QCM : Transformation chimique d’un système — 10 questions

Question 1

1. Une solution contient $0{,}20\ \mathrm{mol}$ d’une espèce dissoute dans $0{,}50\ \mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

0{,}40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

0{,}10\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

2{,}5\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

0{,}70\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

Explication

La concentration molaire se calcule en divisant la quantité de matière par le volume de solution, soit $C_k=\frac{0{,}20}{0{,}50}=0{,}40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . La quantité de matière et le volume ne doivent pas être multipliés pour obtenir cette grandeur.

Answer

$$0{,}40\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Question 2

2. Quelle propriété caractérise l’activité chimique d’une espèce ?

Elle est sans dimension et intervient dans le quotient de réaction.

Elle représente la quantité de matière contenue dans une phase.

Elle est exprimée en mol par litre et mesure la quantité dissoute.

Elle est exprimée en bar et correspond à la pression totale du gaz.

Explication

L’activité chimique est une grandeur sans dimension qui traduit l’influence d’une espèce sur une réaction et intervient dans la définition du quotient de réaction. La concentration et la pression peuvent servir à calculer une activité, mais elles ne sont pas elles-mêmes sans dimension.

Answer

Elle est sans dimension et intervient dans le quotient de réaction.

Question 3

3. Quelle expression donne l’activité d’un gaz dont la pression partielle est $0{,}80\ \mathrm{bar}$ , avec $P^\circ=1\ \mathrm{bar}$ ?

1{,}25

0{,}80

1{,}80\ \mathrm{bar}

0{,}80\ \mathrm{bar}

Explication

Pour un gaz, l’activité est $a_k=\frac{P_k}{P^\circ}$ , donc $a_k=\frac{0{,}80\ \mathrm{bar}}{1\ \mathrm{bar}}=0{,}80$ , une grandeur sans dimension. Une pression exprimée en bar constitue la donnée utilisée dans le rapport, mais pas le résultat de l’activité.

Answer

$$0{,}80$$

Question 4

4. Que représente l’équation $0=\sum_k \nu_k A_k$ en chimie ?

Elle définit la relation entre la pression partielle et la fraction molaire d’un gaz.

Elle calcule l’avancement maximal d’une réaction totale.

Elle exprime la conservation de la masse lors d’une réaction chimique.

Elle traduit une transformation chimique en indiquant les coefficients stœchiométriques et phases.

Explication

L’équation $0=\sum_k \nu_k A_k$ est l’expression algébrique d’une équation-bilan, traduisant une transformation chimique avec ses coefficients stœchiométriques et phases. Elle ne concerne pas directement la conservation de la masse, la pression partielle ou l’avancement.

Answer

Elle traduit une transformation chimique en indiquant les coefficients stœchiométriques et phases.

Question 5

5. Comment calcule-t-on l'avancement final d'une réaction totale à partir des quantités initiales de réactifs ?

En utilisant la formule

=_{\text{max}}=\text{min}_k\big(-\frac{n_k(0)}{\nu_k}\big)

En prenant la somme des quantités initiales de tous les réactifs

En utilisant la constante d'équilibre K^\u00b0(T)

En mesurant la concentration des produits à l'équilibre

Explication

L'avancement final d'une réaction totale est déterminé par la formule $=_{\text{max}}=\text{min}_k\big(-\frac{n_k(0)}{\nu_k}\big)$ , qui identifie le réactif limitant. La somme des quantités initiales ne donne pas directement l'avancement, et la concentration ou la constante d'équilibre ne sont pas nécessaires pour cette étape spécifique.

Answer

En utilisant la formule $$=_{\text{max}}=\text{min}_k\big(-\frac{n_k(0)}{ u_k}\big)$$

Question 6

6. Quel est le rôle principal de la constante thermodynamique d’équilibre $K^ extcircledT$ dans une réaction chimique ?

Elle indique si la réaction est favorisée vers les produits ou les réactifs à l’équilibre.

Elle détermine la quantité de matière présente à l’équilibre.

Elle indique la température à laquelle la réaction atteint l’équilibre.

Elle mesure la vitesse de la réaction à l’état d’équilibre.

