QCM : Réactions chimiques et quantité de matière — 23 questions

Questions et réponses du QCM

1. Qu’est-ce qu’une réaction chimique ?

Une séparation au cours de laquelle un produit donne plusieurs réactifs
Un mélange physique dans lequel les espèces conservent leur identité
Une transformation au cours de laquelle des réactifs donnent des produits
Une dissolution au cours de laquelle un solvant devient un réactif

Une transformation au cours de laquelle des réactifs donnent des produits

Explication

Une réaction chimique transforme des espèces chimiques initiales appelées réactifs en nouvelles espèces appelées produits. Un simple mélange ou une dissolution ne correspond pas nécessairement à cette transformation chimique.

2. Quelle condition contribue directement au déroulement d’une réaction chimique entre deux réactifs moléculaires ?

L’augmentation de la masse des réactifs, sans modification électronique
La présence d’un solvant, sans interaction entre les espèces chimiques
Le contact entre les molécules, accompagné d’échanges d’électrons et d’énergie
La séparation des molécules, accompagnée d’une conservation complète de leur énergie

Le contact entre les molécules, accompagné d’échanges d’électrons et d’énergie

Explication

Une réaction chimique nécessite le contact entre les molécules réactives ainsi que des échanges d’électrons et d’énergie. La séparation des molécules ou l’absence d’interaction ne favorise pas la transformation attendue.

3. Lors d’une réaction acido-basique, quelle particule est transférée de l’acide vers la base ?

Un proton H+H^+
Un atome d’oxygène
Un électron
Un neutron

Un proton $$H^+$$

Explication

Une réaction acido-basique se définit par le transfert d’un proton H+H^+ de l’acide vers la base. Le transfert d’électrons caractérise plutôt une réaction d’oxydo-réduction.

4. Dans une réaction d’oxydo-réduction, quel rôle joue le réducteur ?

Il cède un ou plusieurs électrons à l’oxydant
Il reçoit un proton de l’oxydant pendant la réaction
Il transforme les électrons reçus en molécules de solvant
Il fournit de la chaleur au comburant pour provoquer la combustion

Il cède un ou plusieurs électrons à l’oxydant

Explication

Le réducteur donne un ou plusieurs électrons à l’oxydant, ce qui constitue le transfert caractéristique d’une oxydo-réduction. Le transfert d’un proton entre un acide et une base relève d’une réaction acido-basique.

5. Quels éléments sont nécessaires pour qu’une combustion puisse avoir lieu ?

Un combustible, un comburant comme le dioxygène et de la chaleur
Un réducteur, un oxydant et une solution conductrice
Un solvant, un catalyseur et une forte pression
Un acide, une base et un transfert de proton

Un combustible, un comburant comme le dioxygène et de la chaleur

Explication

Une combustion met en jeu un combustible, un comburant tel que le dioxygène O2O_2 et de la chaleur. Un réducteur et un oxydant peuvent intervenir dans d’autres réactions, mais cette formulation ne décrit pas les éléments requis pour une combustion.

6. Combien d’entités chimiques contient une mole ?

Environ 1,00×10241{,}00 \times 10^{24} entités
Environ 3,01×10233{,}01 \times 10^{23} entités
Environ 6,02×10106{,}02 \times 10^{10} entités
Environ 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités

Environ $$6{,}02 \times 10^{23}$$ entités

Explication

Une mole contient environ 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités, valeur appelée nombre d’Avogadro et notée NN. Les autres valeurs proposées ne correspondent pas à cette constante.

7. Que représente la masse molaire d’une espèce chimique ?

La masse totale de l’échantillon réellement prélevé
Le nombre d’entités présentes dans un échantillon donné
La masse correspondant à une mole de cette espèce
La masse d’un électron associé à une entité chimique

La masse correspondant à une mole de cette espèce

Explication

La masse molaire est la masse d’une mole d’une espèce chimique. La masse d’un échantillon dépend, elle, de la quantité de matière effectivement prélevée.

8. Un échantillon contient n=2,0 moln = 2{,}0\ \mathrm{mol} d’une espèce dont la masse molaire vaut M=18 g mol−1M = 18\ \mathrm{g\,mol^{-1}}. Quelle est sa masse ?

