étudier comment la vitesse varie avec la température et d’en déduire l’énergie d’activation.

7. Dans un tracé de ln k en fonction de 1/T, que donne la pente de la droite ?

-Ea/R
ln A
-ln A
Ea/R

-Ea/R

Explication

En écrivant ln k = ln A - (Ea/R)(1/T), on voit que la pente de la droite vaut -Ea/R. L’ordonnée à l’origine correspond, elle, à ln A.

8. Quand a été introduite la notion de simplification par excès ou défaut dans l'étude de la cinétique chimique ?

Dans les années 1950, lors du développement des modèles cinétiques modernes.
Au XIXe siècle, avec la formalisation des lois de la chimie expérimentale.
Au début du XXe siècle, avec les travaux de Arrhenius.
Dans les années 1980, avec l'avènement de la chimie computationnelle.

Dans les années 1950, lors du développement des modèles cinétiques modernes.

Explication

La simplification par excès ou défaut a été formalisée dans le contexte de la cinétique chimique au cours du XXe siècle, notamment dans les années 1950, pour faciliter l'étude expérimentale des mécanismes réactionnels.

9. En quoi la simplification par excès ou défaut diffère-t-elle de l'étude de la vitesse de réaction en termes de dépendance aux concentrations des réactifs ?

La simplification par excès ou défaut concerne uniquement la détermination de l'ordre global, alors que la vitesse de réaction concerne uniquement l'ordre partiel d'un réactif.
La simplification par excès ou défaut permet d'isoler la dépendance d'un seul réactif, tandis que la vitesse de réaction considère la variation simultanée de tous les réactifs.
La vitesse de réaction est une grandeur macroscopique, alors que la simplification par excès ou défaut est une approximation microscopique.
La vitesse de réaction ne tient pas compte des concentrations, alors que la simplification par excès ou défaut en dépend directement.

La simplification par excès ou défaut permet d'isoler la dépendance d'un seul réactif, tandis que la vitesse de réaction considère la variation simultanée de tous les réactifs.

Explication

La simplification par excès ou défaut consiste à considérer un réactif en quantité très grande ou très faible pour isoler sa contribution à la vitesse, contrairement à l'étude générale qui considère la dépendance simultanée de tous les réactifs.

10. Qui a formulé la loi d’Arrhenius, essentielle pour relier la constante de vitesse à la température dans une réaction chimique ?

Marie Curie
Albert Einstein
Louis Pasteur
Svante Arrhenius

Svante Arrhenius

Explication

C'est Svante Arrhenius qui a proposé la loi d’Arrhenius, permettant de relier la constante de vitesse à la température via une expression exponentielle.

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Vitesse de réaction — définition ?

Variation de concentration par unité de temps.

Vitesse de réaction définition

Variation de concentration en fonction du temps.

Influence de la température — effet ?

Augmente la vitesse en réduisant $E_a$ relative.

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