Explication

La constante $K^ extcircledT$ caractérise l’état d’équilibre en indiquant la proportion relative des activités des réactifs et produits. Elle ne donne pas directement la vitesse ou la quantité absolue de matière, ni la température, mais la tendance à favoriser l’un ou l’autre selon sa valeur.

Answer

Elle indique si la réaction est favorisée vers les produits ou les réactifs à l’équilibre.

Question 7

7. En quoi le quotient de réaction $Q_r$ diffère-t-il de la constante thermodynamique d’équilibre $K^ extcircledT$ ?

Q_r

est une grandeur sans dimension, alors que

K^ extcircledT

a une unité spécifique.

Le quotient

Q_r

ne change pas au cours de la réaction, contrairement à

K^ extcircledT

qui évolue.

Q_r

dépend uniquement de la température, alors que

K^ extcircledT

dépend des activités chimiques.

Le quotient

Q_r

varie selon l’état actuel du système, tandis que

K^ extcircledT

est fixe à une température donnée.

Explication

Le quotient $Q_r$ est calculé à partir des activités à l’état actuel du système, ce qui permet de suivre l’évolution de la réaction. La constante $K^ extcircledT$ , quant à elle, est une propriété thermodynamique qui dépend uniquement de la température.

Answer

Le quotient $$Q_r$$ varie selon l’état actuel du système, tandis que $$K^ extcircledT$$ est fixe à une température donnée.

Question 8

8. Quelles sont les conséquences d’un changement du quotient de réaction $Q_r$ par rapport à la constante d’équilibre $K^ extcircledT$ sur l’état d’un système chimique ?

Le système évolue uniquement dans le sens inverse, indépendamment de la valeur de

Q_r

.

Le système ne change pas d’état, car

Q_r

ne dépend pas de la composition.

Le système évolue dans le sens inverse ou direct selon que

Q_r

est supérieur ou inférieur à

K^ extcircledT

, ou reste à l’équilibre si

Q_r=K^ extcircledT

.

Le système atteint immédiatement l’équilibre sans évolution si

Q_r

diffère de

K^ extcircledT

.

Explication

Lorsque $Q_r$ est inférieur à $K^ extcircledT$ , la réaction évolue dans le sens de la formation des produits, et inversement si $Q_r$ est supérieur. Si $Q_r$ est égal à $K^ extcircledT$ , le système est à l’équilibre, ce qui explique la réponse correcte.

Answer

Le système évolue dans le sens inverse ou direct selon que $$Q_r$$ est supérieur ou inférieur à $$K^ extcircledT$$, ou reste à l’équilibre si $$Q_r=K^ extcircledT$$.

Question 9

9. Comment appliquer la méthode de résolution numérique par dichotomie pour déterminer l'avancement d'une réaction chimique à l'équilibre ?

Il faut encadrer une racine, couper l’intervalle en deux, conserver la moitié où la fonction change de signe, puis répéter jusqu’à obtenir la précision souhaitée.

Il faut estimer la racine par interpolation linéaire, puis affiner la recherche par la méthode de Newton.

Il faut calculer directement la racine en utilisant la formule de la dérivée, puis ajuster l’intervalle en fonction du signe.

Il faut tracer la courbe de la fonction, repérer visuellement le point d’annulation, et interpoler pour plus de précision.

Explication

La méthode de dichotomie consiste à encadrer une racine, puis à couper l’intervalle en deux et à conserver la moitié où la fonction change de signe, en répétant ce processus jusqu’à atteindre la précision désirée. La méthode de Newton ou l’interpolation sont d’autres techniques, mais ne correspondent pas à la procédure décrite.

Answer

Il faut encadrer une racine, couper l’intervalle en deux, conserver la moitié où la fonction change de signe, puis répéter jusqu’à obtenir la précision souhaitée.

Question 10

10. Quelle propriété caractérise principalement l’activité chimique d’une espèce dans une réaction chimique ?

Elle mesure la pression partielle exercée par un gaz.

Elle indique la taille de l’espèce dans le système.

Elle traduit l’influence de cette espèce sur la réaction et sert à définir la constante d’équilibre et le quotient de réaction.

Elle correspond à la concentration molaire de l’espèce dans la solution.