324 g324\ \mathrm{g}
36 g36\ \mathrm{g}
20 g20\ \mathrm{g}
9 g9\ \mathrm{g}

$$36\ \mathrm{g}$$

Explication

La relation m=nMm = nM donne ici m=2,0×18=36 gm = 2{,}0 \times 18 = 36\ \mathrm{g}. La valeur 18 g18\ \mathrm{g} correspondrait à une mole, tandis que 324 g324\ \mathrm{g} résulterait d’une multiplication inadaptée.

9. Quelle équation d’état relie la pression, le volume, la quantité de matière et la température d’un gaz parfait ?

PV=nRTPV = nRT
PV=RTnPV = \frac{RT}{n}
P=nVRTP = nVRT
PV=nRTPV = \frac{n}{RT}

$$PV = nRT$$

Explication

Pour un gaz parfait, la relation fondamentale entre ces quatre grandeurs est PV=nRTPV = nRT. L’expression PV=n/RTPV = n/RT inverse à tort le rôle de la constante et de la température.

10. Dans quelles unités la température et la pression doivent-elles être exprimées pour utiliser directement PV=nRTPV = nRT avec la valeur donnée de RR ?

En kelvins et en pascals
En degrés Celsius et en pascals
En kelvins et en kilopascals
En degrés Celsius et en atmosphères

En kelvins et en pascals

Explication

Avec R=8,31 Pa⋅m3⋅mol−1⋅K−1R = 8,31\ \mathrm{Pa\cdot m^3\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}}, la température doit être en kelvins et la pression en pascals. Les degrés Celsius ne conviennent pas directement dans cette équation.

11. Que représente le volume molaire d’un gaz ?

Le volume total obtenu après combustion d’une mole
Le volume occupé par une mole dans des conditions données
La masse contenue dans une mole de gaz pur
La quantité de matière présente dans un litre de gaz

Le volume occupé par une mole dans des conditions données

Explication

Le volume molaire est le volume occupé par une mole de gaz pour une pression et une température fixées. Il ne désigne ni une masse molaire ni une quantité de matière par unité de volume.

12. Quel volume molaire faut-il utiliser pour un gaz à 0 ∘C0\ ^\circ\mathrm{C} sous 1 atm1\ \mathrm{atm}, soit 101,3 kPa101,3\ \mathrm{kPa} ?

22,4 L⋅mol−122,4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
101,3 L⋅mol−1101,3\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
1,00 L⋅mol−11,00\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
8,31 L⋅mol−18,31\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

$$22,4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$$

Explication

À 0 ∘C0\ ^\circ\mathrm{C} et sous 1 atm1\ \mathrm{atm}, le volume molaire des gaz vaut 22,4 L⋅mol−122,4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}. La valeur 8,318,31 correspond à la constante des gaz parfaits dans certaines unités, pas au volume molaire.

13. Quelle conservation caractérise la loi de Lavoisier lors d’une transformation chimique ?

La masse totale et le nombre de moles de chaque type d’atome
La température du système pendant toute la transformation
Le volume total des réactifs et celui des produits
Les espèces chimiques présentes avant et après la réaction

La masse totale et le nombre de moles de chaque type d’atome

Explication

La loi de Lavoisier conserve la masse totale et le nombre de moles de chaque type d’atome, même si les espèces chimiques sont transformées. La conservation des espèces elles-mêmes confond conservation des atomes et conservation des molécules.

14. Que représentent les nombres stœchiométriques dans une équation chimique équilibrée ?

Les proportions en moles des espèces qui réagissent et se forment
La composition atomique de chaque espèce chimique écrite dans la formule
Les masses molaires des réactifs et des produits concernés
Les volumes molaires des gaz présents dans l’équation

Les proportions en moles des espèces qui réagissent et se forment

Explication

Les nombres stœchiométriques donnent les proportions en moles consommées ou formées au cours de la réaction. La composition atomique d’une espèce est indiquée par les indices de sa formule, et non par ces nombres.

15. Dans la réaction CH4+2 O2→CO2+2 H2O\mathrm{CH_4 + 2\ O_2 \rightarrow CO_2 + 2\ H_2O}, que se passe-t-il lorsqu'une mole de méthane réagit selon les proportions de l’équation ?

