QCM : Réactions d’oxydo-réduction (27 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel échange caractérise une réaction d’oxydo-réduction entre ses réactifs ?

Un échange d’électrons entre les réactifs
Un échange d’ions hydroxydes entre les réactifs
Un échange de protons entre les réactifs
Un échange d’atomes d’oxygène entre les réactifs

Un échange d’électrons entre les réactifs

Explication

Une réaction d’oxydo-réduction implique un transfert d’électrons entre les réactifs. Un transfert de protons peut intervenir dans d’autres transformations, mais ne définit pas à lui seul une réaction redox.

2. Lors d’une transformation, une espèce perd des électrons tandis qu’une autre en gagne. Comment qualifier ces deux phénomènes ?

La perte et le gain sont deux oxydations
La perte est une réduction et le gain est une oxydation
La perte est une oxydation et le gain est une réduction
La perte et le gain sont deux réductions

La perte est une oxydation et le gain est une réduction

Explication

L’oxydation correspond à une perte d’électrons, alors que la réduction correspond à un gain d’électrons. Inverser ces termes constitue une confusion fréquente, mais ne respecte pas le sens du transfert électronique.

3. Une espèce fournit des électrons à une autre espèce au cours d’une réaction. Quel rôle joue-t-elle ?

Elle est oxydante et s’oxyde en donnant un réducteur
Elle est réductrice et s’oxyde en donnant un oxydant
Elle est réductrice et se réduit en donnant un oxydant
Elle est oxydante et se réduit en donnant un réducteur

Elle est réductrice et s’oxyde en donnant un oxydant

Explication

Le réducteur donne des électrons et s’oxyde au cours de ce transfert. L’espèce qui accepte les électrons est l’oxydant, et non le réducteur.

4. Quelle évolution subit un oxydant lorsqu’il accepte des électrons ?

Il s’oxyde et donne un réducteur
Il se réduit et donne un oxydant
Il s’oxyde et donne un oxydant
Il se réduit et donne un réducteur

Il se réduit et donne un réducteur

Explication

Un oxydant accepte des électrons et se réduit, ce qui forme le réducteur associé. L’oxydation correspond au contraire à une perte d’électrons.

5. Pour équilibrer une demi-équation en milieu acide, quel ordre de corrections faut-il suivre ?

Oxygène avec H₂O, charge avec des électrons, élément commun, puis hydrogène avec H⁺
Élément commun, oxygène avec H₂O, hydrogène avec H⁺, puis charge avec des électrons
Élément commun, oxygène avec H⁺, hydrogène avec H₂O, puis charge avec des électrons
Élément commun, hydrogène avec H⁺, oxygène avec H₂O, puis charge avec des électrons

Élément commun, oxygène avec H₂O, hydrogène avec H⁺, puis charge avec des électrons

Explication

En milieu acide, on équilibre successivement l’élément commun, l’oxygène avec H₂O, l’hydrogène avec H⁺, puis la charge avec des électrons. Placer l’équilibrage de l’hydrogène avant celui de l’oxygène ne suit pas cette méthode.

6. Une demi-équation acide contient des ions H⁺ et doit être convertie en milieu basique. Quelle opération permet cette conversion ?

Ajouter des molécules H₂O des deux côtés selon le nombre d’électrons, puis simplifier
Remplacer chaque ion H⁺ par un ion HO⁻ d’un seul côté, puis simplifier
Ajouter autant d’ions H⁺ des deux côtés que de HO⁻, puis simplifier les espèces communes
Ajouter autant d’ions HO⁻ des deux côtés que de H⁺, puis simplifier les espèces communes

Ajouter autant d’ions HO⁻ des deux côtés que de H⁺, puis simplifier les espèces communes

Explication

La conversion consiste à ajouter de part et d’autre autant d’ions HO⁻ que la demi-équation comporte de H⁺, puis à simplifier les espèces communes. Ajouter H⁺ en fonction des ions HO⁻ inverse l’opération nécessaire.

