QCM N° 09 Temps, cinétique chimique et catalyse.

QCM N° 09

Temps,

cinétique chimique

et catalyse.

QCM N° 09 Temps, cinétique chimique et catalyse AIDE Temps et cinétique chimique : Pour chaque question, indiquer la (ou les) bonne(s) réponse(s).
	Énoncé	A	B	C	R
1	Les réactions suivantes sont rapides :	Fermentation alcoolique des sucres.	Combustion de l’essence dans un moteur thermique.	Réaction entre les ions cuivre II Cu²⁺ (aq) et les ions hydroxyde HO^– (aq)	BC
2	Les réactions chimiques suivantes sont lentes :	Formation de la rouille.	Précipitation du chlorure d’argent AgCl (s)	Formation des stalactites dans les grottes.	AC
3	Généralement, la rapidité d’évolution d’un système augmente lorsque :	La concentration des produits croît.	La concentration des réactifs diminue.	La concentration des réactifs augmente.	C
4	Le dégagement de dihydrogène dans la réaction d’équation : Fe (s) + 2 H⁺ (aq) → H₂ (g) + Fe²⁺ (aq) est d’autant plus rapide, lorsque :	Le métal fer est en poudre.	Le métal fer est en plaque.	Les ions H⁺ (aq) sont concentrés.	AC
5	Généralement, la rapidité d’évolution d’un système :	Ne dépend pas de la température.	Croît lorsque la température augmente.	Diminue lorsque l’avancement du système croît.	BC
6	Un catalyseur :	Accélère une réaction.	Figure dans l’équation de la réaction.	Diminue le temps de demi-réaction.	AC
7	Les ions fer III Fe³⁺ (aq) et le platine Pt (s) catalysent la réaction d’équation : 2 H₂O₂ (aq) → O₂ (g) + 2 H₂O (ℓ)	La catalyse par le platine est une catalyse hétérogène.	La catalyse par les ions fer III Fe³⁺ (aq) est une catalyse hétérogène.	La catalyse par les ions fer III Fe³⁺ (aq) est une catalyse homogène.	AC
8	L’amylase est une enzyme, présente dans la salive, qui accélère l’hydrolyse des sucres lents.	L’amylase est un catalyseur.	Il est nécessaire de connaître sa formule pour écrire l’équation de cette hydrolyse.	L’hydrolyse des sucres lents est impossible sans amylase.	A
9	La durée t_f d’une réaction :	Peut être définie en utilisant l’avancement.	Nécessite de connaître le réactif limitant.	Ne nécessite pas de connaître le réactif limitant.	AB
10	Le temps de demi-réaction t_1/2 et la durée d’une réaction t_f sont généralement tels que :	t_f ≥ 2 t_1/2	t_f = 2 t_1/2	t_f < 2 t_1/2	A
11	Soit x_max l’avancement maximal d’un système ; pour t = t_1/2, l’avancement noté x_1/2 est tel que :	x_1/2 = 2 x_max		x_max > 2 x_1/2	B
12	Le graphique ci-dessous représente l’évolution des quantités de matière en fonction du temps lors de la réaction d’équation : CH₃Cl + HO^– → CH₃OH + HCl La courbe rouge est la courbe de quantité de matière :	Du méthanol CH₃OH	Du chlorométhane CH₃Cl	Du chlorure d’hydrogène HCl	B
13	À partir du graphique de la question précédente, la durée t_f de la transformation est définie par un expérimentateur comme la durée pour laquelle l’avancement x de la transformation est égal à 2,0 mol. Alors :	t_f ≈ 0,10 min	t_f ≈ 1,4 min	t_f ≈ 3,0 min	C
14	En utilisant le graphique de la question précédente, le temps de demi-réaction t_1/2 de cette transformation est égal à :	0,40 min	0,90 min	3,0 min	A

Questionnaire a été réalisé avec Questy Pour s'auto-évaluer

AIDE

► Réactions rapides : 1

- Une réaction chimique est rapide si sa durée est inférieure à la seconde.

- On ne peut pas observer l’évolution de la réaction à l’œil, elle semble achevée dès que les réactifs entrent en contact.

- C’est le cas de certaines réactions de précipitation. La formation du précipité se fait instantanément.

► Réactions lentes : 2

- Une réaction est lente si sa durée est de l'ordre de quelques secondes à plusieurs minutes.

- On peut observer l'évolution de la réaction.

► Cas des solides : 3

- La réaction est d’autant plus rapide que la surface de contact entre les réactifs est importante.

