QCM N° 06 Évolution spontanée

QCM N° 06

Évolution spontanée

AIDE

Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).

Énoncé

On introduit initialement

des quantités de matières n₁

de phosphore P₄ et n₂ de

dibrome Br₂, qui réagissent

selon la réaction :

P₄ + 6 Br₂, → 4 PBr₃

Pour un avancement x, les

quantités de matière sont :

6 n₂ – x

pour Br₂

4 x

pour PBr₃

n₂ – 6 x

pour Br₂

4 x

pour PBr₃

n₁ – x

pour P₄

4 n₁

pour PBr₃

On introduit initialement

des quantités de matières n₁

de phosphore P₄ et n₂ de

dibrome Br₂, qui réagissent

selon la réaction :

P₄ + 6 Br₂, → 4 PBr₃

La transformation est totale.

S’il y a disparition totale de

tous les réactifs, alors :

n₁ = 6 n₂

n₂ = 6 n₁

Dans l’état

final, la

quantité de

matière de

PBr₃ vaut

4 n₁.

On fait réagir 3,0 mol de

dihydrogène H₂ avec 2,0 mol

de diazote N₂ pour former de

l’ammoniac NH₃ selon

la réaction :

3 H₂ + N₂, → 2 NH₃

À l’état final, on obtient

1,7 mol d’ammoniac.

L’avancement

final est

égal à

1,7 mol

L’avancement

final est

égal à

0,85 mol

L’avancement

maximal est

égal à

0,85 mol

Lors d’une réaction

acide-base :

Un ion

hydrogène

est transféré

de la base

d’un couple

vers l’acide

d’un autre

couple

Un ion

hydrogène

est transféré

de l’acide

d’un couple

vers la base

d’un autre

couple

L’acide

d’un couple

cède un ion

hydrogène

à sa base

conjuguée

On considère la

réaction suivante :

H₂CO₃ (aq) + CHO₂^– (aq)

→

HCO₃ ^– (aq) + CH₂O₂ (aq)

Cette réaction met en jeu un

transfert d’ion hydrogène de :

CHO₂^– (aq)

Vers

HCO₃ ^– (aq)

H₂CO₃ (aq)

Vers

HCO₃ ^– (aq)

H₂CO₃ (aq)

Vers

CHO₂^– (aq)

[H₃O⁺] = 8,00 × 10^–4 mol.L^–1,

le pH est égal à :

–3,10

3,10

8,00

Si pH = 4,80,

[H₃O⁺] est égale à :

1,58 × 10⁵

mol . L^–1

1,58 × 10^–4

mol . L^–1

1,58 × 10^–5

mol . L^–1

L’équation de la réaction

entre les ions nitrate et le

cadmium métallique est :

Cd + NO₃^– + 2 H⁺

→

Cd²⁺ + NO₂^– + H₂O

L’ion NO₃^–

réagit avec

le cadmium

métallique

en lui cédant

deux électrons

Le cadmium

métallique

cède deux

électrons

pour former

l’ion Cd²⁺

Deux

électrons

sont

transférés

au cours de

la réaction

L’équation de la réaction

entre les ions nitrate et le

cadmium métallique est :

Cd + NO₃^– + 2 H⁺

→

Cd²⁺ + NO₂^– + H₂O

Le cadmium métallique :

Subit une

oxydation

Subit une

réduction

est un

réducteur

La demi-équation du

couple SO₄^2– / SO₂est

SO₂+2 H₂O

→

SO₄^2– + 4 H⁺

+ 2 e^–

SO₂+2 e^–

+ 2 H₂O

→

SO₄^2– + 4 H⁺

SO₂+2 e^–

+ 2 H₂O

→

SO₄^2– + 2 H⁺

La réaction

d’oxydoréduction entre

I₂ et SO₂ :

a pour

équation

2 I₂ + SO₂

+ 2 H₂O

→

2 I^– + SO₄^2–

+ 4 H⁺

a pour

équation

I₂ + SO₂

+ 2 H₂O

→

2 I^– + SO₄^2–

+ 4 H⁺

Implique

un transfert

d’électrons

de I₂

vers SO₂.

D’après la loi de

Kohlrausch, la

conductivité d’une

solution d’acide

chlorhydrique

(H₃O⁺ (aq) + Cℓ^– (aq)),

s’écrit :

σ =

λ (Cℓ^–) . [Cℓ^–]

λ (H₃O⁺) . [H₃O⁺]

σ =

λ (Cℓ^–) . [Cℓ^–]

λ (H₃O⁺) . [H₃O⁺]

σ =

λ (H₃O⁺) . [H₃O⁺]

- Il permet d’exprimer les quantités de matière de réactifs et de produits présents dans le système chimique à chaque instant, de l’état initial à l’état final.

- L’avancement x d’une réaction chimique augmente au cours d’une réaction chimique.

- L’avancement maximal x_max correspond à la plus petite valeur de l’avancement pour laquelle la quantité finale de l’un au moins des réactifs est nulle.

- Dans ce cas, aucun des réactifs n’a totalement disparu lorsque le système cesse d’évoluer.

- Une transformation est dite totale si l’avancement final x_f de la réaction est égal à son avancement maximal x_max.

- Une transformation est dite non totale si l’avancement final x_f de la réaction est inférieur à son avancement maximal x_max.

