QCM : Réaction et énergie — 17 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que se passe-t-il au niveau des liaisons lors d’une réaction chimique ?

Les liaisons des réactifs et des produits restent identiques pendant la réaction
Les liaisons des réactifs sont rompues et de nouvelles liaisons se forment
Les liaisons des réactifs se renforcent sans création de nouvelles liaisons
Les nouvelles liaisons se rompent avant que les réactifs ne soient transformés

Les liaisons des réactifs sont rompues et de nouvelles liaisons se forment

Explication

Une réaction chimique implique la rupture de liaisons dans les réactifs et la formation de nouvelles liaisons dans les produits. L’idée d’un simple renforcement ou d’une conservation des mêmes liaisons ne décrit pas une transformation chimique.

2. Quelle affirmation décrit correctement les échanges d’énergie associés aux liaisons chimiques ?

Rompre une liaison consomme de l’énergie, tandis que la former en libère
Rompre et former une liaison libèrent une quantité comparable d’énergie
Rompre une liaison libère de l’énergie, tandis que la former en consomme
Rompre et former une liaison consomment une quantité comparable d’énergie

Rompre une liaison consomme de l’énergie, tandis que la former en libère

Explication

La rupture d’une liaison nécessite un apport énergétique, alors que la formation d’une liaison s’accompagne d’une libération d’énergie. Inverser ces deux phénomènes constitue la confusion la plus courante.

3. Quel effet caractérise une réaction exothermique sur l’environnement ?

Elle augmente la température du système en absorbant l’énergie fournie par l’environnement
Elle maintient la température de l’environnement en équilibrant les énergies échangées
Elle augmente la température de l’environnement en libérant davantage d’énergie qu’elle n’en consomme
Elle diminue la température de l’environnement en consommant davantage d’énergie qu’elle n’en libère

Elle augmente la température de l’environnement en libérant davantage d’énergie qu’elle n’en consomme

Explication

Une réaction exothermique libère, lors de la formation des nouvelles liaisons, plus d’énergie qu’elle n’en consomme pour rompre celles des réactifs, ce qui réchauffe l’environnement. Une réaction qui refroidit le milieu correspond plutôt au comportement endothermique.

4. Que se produit-il lors d’une réaction endothermique ?

La formation des liaisons libère davantage d’énergie que la rupture n’en consomme
Le système cède de la chaleur à l’environnement jusqu’à l’équilibre thermique
L’environnement absorbe de la chaleur du système pendant la formation des liaisons
Le système absorbe de la chaleur de l’environnement jusqu’à l’équilibre thermique

Le système absorbe de la chaleur de l’environnement jusqu’à l’équilibre thermique

Explication

Lors d’une réaction endothermique, l’énergie nécessaire pour rompre les liaisons dépasse celle libérée lors de la formation des nouvelles liaisons, si bien que la chaleur passe de l’environnement vers le système. La cession de chaleur au milieu décrit au contraire une réaction exothermique.

5. Quelle relation permet de calculer la quantité de chaleur échangée par un corps ?

Q=c+m+ΔTQ = c + m + \Delta T
Q=mcΔTQ = \frac{m}{c\Delta T}
Q=mcΔTQ = mc\Delta T
Q=cΔTmQ = \frac{c\Delta T}{m}

$$Q = mc\Delta T$$

Explication

La quantité de chaleur se calcule avec Q=mcΔTQ = mc\Delta T, où la masse, la chaleur massique et la variation de température interviennent comme facteurs. Les autres relations ne correspondent pas à la formule donnée et modifient à tort le rôle de ces grandeurs.

6. Que peut provoquer la dissolution de certains sels dans l’eau ?

La dissolution empêche la formation d’aquacomplexes lorsque la température diminue
La formation d’aquacomplexes peut augmenter la température du milieu
La formation d’aquacomplexes peut abaisser la température du milieu
La dissolution conserve la température car elle ne modifie pas les échanges d’énergie

La formation d’aquacomplexes peut abaisser la température du milieu

Explication

La formation d’aquacomplexes lors de la dissolution de certains sels peut s’accompagner d’un abaissement de la température de l’eau. Un refroidissement du milieu traduit alors une dissolution endothermique, et non une absence d’échange énergétique.

7. Quelle grandeur représente l’enthalpie de réaction ?

La chaleur totale échangée par l’ensemble du système réactionnel
La chaleur échangée rapportée à une mole d’un réactif ou d’un produit
La différence de température mesurée entre les réactifs et les produits
La quantité de matière transformée pendant la réaction

La chaleur échangée rapportée à une mole d’un réactif ou d’un produit

Explication

L’enthalpie de réaction exprime la chaleur dégagée ou absorbée par mole et s’exprime en kJ/mol. La chaleur totale échangée correspond à QQ, qui dépend notamment de la quantité globale de matière concernée.