Une mole de méthane forme deux moles de dioxyde de carbone avec deux moles d’eau
Une mole de dioxygène forme deux moles de dioxyde de carbone et une mole d’eau
Deux moles de dioxygène forment une mole de dioxyde de carbone et deux moles d’eau
Deux moles de méthane réagissent avec une mole de dioxygène pour former de l’eau

Deux moles de dioxygène forment une mole de dioxyde de carbone et deux moles d’eau

Explication

Les coefficients indiquent qu’une mole de CH4\mathrm{CH_4} consomme deux moles de O2\mathrm{O_2} et produit une mole de CO2\mathrm{CO_2} ainsi que deux moles de H2O\mathrm{H_2O}. Les autres propositions modifient les proportions imposées par l’équation équilibrée.

16. Que décrit l’avancement xx d’une réaction chimique ?

L’évolution des quantités de matière consommées et formées
La comparaison entre le produit obtenu et le produit théorique
La masse totale des réactifs présents avant la réaction
La température atteinte par le mélange à l’équilibre

L’évolution des quantités de matière consommées et formées

Explication

L’avancement xx quantifie l’évolution de la réaction à travers les quantités de matière consommées et produites. La comparaison entre produit obtenu et produit théorique définit le rendement, pas l’avancement.

17. Pour la réaction CH4+2 O2→CO2+2 H2O\mathrm{CH_4 + 2\ O_2 \rightarrow CO_2 + 2\ H_2O}, quelles sont les quantités finales lorsque x=1 molx = 1\ \mathrm{mol} et que les quantités initiales sont dans les proportions stœchiométriques indiquées ?

1, 2, 0 et 0 mol1,\ 2,\ 0\ \text{et}\ 0\ \mathrm{mol} pour CH4, O2, CO2 et H2O\mathrm{CH_4},\ O_2,\ CO_2\ \text{et}\ H_2O
1, 0, 1 et 2 mol1,\ 0,\ 1\ \text{et}\ 2\ \mathrm{mol} pour CH4, O2, CO2 et H2O\mathrm{CH_4},\ O_2,\ CO_2\ \text{et}\ H_2O
0, 0, 1 et 2 mol0,\ 0,\ 1\ \text{et}\ 2\ \mathrm{mol} pour CH4, O2, CO2 et H2O\mathrm{CH_4},\ O_2,\ CO_2\ \text{et}\ H_2O
0, 1, 2 et 1 mol0,\ 1,\ 2\ \text{et}\ 1\ \mathrm{mol} pour CH4, O2, CO2 et H2O\mathrm{CH_4},\ O_2,\ CO_2\ \text{et}\ H_2O

$$0,\ 0,\ 1\ \text{et}\ 2\ \mathrm{mol}$$ pour $$\mathrm{CH_4},\ O_2,\ CO_2\ \text{et}\ H_2O$$

Explication

Les quantités intermédiaires sont 1−x1-x, 2−2x2-2x, xx et 2x2x ; pour x=1x=1, elles deviennent respectivement 00, 00, 11 et 2 mol2\ \mathrm{mol}. La deuxième proposition reprend les quantités initiales au lieu des quantités finales.

18. Dans un mélange non stœchiométrique, comment identifie-t-on le réactif limitant ?

C’est le réactif dont la masse initiale est la plus élevée dans le mélange
C’est le premier réactif totalement consommé, tandis qu’un autre peut rester en excès
C’est le réactif qui possède la plus grande masse molaire parmi les présents
C’est le produit dont la quantité finale est la plus faible après réaction

C’est le premier réactif totalement consommé, tandis qu’un autre peut rester en excès

Explication

Le réactif limitant est consommé en premier et fixe l’avancement maximal ; les autres réactifs peuvent alors subsister en excès. Une masse initiale ou une masse molaire élevée ne suffit pas à déterminer ce rôle.

19. Pour l’estérification étudiée, quelles valeurs décrivent l’avancement final et le rendement lorsque des réactifs restent non consommés ?

xf=6,7 molx_f = 6,7\ \mathrm{mol} et un rendement de 67 %67\ \%
xf=0,67 molx_f = 0,67\ \mathrm{mol} et un rendement de 6,7 %6,7\ \%
xf=0,067 molx_f = 0,067\ \mathrm{mol} et un rendement de 67 %67\ \%
xf=67 molx_f = 67\ \mathrm{mol} et un rendement de 0,067 %0,067\ \%

$$x_f = 0,067\ \mathrm{mol}$$ et un rendement de $$67\ \%$$

Explication

Pour cette estérification, l’avancement final est 0,067 mol0,067\ \mathrm{mol} et le rendement atteint 67 %67\ \%, car la réaction s’arrête avant la consommation complète des réactifs. Les autres couples déplacent la virgule et ne correspondent pas aux valeurs étudiées.