7. Que représente le nombre d’oxydation d’un atome dans une espèce chimique ?

Le nombre algébrique de charges élémentaires réelles ou fictives qui caractérise son état électronique
Le nombre total d’électrons de valence qui détermine sa position dans le tableau périodique
Le nombre de liaisons covalentes qu’il forme avec les atomes voisins dans l’espèce
Le nombre de protons du noyau auquel on retranche les neutrons de l’atome

Le nombre algébrique de charges élémentaires réelles ou fictives qui caractérise son état électronique

Explication

Le nombre d’oxydation exprime un nombre algébrique de charges élémentaires réelles ou fictives et caractérise l’état électronique de l’atome. Le nombre d’électrons de valence est une propriété différente et ne définit pas cette grandeur.

8. Quelle est la règle pour le nombre d’oxydation d’un élément présent dans un corps simple comme N₂ ?

Il est égal au nombre d’atomes de la molécule
Il dépend du nombre de liaisons entre les atomes
Il est égal à la charge totale de l’espèce
Il est nul

Il est nul

Explication

Dans un corps simple, chaque élément a un nombre d’oxydation nul, y compris dans N₂. La charge totale de l’espèce n’est pas une règle permettant de remplacer cette valeur pour les atomes du corps simple.

9. Quel nombre d’oxydation faut-il attribuer à l’oxygène dans H₂O₂ ?

0
−I
+II
−II

−I

Explication

Dans les peroxydes tels que H₂O₂, l’oxygène a le nombre d’oxydation −I. La valeur −II est la valeur généralement rencontrée pour l’oxygène, mais elle ne s’applique pas aux peroxydes.

10. Dans un ion polyatomique de charge −1, à quelle valeur doit correspondre la somme algébrique des nombres d’oxydation de ses éléments ?

+1
0
La valeur dépend du nombre total d’atomes
−1

−1

Explication

Pour un ion, la somme algébrique des nombres d’oxydation est égale à sa charge totale ; elle vaut donc −1 dans ce cas. La valeur 0 s’applique à une molécule neutre, et non à cet ion.

11. Dans un couple Ox/Red, comment identifier l’oxydant à partir du nombre d’oxydation de l’élément commun ?

C’est l’espèce où cet élément possède le nombre d’oxydation le plus faible.
C’est l’espèce où cet élément possède le nombre d’oxydation le plus élevé.
C’est l’espèce qui contient le plus grand nombre d’atomes de cet élément.
C’est l’espèce dont la charge électrique est la plus élevée.

C’est l’espèce où cet élément possède le nombre d’oxydation le plus élevé.

Explication

Dans un couple Ox/Red, l’oxydant est l’espèce dont l’élément commun a le nombre d’oxydation le plus élevé. Une charge électrique plus élevée ne suffit pas à identifier l’oxydant, car le critère porte sur le nombre d’oxydation.

12. Lors d’une réaction redox, quel changement caractérise l’oxydant qui réagit avec un autre composé ?

Il provoque l’oxydation de l’autre composé et se réduit lui-même.
Il provoque l’oxydation de l’autre composé et s’oxyde lui-même.
Il provoque la réduction de l’autre composé et s’oxyde lui-même.
Il provoque la réduction de l’autre composé et se réduit lui-même.

Il provoque l’oxydation de l’autre composé et se réduit lui-même.

Explication

Un oxydant provoque l’oxydation d’un autre composé en se réduisant lui-même. Un réducteur provoque au contraire la réduction de l’autre composé et s’oxyde.

13. Pour équilibrer une réaction redox à partir de ses demi-équations, quelle démarche permet d’obtenir une équation globale équilibrée ?

Égaliser les électrons dans les demi-équations, puis les additionner sans équilibrer ni simplifier les espèces.
Additionner d’abord les demi-équations, puis équilibrer les atomes et égaliser les électrons dans l’équation obtenue.
Équilibrer chaque demi-équation, égaliser les électrons échangés en multipliant les demi-équations, puis les additionner et simplifier.
Équilibrer les atomes dans une demi-équation, puis supprimer les électrons avant d’écrire la seconde demi-équation.

Équilibrer chaque demi-équation, égaliser les électrons échangés en multipliant les demi-équations, puis les additionner et simplifier.