- Pour faire réagir le soufre et le fer, on prend du fer et du soufre en poudre.

- On les mélange intimement et pour amorcer la réaction, on crée un point chaud. Il faut initier la réaction chimique.

- Le facteur cinétique essentiel pour un réactif solide est l’étendue de sa surface de contact avec les autres réactifs.

► Concentration des réactifs : 3 et 4

- De façon générale,

- L’évolution d’un système chimique est d’autant plus rapide que les concentrations des réactifs sont élevées.

► Influence de la température : 5

- La température d’un mélange réactionnel est un facteur cinétique.

- De façon générale,

- L’évolution d’un système chimique est d’autant plus rapide que la température du mélange réactionnel est élevée.

► Concentration des réactifs : 5

- Au cours du temps, l’avancement de la réaction augmente et la concentration des réactifs diminue. La rapidité d’évolution des systèmes diminue lorsque la concentration des réactifs diminue.

► Caractéristiques d’un catalyseur : 6

- Un catalyseur est une espèce chimique qui accélère une réaction chimique.

- La formule du catalyseur n’apparaît pas dans l’équation de la réaction.

- Un catalyseur modifie la nature des étapes permettant de passer des réactifs aux produits.

- La réaction globale lente est remplacée par plusieurs réactions rapides.

► Action d’un catalyseur : 7

► Catalyse homogène : 7

- La catalyse est dite homogène lorsque le catalyseur et le mélange réactionnel constituent une seule phase (forment un mélange homogène). C’est le cas des gaz et des liquides miscibles.

- Exemples : dismutation de l’eau oxygénée en présence d’ions fer II ou d’ions fer III.

Dismutation

Réaction d'oxydoréduction au cours de laquelle une espèce chimique

joue à la fois le rôle d'oxydant et de réducteur (ici l'eau oxygénée H₂O₂ _(aq))

H₂O₂ _(aq) / H₂O _(ℓ) et le couple 2 : O₂ _(aq) / H₂O₂ _(aq)

► Catalyse hétérogène : 7

- La catalyse est dite hétérogène lorsque le catalyseur et le milieu réactionnel se trouvent dans des phases différentes.

- Dismutation de l’eau oxygénée catalysée par un fil de platine.

► Catalyse enzymatique : 8

- La catalyse est enzymatique lorsque le catalyseur et une enzyme.

- Les enzymes sont des catalyseurs biologiques qui permettent aux transformations chimiques nécessaires à la vie de s’effectuer à vitesse élevée.

- Un catalyseur n’accélère que les réactions qui sont possibles.

- L’hydrolyse des sucres lents est possible sans amylase, mais la réaction est très lente.

► Durée d’une réaction : 9

- La durée d’une réaction chimique est le temps t_f nécessaire à la consommation totale du réactif limitant.

- Pour t = t_f, l’avancement x atteint la valeur maximale x_max.

- La durée t_f d’une réaction nécessite de connaître le réactif limitant.

► Temps de demi-réaction : 10

- Le temps de demi-réaction, noté t_1/2, est la durée nécessaire à la disparition de la moitié du réactif limitant.

- Pour t = t_1/2, l’avancement, noté x_1/2, a atteint la moitié de sa valeur maximale x_max.

► Temps de réaction : 10

- L’expérience montre qu’un système siège d’une réaction caractérisée par le temps de réaction t _1/2 cesse pratiquement d’évoluer au bout d’une durée de l’ordre de quelques t _1/2 (4 à 7 suivant la précision recherchée).

- 4 t_1/2 ≤ t_f ≤ 7 t_1/2

- Le temps de demi-réaction permet d’évaluer la durée nécessaire à l’achèvement de la transformation chimique étudiée.

► Temps de demi-réaction t_1/2 : 11

- Pour t = t_1/2, l’avancement, noté x_1/2, a atteint la moitié de sa valeur maximale x_max.

► Courbe : 12

graphe

► Réaction chimique : 12

CH₃Cl + HO⁻ → CH₃OH + HCl

- Au cours d’une réaction chimique, les réactifs disparaissent et les produits se forment.

- Au cours de la réaction, la quantité de matière de chlorométhane CH₃Cl diminue au cours du temps.

► Détermination graphique du temps de réaction t_f : 13

graphe

► Détermination graphique du temps de demi-réaction t_1/2 : 14

- Sachant que x_max ≈ 2,0 mol, on en déduit que x_1/2 ≈ 1,0 mol.

- Par lecture graphique, on peut en déduire que : t_1/2 ≈ 0,40 min.

graphe