QCM : Tableau d’avancement chimique (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Pour suivre une réaction, quelle grandeur, exprimée en moles, correspond à la quantité consommée d’un réactif dont le nombre stœchiométrique vaut 1 ?

L’avancement maximal, noté xmax⁡x_{\max}
L’avancement, noté xx
L’avancement final, noté xfx_f
La quantité initiale, notée n0n_0

L’avancement, noté $$x$$

Explication

L’avancement xx suit la réaction et représente, en moles, la quantité consommée d’un réactif de coefficient stœchiométrique 1. La quantité initiale décrit l’état de départ, xmax⁡x_{\max} est une valeur maximale et xfx_f caractérise l’état final réellement atteint.

2. Quel est le rôle d’un tableau d’avancement dans l’étude d’une transformation chimique ?

Donner uniquement l’équation ajustée de la réaction chimique
Rassembler les informations utiles pour étudier l’évolution de la transformation
Présenter les seules mesures expérimentales recueillies à la fin de la transformation
Calculer les seules quantités de matière présentes avant le début de la transformation

Rassembler les informations utiles pour étudier l’évolution de la transformation

Explication

Un tableau d’avancement rassemble les informations qui permettent d’étudier l’évolution d’une transformation chimique. Les mesures finales, les quantités initiales et l’équation ajustée sont des éléments distincts ou partiels, et non le rôle complet du tableau.

3. Pour une solution contenant 0,20 mol L−10{,}20\,\mathrm{mol\,L^{-1}} d’un réactif dans un volume de 0,50 L0{,}50\,\mathrm{L}, quelle quantité de matière initiale faut-il inscrire dans le tableau ?

0,40 mol0{,}40\,\mathrm{mol}
2,5 mol2{,}5\,\mathrm{mol}
0,25 mol0{,}25\,\mathrm{mol}
0,10 mol0{,}10\,\mathrm{mol}

$$0{,}10\,\mathrm{mol}$$

Explication

Pour une solution, n=C×Vn=C\times V, donc n=0,20×0,50=0,10 moln=0{,}20\times0{,}50=0{,}10\,\mathrm{mol}. La valeur 0,40 mol0{,}40\,\mathrm{mol} provient d’une division, tandis que les autres résultats ne correspondent pas au produit concentration-volume.

4. Une élève prépare le tableau d’avancement d’une réaction et connaît les données nécessaires pour ses réactifs. Quelle démarche doit-elle suivre pour compléter l’état initial ?

Calculer les quantités finales des produits, puis remplir la ligne d’état initial
Déterminer l’avancement maximal des réactifs, puis remplir la ligne d’état initial
Calculer les quantités initiales des réactifs, puis remplir la ligne d’état initial
Remplir la ligne d’état final théorique, puis calculer les quantités initiales

Calculer les quantités initiales des réactifs, puis remplir la ligne d’état initial

Explication

Pour préparer l’état initial, on calcule d’abord la quantité de matière initiale de chaque réactif, puis on reporte ces valeurs dans la ligne correspondante. Déterminer l’avancement maximal ou les quantités finales relève d’étapes ultérieures de l’étude.

5. Pour une réaction, un produit se forme avec un nombre stœchiométrique égal à 1. Si l’avancement maximal vaut 0,40 mol0{,}40\ \text{mol}, quelle quantité maximale de ce produit peut être créée ?

0,20 mol0{,}20\ \text{mol}
Une quantité dépendant de la quantité initiale de produit
0,40 mol0{,}40\ \text{mol}
0,80 mol0{,}80\ \text{mol}

$$0{,}40\ \text{mol}$$

Explication

Pour un produit de nombre stœchiométrique égal à 1, xmax⁡x_{\max} est la quantité maximale de matière de produit pouvant être créée. La moitié correspond à une division erronée, le double à une multiplication injustifiée, et la quantité initiale de produit ne définit pas cette quantité maximale.

6. Une élève complète un tableau d’avancement après avoir inscrit l’état initial d’une réaction. Quelle démarche lui permet d’établir correctement les états suivants ?

Repérer le réactif limitant, puis compléter le tableau sans calculer xmax⁡x_{\max}
Inscrire les quantités finales directement à partir des quantités initiales des réactifs
Calculer xmax⁡x_{\max} à partir des quantités initiales sans utiliser les nombres stœchiométriques
Utiliser les nombres stœchiométriques, déterminer xmax⁡x_{\max}, puis repérer si nécessaire le réactif limitant

Utiliser les nombres stœchiométriques, déterminer $$x_{\max}$$, puis repérer si nécessaire le réactif limitant

Explication

Après l’état initial, les variations de quantité de matière se déduisent des nombres stœchiométriques ; on détermine ensuite xmax⁡x_{\max}, puis le réactif limitant si nécessaire. Repérer le réactif limitant d’emblée inverse la démarche, tandis que les autres propositions omettent soit les coefficients, soit l’étape de calcul de l’avancement maximal.

7. Dans une expérience, l’avancement final mesuré est 0,30 mol0{,}30\ \text{mol}, tandis que l’avancement maximal est 0,45 mol0{,}45\ \text{mol}. Comment classer la transformation ?

Comme une transformation nécessairement stœchiométrique
Comme une transformation dont le caractère ne peut pas être établi
Comme une transformation totale
Comme une transformation non totale

Comme une transformation non totale

Explication

Une transformation est non totale lorsque xf<xmax⁡x_f<x_{\max} ; ici, 0,30<0,450{,}30<0{,}45. La transformation totale correspond à l’égalité, et la seule valeur de xmax⁡x_{\max} ne permet pas de conclure sans la comparer à xfx_f.

8. Une réaction s’arrête alors qu’une partie de chacun des réactifs est encore présente. Quelle description correspond à cette situation ?

Une transformation totale, avec une partie de chaque réactif restante
Une transformation non totale, avec une partie de chaque réactif restante
Une transformation non totale, avec un seul réactif restant
Une transformation totale, avec un réactif consommé complètement

Une transformation non totale, avec une partie de chaque réactif restante

Explication

Une transformation non totale s’arrête sans qu’aucun réactif soit entièrement consommé : il reste donc une partie de chacun des réactifs. La consommation complète d’un réactif ne décrit pas cette situation, et la présence de chaque réactif restant caractérise précisément l’arrêt non total.

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Quelle lettre note l’avancement d’une réaction chimique ?

xx

Quelle quantité l’avancement mesure-t-il pour un réactif de nombre stœchiométrique égal à 1 ?

La quantité de matière consommée.

À quoi sert un tableau d’avancement ?

À étudier l’évolution d’une transformation chimique.

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