- L’avancement maximal permet de réaliser le bilan de matière, c’est-à-dire de calculer les quantités de matière de toutes les espèces chimiques à l’état final.

- H₂ est le réactif limitant et la réaction n’est pas totale : équilibre chimique

- Une réaction acido-basique consiste à un transfert d'un proton (ion hydrogène) entre l’acide A₁H d’un couple sur la base A₂^– d’un autre couple.

- Acide carbonique :

ou (CO₂, H₂O), l'ion hydrogénocarbonate HCO₃^– (aq),

, l'ion carbonate CO₃^2– (aq)

Les polyacides (l'ion carbonate, l'ion hydrogénocarbonate et l'acide carbonique)

- Le pH d’une solution est un indicateur d’acidité lié à la présence des ions oxonium H₃O⁺ (aq) en solution.

- On écrit aussi : pH = – log [H₃O⁺] (relation utilisée jusqu’en 2010)

- Dans les conditions habituelles, au lycée, on peut mesurer un pH, au mieux, à 0,05 unité près (le plus souvent à 0,1 unité près).

- Une mesure de pH effectuée à 0,05 unité près conduit à une valeur de la concentration [H₃O⁺] connue à 11,5 % près.

- Il faut limiter le nombre de chiffres significatifs pour représenter une concentration déduite de la valeur du pH.

- Toute concentration déduite de la valeur du pH sera exprimée avec 2 chiffres significatifs au maximum.

- Un oxydant est une entité chimique capable de gagner un ou plusieurs électrons.

- Un réducteur est une entité chimique capable de perdre un ou plusieurs électrons.

- Cd (s) est le réducteur ; il est oxydé : il subit une oxydation , il perd 2 électrons.

- Dans une solution électrolytique, ce sont les ions qui sont responsables du passage du courant.

- Un courant dans une solution est dû à la circulation des ions positifs et négatifs se déplaçant en sens inverse.

- La conductivité σ de la solution est égale à la somme des conductivités due aux cations et aux anions.

- La conductivité σ d’une solution ionique dépend de la nature des ions présents X_i et de leur concentration [ X_i ] respectives.

- À partir de la mesure de la conductivité d’une solution, on peut déterminer la valeur de sa concentration.

Équation		P₄ +	6 Br₂	→	4 PBr₃
état	Avanc. x (mol)	n (P₄) (mol)	n (Br₂) (mol)		n (PBr₃) (mol)
État initial	x	n₁	n₂		0
Au cours de la transformation	x	n₁ – x	n₂ – 6 x		4 x
État final	x_f	n₁ – x_f	n₂ – 6 x_f		4 x_f

Équation		P₄ +	6 Br₂	→	4 PBr₃
état	Avanc. x (mol)	n (P₄) (mol)	n (Br₂) (mol)		n (PBr₃) (mol)
État initial	x	n₁	n₂		0
Au cours de la transformation	x	n₁ – x	n₂ – 6 x		4 x
État final	x_f	n₁ – x_f = 0	n₂ – 6 x_f = 0		4 x_f

Équation		N₂ (g) +	3 H₂ (g)	2 NH₃ (g)
état	Avanc. x (mol)	n (N₂) (mol)	n (H₂) (mol)	n (NH₃) (mol)
État initial	x	2	3	0
Au cours de la transformation	x	2 – x	3– 3 x	2 x
État final	x_f	2 – x_f	3 – 3 x_f	2 x_f = 1,7
État max	x_max	2 – x_max	3 – 3 x_max	2 x_max =

CH₃COOH (aq)			CH₃COO ^– (aq)	+	H⁺	(1)
Acide
H₂O (ℓ)	+	H⁺	H₃O ⁺ (aq)			(2)
Base
CH₃COOH (aq)	+	H₂O (ℓ)	CH₃COO ^– (aq)	+	H₃O ⁺ (aq)	(1)+ (2)

CH₃COOH (aq)				CH₃COO ^– (aq)	+	H⁺	(1)
ACIDE
NH₃ (aq)	+	H⁺		NH₄ ⁺ (aq)			(2)
BASE
CH₃COOH (aq)	+	NH₃ (aq)	→	CH₃COO ^– (aq)	+	NH₄⁺ (aq)	(1) + (2)

	Demi-équation électronique
Première étape : On écrit le couple oxydant / réducteur	SO₄^2– (aq) SO₂ (aq)
Deuxième étape : On équilibre l’élément oxygène avec de l’eau	SO₄^2– (aq) SO₂ (aq) + 2 H₂O (ℓ)
Troisième étape : On équilibre l’élément hydrogène avec H⁺ (on travaille en milieu acide)	SO₄^2– (aq) + 4 H⁺ (aq) SO₂ (aq) + 2 H₂O (ℓ)
Quatrième étape : On équilibre les charges avec les électrons.	SO₄^2– (aq) + 4 H⁺ (aq) + 2 e^– SO₂ (aq) + 2 H₂O (ℓ)

σ = k . C	C ; concentration en mol . L^{– 1}
	k : coefficient de proportionnalité en S . L . m^{– 1}. mol^{– 1}
	σ : conductivité de la solution en S . m^{– 1}

QCM. N° 06	Évolution spontanée