QCM : Solutions et équilibres chimiques — 29 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle différence permet de distinguer un mélange homogène d’un mélange hétérogène ?

Le mélange homogène résulte d’une réaction, tandis que le mélange hétérogène résulte d’une simple dispersion.
Le mélange homogène est liquide, tandis que le mélange hétérogène peut être solide ou gazeux.
Le mélange homogène contient un solvant, tandis que le mélange hétérogène contient plusieurs solutés.
Le mélange homogène présente une phase observable, tandis que le mélange hétérogène en présente au moins deux.

Le mélange homogène présente une phase observable, tandis que le mélange hétérogène en présente au moins deux.

Explication

Un mélange homogène ne laisse observer qu’une seule phase, alors qu’un mélange hétérogène en laisse observer au moins deux. La présence d’un solvant ou l’état physique ne suffit pas à établir cette distinction.

2. Laquelle des descriptions correspond à une solution ?

Un corps pur formé d’une seule substance répartie dans plusieurs états physiques.
Une substance liquide obtenue par transformation chimique de plusieurs réactifs.
Un mélange hétérogène dont les constituants restent visibles après agitation.
Un mélange homogène d’au moins deux substances, pouvant être gazeux, liquide ou solide.

Un mélange homogène d’au moins deux substances, pouvant être gazeux, liquide ou solide.

Explication

Une solution est un mélange homogène comprenant au moins deux substances et pouvant exister dans les trois états physiques. Un mélange hétérogène ou un corps pur ne répond donc pas à cette définition.

3. Dans une solution contenant majoritairement de l’eau et une petite quantité de sel dissous, quelle espèce joue le rôle de solvant ?

L’eau, car elle est nécessairement la seule substance présente dans la solution.
Le sel, car sa présence détermine l’état physique final de la solution.
Le sel, car il est l’espèce qui se disperse entre les molécules d’eau.
L’eau, car elle est majoritaire et dissout le sel sans transformation chimique.

L’eau, car elle est majoritaire et dissout le sel sans transformation chimique.

Explication

Le solvant est l’espèce majoritaire qui dissout l’autre substance sans modification chimique et qui se trouve dans le même état que la solution. Le sel est ici le soluté, puisqu’il est dissous dans l’eau.

4. Quelle propriété caractérise un soluté dans une solution ?

Il est nécessairement majoritaire et impose son état physique à la solution.
Il possède toujours le même état physique que la solution dans laquelle il se trouve.
Il correspond à l’espèce qui dissout les autres substances sans réaction chimique.
Il peut être solide, liquide ou gazeux et se dissoudre dans le solvant.

Il peut être solide, liquide ou gazeux et se dissoudre dans le solvant.

Explication

Un soluté est toute substance susceptible d’être dissoute dans le solvant, quel que soit son état physique initial. Le solvant est, lui, l’espèce majoritaire qui dissout le soluté et partage l’état de la solution.

5. Quels sont les trois états classiques de la matière ?

L’état solide, l’état liquide et l’état gazeux.
L’état condensé, l’état dissous et l’état dispersé.
L’état ionique, l’état moléculaire et l’état atomique.
L’état homogène, l’état hétérogène et l’état aqueux.

L’état solide, l’état liquide et l’état gazeux.

Explication

Les trois états classiques de la matière sont les états solide, liquide et gazeux. Les autres ensembles proposés décrivent des catégories de constituants ou de mélanges, et non les trois états fondamentaux.

6. Quelle comparaison décrit correctement les particules d’un solide et celles d’un gaz ?

Dans le solide, elles sont ordonnées et liées ; dans le gaz, elles sont espacées et non liées.
Dans le solide, elles sont espacées et très agitées ; dans le gaz, elles sont rapprochées et peu agitées.
Dans le solide, elles sont rapprochées mais non liées ; dans le gaz, elles sont rapprochées et liées.
Dans le solide, elles sont désordonnées et non liées ; dans le gaz, elles sont ordonnées et liées.

Dans le solide, elles sont ordonnées et liées ; dans le gaz, elles sont espacées et non liées.