Explication

L’activité chimique est une grandeur sans dimension qui reflète l’influence d’une espèce sur la réaction, essentielle pour définir la constante d’équilibre et le quotient. La concentration molaire ou la pression partielle sont des exemples d’activités pour des cas spécifiques, mais ne la caractérisent pas en tant que propriété générale.

Answer

Elle traduit l’influence de cette espèce sur la réaction et sert à définir la constante d’équilibre et le quotient de réaction.

QCM : Transformation chimique d’un système — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une solution contient $0{,}20\ \mathrm{mol}$ d’une espèce dissoute dans $0{,}50\ \mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

2. Quelle propriété caractérise l’activité chimique d’une espèce ?

3. Quelle expression donne l’activité d’un gaz dont la pression partielle est $0{,}80\ \mathrm{bar}$ , avec $P^\circ=1\ \mathrm{bar}$ ?

4. Que représente l’équation $0=\sum_k \nu_k A_k$ en chimie ?

5. Comment calcule-t-on l'avancement final d'une réaction totale à partir des quantités initiales de réactifs ?

6. Quel est le rôle principal de la constante thermodynamique d’équilibre $K^ extcircledT$ dans une réaction chimique ?

7. En quoi le quotient de réaction $Q_r$ diffère-t-il de la constante thermodynamique d’équilibre $K^ extcircledT$ ?

8. Quelles sont les conséquences d’un changement du quotient de réaction $Q_r$ par rapport à la constante d’équilibre $K^ extcircledT$ sur l’état d’un système chimique ?

9. Comment appliquer la méthode de résolution numérique par dichotomie pour déterminer l'avancement d'une réaction chimique à l'équilibre ?

10. Quelle propriété caractérise principalement l’activité chimique d’une espèce dans une réaction chimique ?

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QCM : Transformation chimique d’un système — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une solution contient 0,20 mol0{,}20\ \mathrm{mol}0,20 mol d’une espèce dissoute dans 0,50 L0{,}50\ \mathrm{L}0,50 L de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

2. Quelle propriété caractérise l’activité chimique d’une espèce ?

3. Quelle expression donne l’activité d’un gaz dont la pression partielle est 0,80 bar0{,}80\ \mathrm{bar}0,80 bar, avec P∘=1 barP^\circ=1\ \mathrm{bar}P∘=1 bar ?

4. Que représente l’équation 0=∑kνkAk0=\sum_k \nu_k A_k0=∑k​νk​Ak​ en chimie ?

5. Comment calcule-t-on l'avancement final d'une réaction totale à partir des quantités initiales de réactifs ?

6. Quel est le rôle principal de la constante thermodynamique d’équilibre KextcircledTK^ extcircledTKextcircledT dans une réaction chimique ?

7. En quoi le quotient de réaction QrQ_rQr​ diffère-t-il de la constante thermodynamique d’équilibre KextcircledTK^ extcircledTKextcircledT ?

8. Quelles sont les conséquences d’un changement du quotient de réaction QrQ_rQr​ par rapport à la constante d’équilibre KextcircledTK^ extcircledTKextcircledT sur l’état d’un système chimique ?

9. Comment appliquer la méthode de résolution numérique par dichotomie pour déterminer l'avancement d'une réaction chimique à l'équilibre ?

10. Quelle propriété caractérise principalement l’activité chimique d’une espèce dans une réaction chimique ?

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1. Une solution contient $0{,}20\ \mathrm{mol}$ d’une espèce dissoute dans $0{,}50\ \mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

3. Quelle expression donne l’activité d’un gaz dont la pression partielle est $0{,}80\ \mathrm{bar}$ , avec $P^\circ=1\ \mathrm{bar}$ ?

4. Que représente l’équation $0=\sum_k \nu_k A_k$ en chimie ?

6. Quel est le rôle principal de la constante thermodynamique d’équilibre $K^ extcircledT$ dans une réaction chimique ?

7. En quoi le quotient de réaction $Q_r$ diffère-t-il de la constante thermodynamique d’équilibre $K^ extcircledT$ ?

8. Quelles sont les conséquences d’un changement du quotient de réaction $Q_r$ par rapport à la constante d’équilibre $K^ extcircledT$ sur l’état d’un système chimique ?