QCM : Transformations acide-base — 16 questions

Questions et réponses du QCM

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

Il peut céder au moins un proton H+
Il peut capter au moins un proton H+
Il contient nécessairement un atome d’oxygène
Il se transforme en ion hydroxydé HO−

Il peut céder au moins un proton H+

Explication

Un acide de Brønsted est une espèce capable de céder au moins un ion hydrogène H+. La capacité à capter un proton caractérise une base, et non un acide.

2. Selon la définition de Brønsted, quelle transformation correspond au comportement d’une base ?

Elle capte au moins un proton H+
Elle libère nécessairement un ion HO−
Elle se dissocie en deux molécules neutres
Elle cède au moins un proton H+

Elle capte au moins un proton H+

Explication

Une base de Brønsted capte au moins un ion hydrogène H+. La cession d’un proton correspond au comportement d’un acide, tandis que la présence de HO− n’est pas requise pour définir toute base.

3. Dans le couple acide-base AH/A−, quelle espèce est la base conjuguée ?

L’espèce AH, avant la perte de H+
L’ion H+, échangé entre les deux espèces
L’espèce neutre qui ne participe pas à l’échange
L’espèce A−, formée après la perte de H+

L’espèce A−, formée après la perte de H+

Explication

Dans un couple AH/A−, AH est l’acide et A− est sa base conjuguée, obtenue après la perte d’un proton. L’ion H+ est échangé, mais il ne constitue pas la base conjuguée du couple.

4. Quelle demi-équation représente l’échange de proton du couple AH/A− ?

A−(aq)⇌AH(aq)+H+A^-(aq) \rightleftharpoons AH(aq) + H^+
AH(aq)+H+⇌A−(aq)AH(aq) + H^+ \rightleftharpoons A^-(aq)
AH(aq)⇌A−(aq)+H+AH(aq) \rightleftharpoons A^-(aq) + H^+
A−(aq)+H+⇌AH(aq)+H+A^-(aq) + H^+ \rightleftharpoons AH(aq) + H^+

$$AH(aq) \rightleftharpoons A^-(aq) + H^+$$

Explication

La demi-équation décrit la dissociation de l’acide AH en sa base conjuguée A− avec libération de H+. Une réaction globale peut ensuite consommer ce proton, mais la demi-équation du couple le fait apparaître comme produit.

5. Dans le couple H3O+/H2O, quel rôle l’eau joue-t-elle ?

Elle joue le rôle d’ion spectateur sans échange
Elle joue le rôle d’oxydant en captant des électrons
Elle joue le rôle d’acide en cédant H+
Elle joue le rôle de base en captant H+

Elle joue le rôle de base en captant H+

Explication

Dans H3O+/H2O, l’eau est la base conjuguée de H3O+ et peut capter un proton pour former cet ion. Dans le couple H2O/HO−, elle joue au contraire le rôle d’acide.

6. Qu’est-ce qui caractérise une espèce amphotère ?

Elle reste chargée de la même manière après chaque réaction
Elle peut céder ou capter un proton selon le partenaire
Elle peut produire des ions HO− dans chaque réaction
Elle possède deux fonctions chimiques de même nature

Elle peut céder ou capter un proton selon le partenaire

Explication

Une espèce amphotère peut se comporter comme un acide ou comme une base selon les espèces présentes, en cédant ou en captant H+. La production systématique de HO− ne définit pas l’amphoterie.

7. Pourquoi l’ion hydrogénocarbonate HCO3− est-il amphotère ?

Il peut céder H+ pour former CO3^2− et capter H+ dans une autre réaction
Il peut se transformer en CO2 sans pouvoir participer à un autre couple
Il peut former CO3^2− sans échange de proton et rester chimiquement inchangé
Il peut capter des électrons pour former CO3^2− et libérer des ions métalliques

Il peut céder H+ pour former CO3^2− et capter H+ dans une autre réaction

Explication

HCO3− est amphotère parce qu’il peut céder H+ pour former CO3^2− et, dans un autre contexte, capter un proton. La formation de CO3^2− implique précisément une perte de proton.

8. Lorsqu’un acide carboxylique RCO2H cède un proton, quelle espèce obtient-on ?

L’ion hydrogénocarbonate HCO3−
L’ion carboxylate RCO2−
L’ion ammonium RNH3+
L’ion hydroxyde HO−

L’ion carboxylate RCO2−

Explication

La perte de H+ par RCO2H donne son ion carboxylate RCO2−, qui constitue sa base conjuguée. Les autres espèces appartiennent à d’autres couples acide-base et ne résultent pas de cette transformation.

9. Quelle association correspond à une solution aqueuse acide citée ?

L’acide chlorhydrique contient H3O+ et Cl−
L’hydroxyde de potassium contient H3O+ et SO4^2−
L’ammoniac contient Na+ et NO3−
L’hydroxyde de sodium contient K+ et HO−

L’acide chlorhydrique contient H3O+ et Cl−

Explication

Une solution d’acide chlorhydrique est décrite par la présence de H3O+ et de Cl−. K+ avec HO− correspond à l’hydroxyde de potassium, tandis que Na+ avec HO− correspond à l’hydroxyde de sodium.

10. Quelle distinction décrit correctement les solutions aqueuses basiques citées ?

NaOH et KOH apportent H3O+, tandis que NH3 est un ion hydroxydé
NaOH et KOH sont des molécules neutres, tandis que NH3 apporte K+
NaOH et KOH apportent Cl−, tandis que NH3 forme directement SO4^2−
NaOH et KOH apportent HO−, tandis que NH3 est une base moléculaire

NaOH et KOH apportent HO−, tandis que NH3 est une base moléculaire

Explication

Les hydroxydes de sodium et de potassium sont associés à HO− en solution, alors que l’ammoniac NH3 est une base moléculaire. NH3 n’est donc pas lui-même un ion hydroxydé.