Explication

Les particules solides sont ordonnées, rapprochées, liées et peu agitées, tandis que les particules gazeuses sont désordonnées, espacées, non liées et très agitées. La distinction repose donc sur leur organisation, leurs liens et leur agitation.

7. Comment peut-on définir la dissolution au niveau des particules ?

Comme l’assemblage des molécules de deux corps pour former un solide ordonné.
Comme la transformation chimique d’un solvant en une nouvelle substance après mélange.
Comme la séparation des molécules d’un solvant en particules qui deviennent gazeuses.
Comme le logement des molécules d’un corps dans les espaces vides entre celles d’un autre corps.

Comme le logement des molécules d’un corps dans les espaces vides entre celles d’un autre corps.

Explication

La dissolution correspond au logement des molécules d’un corps dans les espaces vides entre les molécules d’un autre corps. Elle décrit ainsi une dispersion particulaire, et non nécessairement une transformation chimique.

8. Que décrit précisément la solvatation lors de la dissolution d’un soluté ?

L’interaction entre les particules du soluté dispersé et les molécules du solvant.
L’observation de plusieurs phases distinctes après l’introduction du soluté.
La séparation globale du soluté en particules réparties dans tout le mélange.
La transformation du solvant en soluté après l’apparition d’une nouvelle espèce.

L’interaction entre les particules du soluté dispersé et les molécules du solvant.

Explication

La solvatation désigne les interactions établies entre les atomes, ions ou molécules du soluté dispersé et les molécules du solvant. La dispersion globale correspond à la dissolution, qui est le phénomène plus général.

9. Une substance ne se dissout pas suffisamment dans un solvant lorsque quelle condition n’est pas remplie ?

Le soluté possède un état physique différent de celui du solvant avant le mélange.
La quantité de solvant est supérieure à celle du soluté dans le mélange.
L’affinité entre les molécules du solvant et celles du soluté est insuffisante.
Les particules du soluté sont constituées d’atomes, d’ions ou de molécules.

L’affinité entre les molécules du solvant et celles du soluté est insuffisante.

Explication

La dissolution nécessite une affinité suffisante entre les molécules du solvant et celles du soluté. La proportion des constituants ou leur état initial ne constitue pas, à elle seule, le critère déterminant.

10. Quelle équation représente la dissolution du chlorure de sodium dans l’eau ?

NaCl(s)+H2O(l)NaOH(aq)+HCl(aq)\mathrm{NaCl(s) + H_2O(l) \rightarrow NaOH(aq) + HCl(aq)}
NaCl(aq)Na(s)+Cl2(g)\mathrm{NaCl(aq) \rightarrow Na(s) + Cl_2(g)}
Na+(aq)+Cl(aq)NaCl(s)\mathrm{Na^+(aq) + Cl^-(aq) \rightarrow NaCl(s)}
NaCl(s)Na+(aq)+Cl(aq)\mathrm{NaCl(s) \rightarrow Na^+(aq) + Cl^-(aq)}

$$\mathrm{NaCl(s) \rightarrow Na^+(aq) + Cl^-(aq)}$$

Explication

Dans l’eau, le chlorure de sodium se dissocie en ions sodium et chlorure solvatés, ce qui s’écrit NaCl(s)Na+(aq)+Cl(aq)\mathrm{NaCl(s) \rightarrow Na^+(aq) + Cl^-(aq)}. Il ne forme donc pas une nouvelle paire de molécules neutres par réaction chimique.

11. Quelles étapes composent la dissolution d’un solide ionique dans un solvant ?

La fusion du solide, l’évaporation du solvant, puis la condensation des ions.
La dissociation du solide, la solvatation des ions, puis leur dispersion.
La réaction du solide avec le solvant, la précipitation, puis la cristallisation.
La vaporisation du solide, la formation de molécules neutres, puis leur sédimentation.

La dissociation du solide, la solvatation des ions, puis leur dispersion.

Explication

La dissolution d’un solide ionique se déroule par dissociation du réseau solide, solvatation des ions libérés, puis dispersion de ces ions dans le solvant. Une fusion ou une vaporisation ne décrit pas ce mécanisme.