Explication

On équilibre d’abord les deux demi-équations, puis on les multiplie pour égaliser les électrons échangés avant de les additionner et de simplifier. Les additionner avant d’équilibrer les demi-équations ne respecte pas cet ordre et peut laisser l’équation globale déséquilibrée.

14. Dans une réaction où le nombre d’oxydation de chaque élément reste inchangé, comment la classer ?

Comme une réduction, puisque les électrons sont nécessairement présents dans les espèces.
Comme une réaction qui n’est pas redox, puisque les nombres d’oxydation ne varient pas.
Comme une oxydation, puisque la réaction transforme les réactifs en produits.
Comme une réaction redox, puisque les nombres d’oxydation restent constants.

Comme une réaction qui n’est pas redox, puisque les nombres d’oxydation ne varient pas.

Explication

Une réaction redox implique une variation d’au moins un nombre d’oxydation ; sans variation, la réaction n’est pas redox. La présence d’électrons dans la formule d’une espèce ne suffit pas à établir qu’une réaction est redox.

15. Dans une pile qui débite, quelle transformation se produit aux électrodes de zinc et de cuivre ?

Le zinc se réduit à l’anode et les ions cuivre(II) s’oxydent à la cathode.
Le zinc s’oxyde à la cathode et les ions cuivre(II) se réduisent à l’anode.
Le zinc se réduit à la cathode et les ions cuivre(II) s’oxydent à l’anode.
Le zinc s’oxyde à l’anode et les ions cuivre(II) se réduisent à la cathode.

Le zinc s’oxyde à l’anode et les ions cuivre(II) se réduisent à la cathode.

Explication

Dans une pile qui débite, le zinc s’oxyde à l’anode tandis que les ions cuivre(II) se réduisent à la cathode. Inverser les électrodes tout en conservant les transformations ne correspond pas au fonctionnement de cette pile.

16. Quel rôle joue la mise en contact des deux demi-piles de couples redox différents dans une pile Daniell ?

Elle neutralise les réactifs des deux demi-piles sans produire de courant.
Elle permet de convertir l’énergie chimique en énergie électrique.
Elle sépare les couples redox afin d’empêcher tout transfert d’électrons.
Elle permet de convertir l’énergie électrique en énergie chimique.

Elle permet de convertir l’énergie chimique en énergie électrique.

Explication

La mise en contact de deux demi-piles correspondant à des couples redox différents forme une pile qui convertit l’énergie chimique en énergie électrique. La conversion inverse correspondrait à un fonctionnement consommant de l’énergie électrique, et non au rôle décrit pour la pile Daniell.

17. Une pile affiche une tension mesurée de signe négatif dans un branchement donné ; quelle affirmation décrit sa force électromotrice ?

Elle correspond à la tension mesurée avec son signe et peut être négative.
Elle correspond à la valeur absolue de la tension mesurée et reste positive.
Elle correspond à la somme des potentiels d’électrode et conserve le signe mesuré.
Elle correspond au potentiel d’une électrode et peut être positive ou négative.

Elle correspond à la valeur absolue de la tension mesurée et reste positive.

Explication

La force électromotrice est la valeur absolue de la tension mesurée aux bornes de la pile, donc elle est positive. Le potentiel d’électrode, contrairement à la force électromotrice, peut être positif ou négatif.

18. Quelles conditions définissent l’électrode standard à hydrogène ?

Du cuivre au contact de H₂ à 1 bar et d’une solution de H₃O⁺ à 1 mol·L⁻¹, soit pH = 0.
Du platine au contact de H₂ à 1 bar et d’une solution de H₃O⁺ à 1 mol·L⁻¹, soit pH = 0.
Du platine au contact de H₂ à 1 bar et d’une solution de H₃O⁺ à 0,1 mol·L⁻¹, soit pH = 1.
Du platine au contact de H₂ à 1 mol·L⁻¹ et d’une solution de H₃O⁺ à 1 bar, soit pH = 0.

Du platine au contact de H₂ à 1 bar et d’une solution de H₃O⁺ à 1 mol·L⁻¹, soit pH = 0.

