QCM : Transformations acide-base — 14 questions

Questions et réponses du QCM

1. Dans la réaction générale AH(aq)+B−(aq)⇌A−(aq)+BH(aq)\mathrm{AH(aq) + B^-(aq) \rightleftharpoons A^-(aq) + BH(aq)}, quelle espèce capte l’ion hydrogène ?

A−(aq)\mathrm{A^-(aq)}, qui devient AH(aq)\mathrm{AH(aq)}
BH(aq)\mathrm{BH(aq)}, qui devient B−(aq)\mathrm{B^-(aq)}
AH(aq)\mathrm{AH(aq)}, qui devient A−(aq)\mathrm{A^-(aq)}
B−(aq)\mathrm{B^-(aq)}, qui devient BH(aq)\mathrm{BH(aq)}

$$\mathrm{B^-(aq)}$$, qui devient $$\mathrm{BH(aq)}$$

Explication

Dans cette réaction, AH\mathrm{AH} cède H+\mathrm{H^+} et B−\mathrm{B^-} le capte pour former BH\mathrm{BH}. Attribuer la capture à AH\mathrm{AH} inverse les rôles des deux réactifs.

2. Dans la demi-équation AH(aq)⇌A−(aq)+H+\mathrm{AH(aq) \rightleftharpoons A^-(aq) + H^+}, quelle espèce est la base conjuguée ?

Les deux espèces chargées, car elles participent au transfert
A−(aq)\mathrm{A^-(aq)}, car elle est formée après la cession de H+\mathrm{H^+}
H+\mathrm{H^+}, car il peut être capté par une base
AH(aq)\mathrm{AH(aq)}, car elle contient l’hydrogène transféré

$$\mathrm{A^-(aq)}$$, car elle est formée après la cession de $$\mathrm{H^+}$$

Explication

Dans cette demi-équation, AH\mathrm{AH} cède H+\mathrm{H^+} et devient A−\mathrm{A^-}, sa base conjuguée. Confondre AH\mathrm{AH} avec la base revient à inverser le rôle des deux espèces du couple.

3. Une solution contient davantage d’ions HO−\mathrm{HO^-} que d’ions H+\mathrm{H^+}. Comment est-elle qualifiée ?

Basique
Acide
Saturée
Neutre

Basique

Explication

Une solution basique contient davantage d’ions hydroxyde HO−\mathrm{HO^-} que d’ions hydrogène H+\mathrm{H^+}. Une solution neutre en contient autant, tandis qu’une solution acide contient davantage d’ions H+\mathrm{H^+}.

4. Selon la définition de Brønsted, quelle propriété caractérise un acide ?

Il peut échanger un électron et devenir une espèce oxydée
Il peut céder au moins un ion hydrogène et devenir sa base conjuguée
Il peut former un précipité avec une base et devenir un sel
Il peut capter au moins un ion hydrogène et devenir son acide conjugué

Il peut céder au moins un ion hydrogène et devenir sa base conjuguée

Explication

Un acide de Brønsted cède au moins un ion hydrogène H+\mathrm{H^+} et se transforme en sa base conjuguée. La capture d’un ion hydrogène définit au contraire une base de Brønsted.

5. Quelle distinction décrit correctement les solutions aqueuses d’acide éthanoïque et d’acide chlorhydrique ?

L’acide éthanoïque contient des ions spectateurs, tandis que l’acide chlorhydrique est une espèce moléculaire.
L’acide éthanoïque et l’acide chlorhydrique sont deux espèces moléculaires dépourvues d’ions en solution.
L’acide éthanoïque est moléculaire, tandis que l’acide chlorhydrique contient des ions oxonium et chlorure.
L’acide éthanoïque contient directement des ions hydroxyde, tandis que l’acide chlorhydrique contient des molécules neutres.

L’acide éthanoïque est moléculaire, tandis que l’acide chlorhydrique contient des ions oxonium et chlorure.

Explication

L’acide éthanoïque est étudié comme une espèce moléculaire, alors que la solution d’acide chlorhydrique contient des ions oxonium H3O+\mathrm{H_3O^+} et des ions chlorure Cl−\mathrm{Cl^-}. Les ions chlorure sont des ions spectateurs et ne constituent pas des molécules neutres dissoutes.

6. Quelle caractéristique définit une espèce amphotère ?

Elle est une base dans deux couples qui possèdent le même acide
Elle cède plusieurs électrons avant de former un ion stable
Elle est l’acide d’un couple et la base d’un autre couple
Elle intervient dans une réaction sans participer au transfert d’hydrogène

Elle est l’acide d’un couple et la base d’un autre couple

Explication

Une espèce amphotère peut jouer le rôle d’acide dans un couple et celui de base dans un autre. Une espèce qui conserve un seul rôle dans les couples considérés n’est pas amphotère.

7. Que signifie la double flèche ⇌\rightleftharpoons dans une équation acide-base ?

La transformation est non totale et peut évoluer dans les deux sens
La réaction ne comporte aucun transfert d’ion hydrogène entre les couples
La transformation concerne deux espèces qui ont le même rôle acide-base
La transformation est totale et s’arrête dès que les réactifs sont mélangés

La transformation est non totale et peut évoluer dans les deux sens

Explication

La double flèche indique qu’une transformation acide-base est non totale et qu’un état d’équilibre peut être atteint. Une simple flèche est utilisée pour représenter une transformation totale.