12. Quelle grandeur représente la concentration massique d’une solution ?

La quantité de matière de soluté par litre de solution
La masse de soluté dissous par litre de solution
Le volume de solvant utilisé par gramme de soluté
Le nombre d’entités dissoutes par mole de solution

La masse de soluté dissous par litre de solution

Explication

La concentration massique rapporte la masse de soluté au volume total de solution, selon Cm=mVC_m = \frac{m}{V}. La quantité de matière par volume correspond à la concentration molaire, et non à la concentration massique.

13. Une solution contient 0,30 mol0{,}30\ \mathrm{mol} de soluté dans 0,150 L0{,}150\ \mathrm{L} de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

2,0 molL12{,}0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,050 molL10{,}050\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
4,5 molL14{,}5\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,45 molL10{,}45\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

$$2{,}0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Explication

La concentration molaire se calcule avec CM=nVC_M = \frac{n}{V}, donc CM=0,300,150=2,0 molL1C_M = \frac{0{,}30}{0{,}150} = 2{,}0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}. La multiplication de la quantité de matière par le volume ne donne pas une concentration.

14. Un soluté possède une masse de 12 g12\ \mathrm{g} et une quantité de matière de 0,20 mol0{,}20\ \mathrm{mol}. Quelle est sa masse molaire ?

2,4 gmol12{,}4\ \mathrm{g\,mol^{-1}}
0,017 gmol10{,}017\ \mathrm{g\,mol^{-1}}
240 gmol1240\ \mathrm{g\,mol^{-1}}
60 gmol160\ \mathrm{g\,mol^{-1}}

$$60\ \mathrm{g\,mol^{-1}}$$

Explication

La masse molaire vérifie M=mnM = \frac{m}{n}, ce qui donne M=120,20=60 gmol1M = \frac{12}{0{,}20} = 60\ \mathrm{g\,mol^{-1}}. Le produit m×nm \times n ne correspond pas à la définition de la masse molaire.

15. Une solution a une concentration massique de 20 gL120\ \mathrm{g\,L^{-1}} et le soluté a une masse molaire de 40 gmol140\ \mathrm{g\,mol^{-1}}. Quelle est sa concentration molaire ?

0,020 molL10{,}020\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
2,0 molL12{,}0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,50 molL10{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
800 molL1800\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

$$0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Explication

La relation entre les deux concentrations est CM=CmMC_M = \frac{C_m}{M}, donc CM=2040=0,50 molL1C_M = \frac{20}{40} = 0{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}. La multiplication de CmC_m par la masse molaire produit une valeur incompatible avec cette relation.

16. Que devient le nombre de moles de soluté lors d’une dilution ?

Il augmente avec l’ajout de solvant dans la solution
Il reste inchangé, tandis que le volume de solution augmente
Il se transforme en une masse équivalente de solvant
Il diminue parce que le soluté devient moins concentré

Il reste inchangé, tandis que le volume de solution augmente

Explication

Une dilution diminue la concentration en ajoutant du solvant sans modifier le nombre de moles de soluté. La baisse de concentration provient donc de l’augmentation du volume, et non d’une perte de soluté.

17. Une solution de concentration 2,0 molL12{,}0\ \mathrm{mol\,L^{-1}} doit être diluée à 0,50 molL10{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}} pour obtenir 200 mL200\ \mathrm{mL}. Quel volume de solution initiale faut-il prélever ?

400 mL400\ \mathrm{mL}
100 mL100\ \mathrm{mL}
50 mL50\ \mathrm{mL}
800 mL800\ \mathrm{mL}

$$50\ \mathrm{mL}$$

Explication

La conservation du soluté impose CinitialeVinitiale=CfinaleVfinaleC_{initiale}V_{initiale} = C_{finale}V_{finale}, donc Vinitiale=0,50×0,2002,0=0,050 LV_{initiale} = \frac{0{,}50 \times 0{,}200}{2{,}0} = 0{,}050\ \mathrm{L}, soit 50 mL50\ \mathrm{mL}. Le volume final ne doit pas être multiplié par le rapport des concentrations dans ce sens.

