Exercice 1
Question 1
Un litre d'une solution commerciale d'acide sulfurique $ H_2SO_4$ de densité $ d=1,83$ et de pourcentage massique est de 95%. $ M(H)=1~g.mol^{-1}$ ; $ M(S)=32~g.mol^{-1}$ ; $ M(O)=16~g.mol^{-1}$ ; $\rho(H_2O)=1~g/cm^3$. La concentration de l'acide vaut :
- A) $0,174~mol.L^{-1}$
- B) $7,74~mol.L^{-1}$
- C) $1,774~mol.L^{-1}$
- D) $17,73~mol.L^{-1}$
Question 2
Soit une solution de 25ml d'acide nitreux $ HNO_2$ de concentration $4.10^{-2}mol.L^{-1}$. La constante d'acidité du couple $(HNO_2/NO_2^-)$ est $ K_a=1.10^{-4}$. Le taux d'avancement final ($\tau$) de la réaction entre l'acide nitreux et l'eau vaut :
Question 3
Le dosage de 20ml d'une solution d'hydroxyde de potassium nécessite 16ml d'une solution d'acide chlorhydrique à $10^{-1}~mol.L^{-1}$. On donne $ M(KOH)=56~g.mol^{-1}$. La masse d'hydroxyde de potassium solide dissoute pour préparer 250ml de solution basique vaut :
- A) 1,12 g
- B) 1,12 mg
- C) 11,2 g
- D) 11,2 mg
Question 4
Dans un bécher, on mélange deux solutions d'acide chlorhydrique $(S_1)$ et $(S_2)$ de pH différents. 100ml de solution $(S_1)$ de $ pH=3$ et 400 ml de solution $(S_2)$ de $ pH=4$. La concentration finale de l'ion $[H_3O^+]$ dans le mélange vaut :
- A) $2,8.10^{-3}~mol.L^{-1}$
- B) $8,2.10^{-3}~mol.L^{-1}$
- C) $2,8.10^{-4}~mol.L^{-1}$
- D) $8,2.10^{-4}~mol.L^{-1}$
Exercice 2 : Réaction entre l'ammoniaque et l'eau
On dissout l'ammoniac $ NH_3$ gazeux dans l'eau pour obtenir une solution $(S_B)$ de concentration $ C_B=10^{-2}~mol.L^{-1}$ et de volume $ V=0,4~L$.
On donne : $ pKa(NH_4^+/NH_3)=9,2$ et $ pKe=14$.
Question 5
L'équation de la concentration des ions hydroxydes vaut :
- A) $\frac{10^{14-pKa}}{C_B}[HO^-]^2 + \frac{1}{C_B}[HO^-] + 1 = 0$
- B) $\frac{10^{14-pKa}}{C_B}[HO^-]^2 - \frac{1}{C_B}[HO^-] + 1 = 0$
- C) $\frac{10^{14-pKa}}{C_B}[HO^-]^2 + \frac{1}{C_B}[HO^-] - 1 = 0$
- D) $\frac{10^{14-pKa}}{C_B}[HO^-]^2 - \frac{1}{C_B}[HO^-] - 1 = 0$
Question 6
La concentration des ions hydroxydes vaut :
- A) $3,9.10^{-3}~mol.L^{-1}$
- B) $3,9.10^{-4}~mol.L^{-1}$
- C) $39.10^{-4}~mol.L^{-1}$
- D) $9,3.10^{-4}~mol.L^{-1}$
Question 7
Le pH de la solution $(S_B)$ vaut :
- A) 10,6
- B) 11,6
- C) 9,66
- D) 12
Question 8
Le taux d'avancement final vaut :
- A) 93%
- B) 9,3%
- C) 3,9%
- D) 39%
Exercice 3 : Réaction entre l'acide éthanoïque et l'ammoniaque
On mélange un volume d'une solution aqueuse d'acide éthanoïque contenant la quantité de matière initiale $ n_i(CH_3COOH)$, avec un volume d'une solution aqueuse d'ammoniaque contenant la même quantité de matière initiale $ n_i(NH_3) = n_i(CH_3COOH) = 10^{-3}~mol$. L'équation modélisant la réaction entre l'acide $ CH_3COOH$ et la base $ NH_3$, s'écrit :
$ CH_3COOH_{(aq)} + NH_{3(aq)} \rightleftharpoons CH_3COO^-_{(aq)} + NH_{4(aq)}^+$
Données : $ pKa(CH_3COOH/CH_3COO^-) = pKa_1 = 4,8$ ; $ pKa(NH_4^+/NH_3) = pKa_2 = 9,2$
Question 9
La constante d'équilibre associée à l'équation de la réaction étudiée vaut :
- A) $ K=2,5.10^3$
- B) $ K=2,5.10^4$
- C) $ K=2,5.10^{-4}$
- D) $ K=2,5.10^{-3}$
Question 10
L'avancement final de cette réaction vaut :
- A) $ x_f \approx 10^{-3}~mol$
- B) $ x_f \approx 10^{-4}~mol$
- C) $ x_f \approx 2.10^{-3}~mol$
- D) $ x_f \approx 2.10^{-4}~mol$
Question 11
Le taux de l'avancement final de cette réaction vaut :
- A) 9,94%
- B) 99,4%
- C) 4,99%
- D) 49,9%
Exercice 4 : Électrolyse
On réalise l'électrolyse d'une solution aqueuse de nitrate de plomb $(Pb^{2+} ; 2NO_3^-)$ en mettant cette solution dans un électrolyseur et en faisant circuler un courant continu d'intensité I entre les deux électrodes (A) et (B) de l'électrolyse.