8. Quel transfert caractérise une réaction acide-base ?

L’acide d’un couple transfère un ion hydrogène à la base d’un autre couple
Un acide et une base forment un précipité sans modification de leurs couples
Deux acides échangent leurs ions hydrogène sans former de nouvelles espèces
La base d’un couple transfère un électron à l’acide d’un autre couple

L’acide d’un couple transfère un ion hydrogène à la base d’un autre couple

Explication

Une réaction acide-base met en jeu l’acide d’un couple et la base d’un autre, avec transfert d’un ion hydrogène. Le transfert d’électrons correspond à une oxydoréduction et non au mécanisme acide-base décrit ici.

9. Quelle espèce appartient à deux couples acide-base parmi les couples usuels ?

L’ion hydrogénocarbonate HCO3−\mathrm{HCO_3^-}
L’amine RNH2\mathrm{RNH_2}
L’ion carbonate CO32−\mathrm{CO_3^{2-}}
L’acide carbonique CO2,H2O\mathrm{CO_2,H_2O}

L’ion hydrogénocarbonate $$\mathrm{HCO_3^-}$$

Explication

L’ion hydrogénocarbonate appartient aux couples CO2,H2O/HCO3−\mathrm{CO_2,H_2O/HCO_3^-} et HCO3−/CO32−\mathrm{HCO_3^-/CO_3^{2-}}. Les autres espèces proposées sont présentées ici comme membres d’un seul des couples usuels considérés.

10. À quelle grandeur la définition du pH est-elle directement liée dans une solution aqueuse ?

À la masse totale de la solution aqueuse
À la quantité d’ions spectateurs dissous
À la présence des ions chlorure Cl−\mathrm{Cl^-}
À la présence des ions oxonium H3O+\mathrm{H_3O^+}

À la présence des ions oxonium $$\mathrm{H_3O^+}$$

Explication

Le pH caractérise l’acidité d’une solution en lien avec la présence des ions oxonium H3O+\mathrm{H_3O^+}. Les ions chlorure et les autres ions spectateurs ne définissent pas directement l’acidité.

11. Lorsqu’une espèce chimique capte un ion hydrogène H+\mathrm{H^+}, comment est-elle classée selon Brønsted ?

Comme une espèce neutre qui devient un précipité ionique
Comme un acide qui devient sa base conjuguée
Comme une espèce oxydante qui devient son réducteur conjugué
Comme une base qui devient son acide conjugué

Comme une base qui devient son acide conjugué

Explication

Une base de Brønsted capte au moins un ion hydrogène et se transforme en son acide conjugué. Une espèce qui cède H+\mathrm{H^+} est au contraire un acide.

12. Que désigne un couple acide-base noté AH/A−\mathrm{AH/A^-} ?

Une espèce neutre et son ion spectateur dans une solution aqueuse
Deux acides qui se neutralisent sans transfert d’ion hydrogène
Un acide et sa base conjuguée, liés par le transfert d’un ion hydrogène
Deux bases qui échangent un électron lors d’une transformation chimique

Un acide et sa base conjuguée, liés par le transfert d’un ion hydrogène

Explication

Un couple AH/A−\mathrm{AH/A^-} associe un acide à sa base conjuguée, et le passage de l’un à l’autre s’effectue par transfert de H+\mathrm{H^+}. Un échange d’électrons relève d’une réaction d’oxydoréduction, pas de la définition d’un couple acide-base.

13. Quelle concentration en ions oxonium correspond à une solution de pH égal à 5,0 ?

1,0×105 mol⋅L−1\mathrm{1{,}0 \times 10^{5}\ mol\cdot L^{-1}}
1,0×10−5 mol⋅L−1\mathrm{1{,}0 \times 10^{-5}\ mol\cdot L^{-1}}
5,0×10−5 mol⋅L−1\mathrm{5{,}0 \times 10^{-5}\ mol\cdot L^{-1}}
5,0×10−1 mol⋅L−1\mathrm{5{,}0 \times 10^{-1}\ mol\cdot L^{-1}}

$$\mathrm{1{,}0 \times 10^{-5}\ mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

La formule [H3O+]=c∘×10−pH\mathrm{[H_3O^+]=c^\circ\times10^{-pH}} conduit à 1,0×10−5 mol⋅L−1\mathrm{1{,}0\times10^{-5}\ mol\cdot L^{-1}} pour un pH de 5,0. Une valeur de pH plus élevée correspond à une concentration en ions oxonium plus faible.

14. Une solution aqueuse diluée a une concentration en ions oxonium de [H3O+]=1,0×10−3 mol⋅L−1\mathrm{[H_3O^+] = 1{,}0 \times 10^{-3}\ mol\cdot L^{-1}}. Quelle est approximativement son pH ?

11,0
10,0
2,0
3,0

3,0

Explication

La relation pH=−log⁡([H3O+]c∘)\mathrm{pH=-\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}\right)} donne un pH égal à 3,0 lorsque la concentration vaut 1,0×10−3 mol⋅L−1\mathrm{1{,}0 \times 10^{-3}\ mol\cdot L^{-1}} et que c∘=1 mol⋅L−1\mathrm{c^\circ=1\ mol\cdot L^{-1}}. La concentration en ions oxonium possède une unité, contrairement au pH qui est sans unité.

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Qu'impose un acide selon Johannes BRØNSTED ?

Un acide cède au moins un ion hydrogène H+.

Quel est le rôle d'une base selon la définition de Brønsted ?

Une base capte au moins un ion hydrogène H+.

Quelle transformation subit une base de Brønsted après capture de H+ ?

Elle se transforme en son acide conjugué.

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