11. Dans une transformation acide-base, quelle espèce transfère l’ion hydrogène H+H^+ à l’autre réactif ?

La base conjuguée A2HA_2H le cède à l’acide A1−A_1^-
L’acide conjugué A1−A_1^- le cède à la base A2HA_2H
L’acide A1HA_1H le cède à la base A2−A_2^-
La base A2−A_2^- le cède à l’acide A1HA_1H

L’acide $$A_1H$$ le cède à la base $$A_2^-$$

Explication

Une réaction acide-base correspond au transfert de H+H^+ de l’acide A1HA_1H vers la base A2−A_2^-. La base ne donne pas cet ion : elle le reçoit et devient son acide conjugué.

12. Quelle succession d’étapes permet d’établir correctement une équation de réaction acide-base ?

Écrire les demi-équations, identifier les couples, additionner les espèces, puis repérer les réactifs
Repérer les réactifs, additionner les espèces, identifier les couples, puis écrire les demi-équations
Identifier les produits, écrire une équation globale, repérer les couples, puis équilibrer les charges
Identifier les couples, repérer les réactifs, écrire les demi-équations, puis les additionner

Identifier les couples, repérer les réactifs, écrire les demi-équations, puis les additionner

Explication

La méthode commence par l’identification des deux couples et des réactifs, puis se poursuit avec les demi-équations écrites dans le sens de la réaction et leur addition. L’addition intervient donc après l’écriture des demi-équations, et non au début.

13. Quelle équation représente la réaction entre l’acide A1HA_1H et la base A2−A_2^- ?

A1H+A2−⇌A1−+A2HA_1H + A_2^- \rightleftharpoons A_1^- + A_2H
A1−+A2H⇌A1H+A2−A_1^- + A_2H \rightleftharpoons A_1H + A_2^-
A1H+A2H⇌A1−+A2−A_1H + A_2H \rightleftharpoons A_1^- + A_2^-
A1−+A2−⇌A1H+A2HA_1^- + A_2^- \rightleftharpoons A_1H + A_2H

$$A_1H + A_2^- \rightleftharpoons A_1^- + A_2H$$

Explication

L’acide A1HA_1H transfère son proton à la base A2−A_2^-, ce qui forme A1−A_1^- et A2HA_2H. L’ion H+H^+ n’apparaît pas dans l’équation globale, car il est transféré entre les deux espèces.

14. Quelle expression permet de calculer le pH d’une solution à partir de sa concentration en ions oxonium ?

pH=log⁡(c∘[HO−])pH=\log\left(\frac{c^\circ}{[HO^-]}\right)
pH=log⁡([H3O+]c∘)pH=\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}\right)
pH=−log⁡([HO−]c∘)pH=-\log\left(\frac{[HO^-]}{c^\circ}\right)
pH=−log⁡([H3O+]c∘)pH=-\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}\right)

$$pH=-\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}\right)$$

Explication

Le pH est défini à partir de la concentration en ions oxonium selon pH=−log⁡([H3O+]c∘)pH=-\log\left(\frac{[H_3O^+]}{c^\circ}\right), avec c∘=1 mol⋅L−1c^\circ=1\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. La concentration en ions hydroxyde n’intervient pas directement dans cette expression.

15. Une solution a un pH égal à 3. Quelle relation permet d’obtenir sa concentration en ions oxonium ?

[H3O+]=3c∘×10−1[H_3O^+]=3c^\circ\times10^{-1}
[H3O+]=c∘×10−3[H_3O^+]=c^\circ\times10^{-3}
[H3O+]=c∘3×10−1[H_3O^+]=\frac{c^\circ}{3\times10^{-1}}
[H3O+]=c∘×103[H_3O^+]=c^\circ\times10^{3}

$$[H_3O^+]=c^\circ\times10^{-3}$$

Explication

La relation inverse du pH est [H3O+]=c∘×10−pH[H_3O^+]=c^\circ\times10^{-pH} ; pour un pH de 3, elle donne donc c∘×10−3c^\circ\times10^{-3}. Une puissance positive de 10 correspondrait à une concentration croissante avec le pH, ce qui est contraire à cette relation.

16. Deux solutions ont respectivement un pH de 2 et un pH de 5. Laquelle possède la plus grande concentration en ions oxonium ?

La solution de pH 5, car un pH élevé traduit une concentration élevée en H3O+H_3O^+
La solution de pH 5, car la concentration en H3O+H_3O^+ augmente avec l’exposant du pH
Les deux solutions, car le pH ne dépend pas de la concentration en H3O+H_3O^+
La solution de pH 2, car une concentration élevée en H3O+H_3O^+ correspond à un pH plus faible

La solution de pH 2, car une concentration élevée en $$H_3O^+$$ correspond à un pH plus faible

Explication

Le pH diminue lorsque la concentration en ions oxonium augmente ; la solution de pH 2 est donc la plus concentrée en H3O+H_3O^+. La solution de pH 5 est moins acide et possède une concentration en oxonium plus faible.

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Qu'est-ce qu'un acide selon Brönsted en 1923 ?

Une espèce chimique capable de céder un ion hydrogène H+.

Qu'est-ce qu'une base selon Brönsted en 1923 ?

Une espèce chimique capable de capter un ion hydrogène H+.

Quelles espèces forment un couple acide-base noté AH/A− ?

Deux espèces conjuguées AH et A− échangeant un ion hydrogène H+.

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