20. Dans une solution aqueuse, quelle distinction décrit correctement le solvant et le soluté ?

Le solvant est l’espèce dissoute et le soluté est le liquide pur majoritaire.
Le solvant est le liquide pur majoritaire et le soluté est l’espèce dissoute.
Le solvant et le soluté sont deux liquides purs mélangés en proportions égales.
Le solvant est toujours un solide tandis que le soluté est toujours un liquide.

Le solvant est le liquide pur majoritaire et le soluté est l’espèce dissoute.

Explication

Le solvant constitue le liquide pur majoritaire, tandis que le soluté est l’espèce dissoute, qui peut être un gaz, un liquide ou un solide. Confondre leurs rôles inverse la définition de ces deux constituants.

21. Une solution contient une masse m=5,0 gm=5{,}0\ \mathrm{g} de soluté dans un volume V=2,0 LV=2{,}0\ \mathrm{L}. Quelle expression permet de calculer sa concentration massique ?

Cm=Vm=0,40 L⋅g−1C_m=\frac{V}{m}=0{,}40\ \mathrm{L\cdot g^{-1}}
Cm=nV=2,5 mol⋅L−1C_m=\frac{n}{V}=2{,}5\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
Cm=mV=10,0 g⋅LC_m=mV=10{,}0\ \mathrm{g\cdot L}
Cm=mV=2,5 g⋅L−1C_m=\frac{m}{V}=2{,}5\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

$$C_m=\frac{m}{V}=2{,}5\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$$

Explication

La concentration massique se calcule en divisant la masse de soluté par le volume de solution, soit Cm=mVC_m=\frac{m}{V}. L’expression utilisant nV\frac{n}{V} correspond à la concentration molaire et non à la concentration massique.

22. Une solution a une concentration molaire C=0,30 mol⋅L−1C=0{,}30\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} et un volume V=0,50 LV=0{,}50\ \mathrm{L}. Quelle quantité de matière dissoute contient-elle ?

n=CV=0,15 moln=CV=0{,}15\ \mathrm{mol}
n=VC=1,67 moln=\frac{V}{C}=1{,}67\ \mathrm{mol}
n=C+V=0,80 moln=C+V=0{,}80\ \mathrm{mol}
n=CV=0,60 moln=\frac{C}{V}=0{,}60\ \mathrm{mol}

$$n=CV=0{,}15\ \mathrm{mol}$$

Explication

La quantité de matière dissoute est donnée par le produit de la concentration molaire et du volume, n=CVn=CV, ce qui conduit ici à 0,15 mol0{,}15\ \mathrm{mol}. Diviser la concentration par le volume ne respecte pas la relation définissant cette quantité.

23. Lors d’un dosage, quelle grandeur cherche-t-on à déterminer ?

La concentration inconnue d’une solution en la faisant réagir avec une solution de quantité connue.
La nature du soluté en mesurant la température produite par le mélange des solutions.
Le volume du récipient en comparant deux solutions dont les concentrations sont inconnues.
La masse du solvant pur en la faisant évaporer après réaction avec une solution inconnue.

La concentration inconnue d’une solution en la faisant réagir avec une solution de quantité connue.

Explication

Un dosage détermine la concentration inconnue d’une solution grâce à sa réaction avec une quantité connue d’une autre solution. Mesurer une masse, un volume de récipient ou une température ne constitue pas la définition du dosage.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 46 flashcards sur Réactions chimiques et quantité de matière.

Qu'est-ce qu'une réaction chimique ?

Une transformation des espèces chimiques où des réactifs donnent des produits.

Qu'impose une réaction chimique pour se produire ?

Le contact entre les molécules de réactifs, des échanges d’électrons et d’énergie.

Quels types d’échanges d’énergie peuvent avoir lieu lors d’une réaction chimique ?

Ils peuvent être thermiques, mécaniques, électriques ou rayonnants.

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