18. Quelle propriété définit un électrolyte ?

Une solution qui contient des molécules et bloque le courant électrique
Un solvant pur dont la température d’ébullition augmente
Une solution qui contient des ions et conduit le courant électrique
Un solide qui fond sans produire de particules chargées

Une solution qui contient des ions et conduit le courant électrique

Explication

Un électrolyte contient des ions mobiles qui permettent le passage du courant électrique dans la solution. La présence de molécules ne suffit pas à définir un électrolyte conducteur.

19. Quelle comparaison décrit correctement les solutions d’un composé ionique et d’un composé moléculaire dans la situation considérée ?

Les deux composés laissent l’ampoule éteinte parce qu’ils sont dissous
Les deux composés conduisent grâce à leurs électrons délocalisés
Le composé moléculaire conduit, tandis que le composé ionique laisse l’ampoule éteinte
Le composé ionique conduit, tandis que le composé moléculaire laisse l’ampoule éteinte

Le composé ionique conduit, tandis que le composé moléculaire laisse l’ampoule éteinte

Explication

Le composé ionique dissous fournit des ions et conduit l’électricité, alors que le composé moléculaire décrit comme non conducteur ne permet pas d’allumer l’ampoule. La conduction ne provient pas d’électrons délocalisés dans ces solutions.

20. Quelle caractéristique distingue un électrolyte fort d’un électrolyte faible ?

Le fort est partiellement ionisé, tandis que le faible est complètement ionisé
Le fort est complètement ionisé, tandis que le faible est partiellement ionisé
Le fort devient moins ionisé par dilution, tandis que le faible précipite
Le fort contient des molécules neutres, tandis que le faible contient un métal

Le fort est complètement ionisé, tandis que le faible est partiellement ionisé

Explication

Un électrolyte fort est complètement ionisé à toute concentration, tandis qu’un électrolyte faible n’est que partiellement ionisé. La dilution peut favoriser l’ionisation du faible, mais elle ne transforme pas cette distinction en inversion des comportements.

21. Quelle équation traduit la dissociation de l’acide éthanoïque dans l’eau ?

CH3COOH+H3O+CH3COO+H2O\mathrm{CH_3COOH + H_3O^+ \rightleftharpoons CH_3COO^- + H_2O}
CH3COOHCH3++COOH\mathrm{CH_3COOH \rightarrow CH_3^+ + COOH^-}
CH3COOH+H2OCH3COO+H3O+\mathrm{CH_3COOH + H_2O \rightleftharpoons CH_3COO^- + H_3O^+}
CH3COOH+H2OCH3COOH2++OH\mathrm{CH_3COOH + H_2O \rightarrow CH_3COOH_2^+ + OH^-}

$$\mathrm{CH_3COOH + H_2O \rightleftharpoons CH_3COO^- + H_3O^+}$$

Explication

L’acide éthanoïque cède un proton à l’eau, ce qui forme l’ion éthanoate et l’ion oxonium dans un équilibre. L’écriture d’une dissociation complète ne convient pas à cet électrolyte faible.

22. Quelle distinction caractérise une réaction totale par rapport à une réaction à l’équilibre ?

La réaction totale consomme entièrement le réactif limitant, tandis qu’à l’équilibre réactifs et produits coexistent.
La réaction totale conserve tous les réactifs, tandis qu’à l’équilibre les produits disparaissent progressivement.
La réaction totale établit une coexistence durable, tandis qu’à l’équilibre le réactif limitant est consommé entièrement.
La réaction totale atteint une composition fixe sans consommation, tandis qu’à l’équilibre la réaction devient irréversible.

La réaction totale consomme entièrement le réactif limitant, tandis qu’à l’équilibre réactifs et produits coexistent.

Explication

Une réaction totale s’achève lorsque le réactif limitant est entièrement consommé, alors que l’équilibre correspond à la coexistence des réactifs et des produits. Confondre ces situations revient à attribuer à l’équilibre la disparition complète du réactif limitant.