8. Une réaction possède une enthalpie de réaction ΔrH=+85 kJ mol−1\Delta_r H = +85\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}} ; comment la qualifier ?

Elle est thermiquement neutre sans échange d’énergie
Elle est spontanée grâce à une enthalpie positive
Elle est endothermique et absorbe de la chaleur
Elle est exothermique et libère de la chaleur

Elle est endothermique et absorbe de la chaleur

Explication

Une valeur positive de ΔrH\Delta_r H indique qu’une réaction endothermique absorbe de la chaleur. Une valeur négative caractériserait une réaction exothermique libérant de la chaleur.

9. Quelle affirmation décrit correctement l’enthalpie standard de formation ?

Elle désigne l’enthalpie d’une réaction rapportée à une quantité quelconque
Elle correspond à l’enthalpie de formation d’un corps dans les conditions standards
Elle correspond à la chaleur totale échangée lors de toute réaction en laboratoire
Elle mesure l’énergie nécessaire pour vaporiser un corps dans les conditions standards

Elle correspond à l’enthalpie de formation d’un corps dans les conditions standards

Explication

L’enthalpie standard de formation est associée à la formation d’un corps dans les conditions standards. Elle ne désigne pas une chaleur totale générale ni une enthalpie réactionnelle rapportée à une quantité arbitraire.

10. Comment calcule-t-on l’enthalpie standard d’une réaction à partir des enthalpies standard de formation ?

En soustrayant la somme des produits à la somme des réactifs
En divisant la somme des produits par celle des réactifs
En soustrayant la somme des réactifs à la somme des produits
En additionnant les enthalpies des réactifs et celles des produits

En soustrayant la somme des réactifs à la somme des produits

Explication

La relation est ΔrH0=∑ΔfH0(produits)−∑ΔfH0(reˊactifs)\Delta_r H^0 = \sum \Delta_f H^0(\text{produits}) - \sum \Delta_f H^0(\text{réactifs}). Inverser les deux sommes changerait le signe de l’enthalpie calculée.

11. Pour la réaction 2 CO(g)+O2(g)→2 CO2(g)2\,\mathrm{CO}_{(g)}+\mathrm{O}_{2(g)}\rightarrow2\,\mathrm{CO}_{2(g)}, que signifie la valeur ΔrH0=−566 kJ\Delta_r H^0=-566\ \mathrm{kJ} ?

Chaque mole de dioxygène absorbe 566 kJ pendant la réaction
La réaction absorbe 566 kJ dans les conditions indiquées
La réaction libère 566 kJ dans les conditions indiquées
La réaction libère 566 kJ par mole de dioxyde de carbone

La réaction libère 566 kJ dans les conditions indiquées

Explication

La valeur négative indique une réaction exothermique qui libère 566 kJ pour l’équation telle qu’elle est écrite. Cette valeur concerne la réaction globale, et non une quantité rapportée à une mole de dioxyde de carbone.

12. Que stipule la loi de Hess pour une réaction globale ?

Sa variation d’enthalpie est égale à celle de la réaction partielle la plus énergétique
Sa variation d’enthalpie est la somme de celles des réactions partielles qui la composent
Sa variation d’enthalpie s’obtient en multipliant les enthalpies des réactions partielles
Sa variation d’enthalpie dépend du nombre d’étapes choisies pour la décrire

Sa variation d’enthalpie est la somme de celles des réactions partielles qui la composent

Explication

La loi de Hess établit que la variation d’enthalpie globale est la somme des variations d’enthalpie des étapes constitutives. Le nombre d’étapes ne modifie pas cette somme lorsque les réactions sont correctement combinées.

13. Pour déterminer indirectement l’enthalpie d’une réaction recherchée avec la loi de Hess, quelle démarche faut-il suivre ?

Mesurer la température finale après avoir additionné les réactifs des réactions connues
Choisir la réaction connue dont l’enthalpie possède la valeur absolue la plus élevée
Combiner algébriquement les réactions connues afin d’obtenir l’équation désirée
Additionner les coefficients sans modifier le sens des équations disponibles

Combiner algébriquement les réactions connues afin d’obtenir l’équation désirée

Explication

L’application de la loi de Hess consiste à combiner algébriquement les réactions connues pour reconstituer la réaction désirée. Il faut donc pouvoir inverser ou multiplier des équations lorsque cela est nécessaire, plutôt que choisir une réaction selon sa seule valeur d’enthalpie.