Explication

L’électrode standard à hydrogène utilise une électrode de platine, H₂ à 1 bar et une solution de H₃O⁺ à 1 mol·L⁻¹, correspondant à pH = 0. Une solution à 0,1 mol·L⁻¹ correspondrait à pH = 1, et non aux conditions standard indiquées.

19. Quelle valeur est attribuée par définition au potentiel de l’électrode standard à hydrogène ?

−1 V.
0 V.
La valeur dépend du pH de la solution.
1 V.

0 V.

Explication

Le potentiel de l’électrode standard à hydrogène est défini égal à 0 V et sert de référence. Le potentiel d’une autre électrode peut dépendre des conditions, mais cette référence est fixée à zéro.

20. Lorsqu’on mesure le potentiel d’une électrode par rapport à l’électrode standard à hydrogène, où place-t-on l’entrée COM du voltmètre ?

Du côté de l’électrode dont on cherche le potentiel.
Du côté de l’électrode standard à hydrogène.
Sur le pont salin reliant les deux demi-piles.
Sur les deux électrodes à tour de rôle, sans référence fixe.

Du côté de l’électrode standard à hydrogène.

Explication

Le potentiel d’électrode est défini comme une tension mesurée par rapport à l’électrode standard à hydrogène, avec l’entrée COM de son côté. Placer COM du côté de l’électrode étudiée inverserait la référence utilisée pour cette définition.

21. Pour la demi-équation a Ox+n e−+b H3O+=c Red+d H2Oa\,\mathrm{Ox}+n\,e^-+b\,\mathrm{H_3O^+}=c\,\mathrm{Red}+d\,\mathrm{H_2O}, quelle expression est la loi de Nernst correspondante ?

E=E∘+2,3RTnFlog⁡(a(Ox)aa(Red)c a(H3O+)b)E=E^\circ+\frac{2{,}3RT}{nF}\log\left(\frac{a(\mathrm{Ox})^a}{a(\mathrm{Red})^c\,a(\mathrm{H_3O^+})^b}\right)
E=E∘+2,3RTnFlog⁡(a(Red)ca(Ox)a a(H3O+)b)E=E^\circ+\frac{2{,}3RT}{nF}\log\left(\frac{a(\mathrm{Red})^c}{a(\mathrm{Ox})^a\,a(\mathrm{H_3O^+})^b}\right)
E=E∘+2,3RTnFlog⁡(a(Ox)a a(H3O+)ba(Red)c)E=E^\circ+\frac{2{,}3RT}{nF}\log\left(\frac{a(\mathrm{Ox})^a\,a(\mathrm{H_3O^+})^b}{a(\mathrm{Red})^c}\right)
E=E∘+2,3RTFlog⁡(a(Ox)a a(H3O+)ba(Red)c)E=E^\circ+\frac{2{,}3RT}{F}\log\left(\frac{a(\mathrm{Ox})^a\,a(\mathrm{H_3O^+})^b}{a(\mathrm{Red})^c}\right)

$$E=E^\circ+\frac{2{,}3RT}{nF}\log\left(\frac{a(\mathrm{Ox})^a\,a(\mathrm{H_3O^+})^b}{a(\mathrm{Red})^c}\right)$$

Explication

La loi de Nernst place les activités de Ox et de H₃O⁺ au numérateur, celles de Red au dénominateur, et comporte le facteur nF au dénominateur du coefficient. L’expression qui inverse le quotient correspond à l’inversion du rapport d’activités et ne respecte pas la relation donnée.

22. Dans quelles conditions définit-on le potentiel standard d’électrode d’un couple redox ?

Lorsque les constituants du couple sont dilués et que leur concentration tend vers zéro.
Lorsque les constituants du couple sont dans leur état standard et que leurs activités valent 1.
Lorsque les constituants du couple sont à l’équilibre et que leurs concentrations sont égales.
Lorsque le couple est mesuré à pH nul, quelle que soit l’activité de ses constituants.

Lorsque les constituants du couple sont dans leur état standard et que leurs activités valent 1.