23. Pour la réaction aA+bBcC+dD\mathrm{aA + bB \rightleftharpoons cC + dD}, quelle expression représente la constante d’équilibre ?

K=aA(eq)aaB(eq)baC(eq)caD(eq)dK = \frac{a_A(eq)^a a_B(eq)^b}{a_C(eq)^c a_D(eq)^d}
K=aA(eq)caB(eq)daC(eq)aaD(eq)bK = \frac{a_A(eq)^c a_B(eq)^d}{a_C(eq)^a a_D(eq)^b}
K=aC(eq)caD(eq)daA(eq)aaB(eq)bK = \frac{a_C(eq)^c a_D(eq)^d}{a_A(eq)^a a_B(eq)^b}
K=aC(eq)aaD(eq)baA(eq)caB(eq)dK = \frac{a_C(eq)^a a_D(eq)^b}{a_A(eq)^c a_B(eq)^d}

$$K = \frac{a_C(eq)^c a_D(eq)^d}{a_A(eq)^a a_B(eq)^b}$$

Explication

La constante d’équilibre place les activités des produits au numérateur et celles des réactifs au dénominateur, chacune étant élevée à son coefficient stœchiométrique. L’expression inverse correspondrait à la constante de la réaction écrite dans le sens opposé.

24. Pour une réaction entre espèces toutes solubles, comment calcule-t-on la constante d’équilibre à partir des concentrations à l’équilibre ?

K=[A]eqa[B]eqb[C]eqc[D]eqdK = \frac{[A]_{eq}^a[B]_{eq}^b}{[C]_{eq}^c[D]_{eq}^d}
K=[C]eqa[D]eqb[A]eqc[B]eqdK = \frac{[C]_{eq}^a[D]_{eq}^b}{[A]_{eq}^c[B]_{eq}^d}
K=[C]eqc[D]eqd[A]eqa[B]eqbK = \frac{[C]_{eq}^c[D]_{eq}^d}{[A]_{eq}^a[B]_{eq}^b}
K=[A]eqa[B]eqb[C]eqc[D]eqdK = [A]_{eq}^a[B]_{eq}^b[C]_{eq}^c[D]_{eq}^d

$$K = \frac{[C]_{eq}^c[D]_{eq}^d}{[A]_{eq}^a[B]_{eq}^b}$$

Explication

Pour des espèces toutes solubles, les concentrations à l’équilibre remplacent les activités dans le quotient, avec les produits au numérateur et les réactifs au dénominateur. L’inversion du quotient ou la multiplication des termes ne respecte pas cette règle stœchiométrique.

25. Quelle interprétation correspond à la classification donnée pour une valeur de constante telle que 103<K<10310^{-3} < K < 10^3 ?

Elle indique que la réaction ne se produit pas.
Elle correspond à une réaction totale dans le sens inverse.
Elle correspond à une réaction totale dans le sens direct.
Elle correspond à une réaction partielle.

Elle correspond à une réaction partielle.

Explication

Dans cette classification, une valeur comprise entre 10310^{-3} et 10310^3 caractérise une réaction partielle. Une réaction totale directe est associée à K103K \geq 10^3, tandis qu’une réaction totale inverse correspond à 0<K<1030 < K < 10^{-3}.

26. Que décrit l’avancement d’une réaction chimique ?

L’état d’évolution de la réaction entre son état initial et son état final.
La température nécessaire pour atteindre la composition finale du système.
La valeur de la constante qui caractérise l’équilibre entre réactifs et produits.
La vitesse instantanée à laquelle les réactifs sont transformés en produits.

L’état d’évolution de la réaction entre son état initial et son état final.

Explication

L’avancement repère l’état d’évolution de la réaction entre les états initial et final. La constante d’équilibre décrit une relation de composition à l’équilibre, et non l’évolution globale de la réaction.

27. Une espèce possède un coefficient stœchiométrique νi=2\nu_i = 2, avec ni(0)=1,0 moln_i(0)=1{,}0\ \mathrm{mol} et ni(t)=3,0 moln_i(t)=3{,}0\ \mathrm{mol}. Quelle est la valeur de l’avancement ?