14. Quelle expression permet d’estimer l’enthalpie d’une réaction à partir des enthalpies de liaison ?

ΔrH=∑ΔH(liaisons casseˊes)−∑ΔH(liaisons formeˊes)\Delta_r H=\sum\Delta H(\text{liaisons cassées})-\sum\Delta H(\text{liaisons formées})
ΔrH=∑ΔH(liaisons formeˊes)+∑ΔH(liaisons casseˊes)\Delta_r H=\sum\Delta H(\text{liaisons formées})+\sum\Delta H(\text{liaisons cassées})
ΔrH=∑ΔH(liaisons formeˊes)−∑ΔH(liaisons casseˊes)\Delta_r H=\sum\Delta H(\text{liaisons formées})-\sum\Delta H(\text{liaisons cassées})
ΔrH=∑ΔH(liaisons casseˊes)\Delta_r H=\sum\Delta H(\text{liaisons cassées})

$$\Delta_r H=\sum\Delta H(\text{liaisons formées})-\sum\Delta H(\text{liaisons cassées})$$

Explication

L’estimation s’obtient en soustrayant l’énergie associée aux liaisons cassées de celle associée aux liaisons formées, selon ΔrH=∑ΔH(formeˊes)−∑ΔH(casseˊes)\Delta_r H=\sum\Delta H(\text{formées})-\sum\Delta H(\text{cassées}). La confusion fréquente consiste à inverser les deux termes, ce qui change le signe de l’enthalpie calculée.

15. Pourquoi une enthalpie de réaction calculée à partir d’enthalpies de liaison doit-elle être considérée comme approximative ?

Parce que les enthalpies de liaison ne sont qu’approximativement additives
Parce que les tables de liaison fournissent des valeurs exprimées sans unité
Parce que toute réaction chimique possède une enthalpie expérimentale nulle
Parce que les liaisons chimiques ne peuvent pas être décrites par une enthalpie

Parce que les enthalpies de liaison ne sont qu’approximativement additives

Explication

Les enthalpies de liaison sont des valeurs moyennes et leur addition n’est qu’approximative, ce qui rend l’enthalpie de réaction estimée également approximative. Une valeur expérimentale peut différer de cette estimation sans que les enthalpies de liaison soient dépourvues d’unité ou de signification.

16. Quelle enthalpie standard de réaction est obtenue pour la combustion du méthane liquide ou gazeux selon CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)\mathrm{CH_4(g)}+2\mathrm{O_2(g)}\rightarrow\mathrm{CO_2(g)}+2\mathrm{H_2O(l)}, en utilisant les enthalpies standard de formation ?

ΔrH0=−552 kJ/mol\Delta_r H^0=-552\ \mathrm{kJ/mol}
ΔrH0=+894 kJ/mol\Delta_r H^0=+894\ \mathrm{kJ/mol}
ΔrH0=−894 kJ/mol\Delta_r H^0=-894\ \mathrm{kJ/mol}
ΔrH0=198 kJ/mol\Delta_r H^0=198\ \mathrm{kJ/mol}

$$\Delta_r H^0=-894\ \mathrm{kJ/mol}$$

Explication

L’utilisation des enthalpies standard de formation pour cette combustion conduit à ΔrH0=−894 kJ/mol\Delta_r H^0=-894\ \mathrm{kJ/mol}. La valeur de −552 kJ-552\ \mathrm{kJ} concerne une autre réaction, la réaction thermite entre l’aluminium et l’oxyde de fer(III).

17. Que signifie le signe de l’enthalpie standard ΔrH0=−552 kJ\Delta_r H^0=-552\ \mathrm{kJ} pour la réaction 2Al(s)+Fe2O3(s)→2Fe(s)+Al2O3(s)2\mathrm{Al(s)}+\mathrm{Fe_2O_3(s)}\rightarrow2\mathrm{Fe(s)}+\mathrm{Al_2O_3(s)} ?

La réaction transforme l’énergie thermique en masse solide
La réaction absorbe de l’énergie depuis le milieu extérieur
La réaction libère de l’énergie vers le milieu extérieur
La réaction présente une variation d’énergie nulle

La réaction libère de l’énergie vers le milieu extérieur

Explication

Une enthalpie de réaction négative indique que la réaction est exothermique et qu’elle libère de l’énergie vers le milieu extérieur. Une enthalpie positive correspondrait au contraire à une réaction endothermique qui absorbe de l’énergie.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 33 flashcards sur Réaction et énergie.

Que se passe-t-il aux liaisons des réactifs lors d'une réaction chimique ?

Les liaisons des réactifs sont rompues.

Que se forme après la rupture des liaisons des réactifs en réaction chimique ?

De nouvelles liaisons sont formées.

Qu'impose la rupture d'une liaison chimique ?

Un apport d'énergie est nécessaire.

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