Explication

Le potentiel standard correspond à l’état standard des constituants, pour lequel leurs activités valent 1. Un pH nul n’est pas, à lui seul, la définition de l’état standard de tous les constituants.

23. Deux oxydants ont des potentiels standards différents : lequel possède la plus grande force oxydante ?

Celui dont le réducteur conjugué a le potentiel standard le plus élevé.
Celui dont le potentiel standard est le plus faible.
Celui dont le potentiel standard est le plus élevé.
Celui dont le potentiel standard est le plus proche de zéro.

Celui dont le potentiel standard est le plus élevé.

Explication

La force des oxydants augmente avec le potentiel standard du couple. Un potentiel plus faible correspond à une force oxydante moindre, et non supérieure.

24. Pour prévoir une réaction redox à partir des potentiels des couples, quelle démarche faut-il suivre ?

Associer l’oxydant le plus fort au réducteur le plus faible, puis équilibrer chaque demi-équation séparément.
Associer l’oxydant le plus fort au réducteur le plus fort, puis équilibrer les demi-équations en conservant les électrons.
Associer l’oxydant le plus faible au réducteur le plus fort, puis éliminer les électrons des demi-équations.
Associer les espèces de potentiels les plus proches, puis équilibrer les atomes sans tenir compte des électrons.

Associer l’oxydant le plus fort au réducteur le plus fort, puis équilibrer les demi-équations en conservant les électrons.

Explication

La prévision consiste à mettre en réaction l’oxydant le plus fort et le réducteur le plus fort, puis à équilibrer les demi-équations avec conservation des électrons. Associer l’oxydant le plus fort au réducteur le plus faible ne suit pas cette règle de prévision.

25. Quelle transformation correspond à une dismutation ?

Un même composé agit à la fois comme oxydant et comme réducteur.
Un composé est réduit tandis qu’un autre subit une médiamutation.
Un oxydant et un réducteur se combinent sans changement de nombre d’oxydation.
Deux composés distincts échangent des électrons et changent chacun de nombre d’oxydation.

Un même composé agit à la fois comme oxydant et comme réducteur.

Explication

Dans une dismutation, un même composé joue simultanément les rôles d’oxydant et de réducteur. Une réaction entre deux composés distincts ne répond pas à cette définition.

26. Quel lien existe entre une médiamutation et une dismutation ?

La médiamutation est la réaction inverse d’une dismutation.
La médiamutation est une dismutation où le nombre d’oxydation reste inchangé.
La médiamutation est une réaction où un même composé agit comme oxydant et réducteur.
La médiamutation est une réaction parallèle qui produit les mêmes espèces qu’une dismutation.

La médiamutation est la réaction inverse d’une dismutation.

Explication

La médiamutation, aussi appelée rétro- ou anti-dismutation, correspond à la réaction inverse d’une dismutation. Le fait qu’un même composé joue les deux rôles redox définit plutôt la dismutation elle-même.

27. Dans une pile de Volta, quelles transformations se produisent au niveau du zinc et des ions H⁺ ?

Le zinc libère des électrons et devient Zn²⁺, tandis que les ions H⁺ gagnent des électrons et forment H₂.
Le zinc et les ions H⁺ libèrent des électrons, formant respectivement Zn²⁺ et H₂.
Le zinc libère des électrons et forme H₂, tandis que les ions H⁺ gagnent des électrons et deviennent Zn²⁺.
Le zinc gagne des électrons et devient Zn²⁺, tandis que les ions H⁺ en libèrent et forment H₂.

Le zinc libère des électrons et devient Zn²⁺, tandis que les ions H⁺ gagnent des électrons et forment H₂.

Explication

Le zinc s’oxyde en cédant des électrons et forme des ions Zn²⁺ ; les ions H⁺ se réduisent en captant ces électrons pour former H₂. L’idée que le zinc gagne des électrons inverse le sens de sa transformation.

Révisez avec les flashcards

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Qu’est-ce qu’une réaction d’oxydo-réduction ?

Une réaction chimique avec échange d’électrons entre les réactifs.

Que perd une espèce lors d’une oxydation ?

Des électrons.

Que gagne une espèce lors d’une réduction ?

Des électrons.

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