ξ=4,0 mol\xi = 4{,}0\ \mathrm{mol}
ξ=0,5 mol\xi = 0{,}5\ \mathrm{mol}
ξ=2,0 mol\xi = 2{,}0\ \mathrm{mol}
ξ=1,0 mol\xi = 1{,}0\ \mathrm{mol}

$$\xi = 1{,}0\ \mathrm{mol}$$

Explication

La relation ξ=ni(t)ni(0)νi\xi = \frac{n_i(t)-n_i(0)}{\nu_i} donne ici ξ=3,01,02=1,0 mol\xi = \frac{3{,}0-1{,}0}{2}=1{,}0\ \mathrm{mol}. Diviser par la variation de quantité de matière ou multiplier par le coefficient ne correspond pas à la définition de l’avancement.

28. Pour la réaction 2A+B3C\mathrm{2A + B \rightarrow 3C}, quelle expression correcte de l’avancement utilise les quantités de matière ?

ξ=nA(t)nA(0)2=nB(t)nB(0)=nC(t)nC(0)3\xi = \frac{n_A(t)-n_A(0)}{-2} = n_B(t)-n_B(0) = \frac{n_C(t)-n_C(0)}{3}
ξ=nA(t)nA(0)2=nB(t)nB(0)1=nC(t)nC(0)3\xi = \frac{n_A(t)-n_A(0)}{-2} = \frac{n_B(t)-n_B(0)}{-1} = \frac{n_C(t)-n_C(0)}{3}
ξ=nA(t)nA(0)2=nB(t)nB(0)1=nC(t)nC(0)3\xi = \frac{n_A(t)-n_A(0)}{2} = \frac{n_B(t)-n_B(0)}{1} = \frac{n_C(t)-n_C(0)}{3}
ξ=nA(t)n(0)3=nB(t)n(0)2=nC(t)n(0)1\xi = \frac{n_A(t)-n(0)}{3} = \frac{n_B(t)-n(0)}{2} = \frac{n_C(t)-n(0)}{-1}

$$\xi = \frac{n_A(t)-n_A(0)}{-2} = \frac{n_B(t)-n_B(0)}{-1} = \frac{n_C(t)-n_C(0)}{3}$$

Explication

Les réactifs ont des variations négatives et leurs coefficients apparaissent donc avec un signe négatif au dénominateur, tandis que le produit possède un coefficient positif. La réponse qui donne des dénominateurs positifs aux réactifs inverserait le signe de leur contribution.

29. Comment distingue-t-on l’arrêt d’une réaction totale de l’état atteint par une réaction équilibrée ?

La réaction totale atteint un avancement d’équilibre avec coexistence des espèces, tandis que la réaction équilibrée consomme le réactif limitant jusqu’à l’avancement maximal.
La réaction totale s’arrête lorsque les produits et réactifs ont des quantités égales, tandis que la réaction équilibrée transforme tous les réactifs disponibles.
La réaction totale et la réaction équilibrée s’arrêtent au même avancement, mais leurs constantes possèdent des valeurs différentes.
La réaction totale atteint l’avancement maximal par consommation du réactif limitant, tandis que la réaction équilibrée atteint un avancement d’équilibre avec coexistence des espèces.

La réaction totale atteint l’avancement maximal par consommation du réactif limitant, tandis que la réaction équilibrée atteint un avancement d’équilibre avec coexistence des espèces.

Explication

Une réaction totale progresse jusqu’à la consommation complète du réactif limitant et atteint ainsi l’avancement maximal. Une réaction équilibrée s’établit à un avancement d’équilibre où réactifs et produits demeurent présents.

Révisez avec les flashcards

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Quelle différence observe-t-on entre un mélange homogène et un mélange hétérogène ?

Un mélange homogène présente une seule phase observable, un hétérogène au moins deux.

Qu'est-ce qu'une solution en chimie ?

Un mélange homogène en phase gazeuse, liquide ou solide avec au moins deux substances.

Quel est le rôle du solvant dans une solution ?

Il dissout, dilue ou extrait d’autres substances sans modification chimique.

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