La courbe de la figure ci-contre représente l'évolution du volume du dioxygène formé au voisinage de l'électrode A.
Données :
- Les couples mis en jeu sont : $ Pb^{2+}/Pb$ et $ O_2/H_2O$
- La constante de Faraday : $1F = 96500~C.mol^{-1}$
- Le volume molaire : $ V_m = 24~L.mol^{-1}$
- La masse molaire du plomb : $ M(Pb) = 207,2~g.mol^{-1}$
Question 12
L'équation bilan de l'électrolyse vaut :
- A) $2H_2O + 2Pb^{2+} \rightarrow O_2 + 4H^+ + 2Pb$
- B) $ O_2 + 2H^+ + 2Pb \rightarrow 2H_2O + 2Pb^{2+}$
- C) $2H_2O + 2Pb \rightarrow 2HO^- + H_2 + 2Pb^{2+}$
- D) $2NO_3^- \rightarrow 2NO_2^- + O_2$
Question 13
L'expression du volume de dioxygène formé à un instant t vaut :
- A) $\frac{I \times \Delta t \times V_m}{2F}$
- B) $\frac{4 \times I \times \Delta t \times V_m}{F}$
- C) $\frac{I \times \Delta t \times V_m}{4F}$
- D) $\frac{I \times \Delta t}{4F \times V_m}$
Question 14
L'intensité I du courant délivrée par le générateur vaut :
- A) 1,34 A
- B) 13,4 mA
- C) 0,134 mA
- D) 0,134 A
Question 15
La masse du plomb déposée pendant la durée $\Delta t=6~min$ vaut :
- A) 51,8 mg
- B) 5,18 mg
- C) 51,8 g
- D) 0,518 g
Exercice 5 : Chimie organique
Dans un ballon de 250 mL, on introduit 1,50 mol d'acide 2,3-diméthylbutanoïque, 1,50 mol de 3-méthylbutan-2-ol et quelques gouttes d'une solution d'acide sulfurique concentrée, puis on chauffe le mélange réactionnel à reflux pendant 1 heure.
L'équation chimique associée à cette transformation est la suivante :
$ Acide~carboxylique + Alcool \rightleftharpoons X + Eau$
Donnée : La constante d'équilibre de cette réaction est : $ K=4$
Question 16
La formule semi-développée de l'alcool vaut :
- A) Formule A
- B) Formule B
- C) Formule C
- D) Formule D
Question 17
La formule semi-développée de l'acide carboxylique vaut :
- A) Formule A
- B) Formule B
- C) Formule C
- D) Formule D
Question 18
La formule semi-développée du produit X obtenu vaut :
- A) Formule A
- B) Formule B
- C) Formule C
- D) Formule D
Question 19
La nomenclature chimique du produit X obtenu vaut :
- A) 2,3-diméthylbutanoate de 2-méthylbut-3-yle
- B) 2,3-diméthylbutanoate de 3-méthylbut-3-yle
- C) 2,3-diméthylbutanoate de 3-méthylbut-2-yle
- D) 2,3-diméthylbutanoate de 2-méthylbut-2-yle
Question 20
Le taux d'avancement final de cette réaction vaut :
- A) 0,86
- B) 0,66
- C) 0,77
- D) 0,56
