Concours de Médecine 2021

Épreuve de Chimie

Cocher la bonne réponse: une réponse juste = 1 pt, fausse ou vide = 0 pt.

Durée conseillée : 30 minutes.

Etude cinétique d'une transformation chimique

Un mélange de volume \( V=100mL \) contient initialement \( n_{1}(H_{2}O_{2})=3.10^{-3} \) mol d'eau oxygénée, \( n_{2}(I^{-})=5.10^{-1} \) mol d'ions iodure et \( n_{3}(H^{+})=4.10^{-3} \) mol d'ions hydrogène.
La réaction chimique qui se produit est modélisée par l'équation:
\[ H_{2}O_{2(aq)}+2I^{-}_{(aq)}+2H^{+}_{(aq)} \longrightarrow I_{2(aq)}+2H_{2}O_{(l)} \] Le suivi temporel de la formation de diiode \( I_{2(aq)} \) a permis de tracer la courbe \( [I_{2(aq)}]=f(t) \).

Question 41

La valeur de l'avancement final de la réaction est :

A) \( x_{f}=4.10^{-3} \) mol B) \( x_{f}=3.10^{-3} \) mol C) \( x_{f}=2,5.10^{-3} \) mol D) \( x_{f}=2.10^{-3} \) mol E) \( x_{f}=5.10^{-3} \) mol

Question 42

La valeur du temps de demi-réaction est :

A) \( t_{1/2}=20 \) min B) \( t_{1/2}=18 \) min C) \( t_{1/2}=14 \) min D) \( t_{1/2}=12 \) min E) \( t_{1/2}=10 \) min

Question 43

La valeur de la vitesse volumique de réaction à \( t_{0}=0 \) est :

A) \( v_{0}=1 \, mmol.L^{-1}.min^{-1} \) B) \( v_{0}=2 \, mmol.L^{-1}.min^{-1} \) C) \( v_{0}=3,5 \, mmol.L^{-1}.min^{-1} \) D) \( v_{0}=5 \, mmol.L^{-1}.min^{-1} \) E) \( v_{0}=10 \, mmol.L^{-1}.min^{-1} \)

Suivi temporel d'une transformation chimique

On introduit, à \( 25^{\circ}C \), dans un ballon une masse m de carbonate de calcium \( CaCO_{3(s)} \) et on y verse à \( t_{0}=0 \), le volume \( V_A=158 \, mL \) d'une solution aqueuse d'acide lactique \( C_{3}H_{6}O_{3(aq)} \) de concentration molaire \( C_A=8,0.10^{-2} \, mol.L^{-1} \).
La transformation chimique qui se produit est modélisée par l'équation:
\[ CaCO_{3(s)}+2C_{3}H_{6}O_{3(aq)} \longrightarrow CO_{2(g)}+Ca^{2+}_{(aq)}+2C_{3}H_{5}O_{3(aq)}^{-}+H_{2}O_{(l)} \] La courbe représente l'évolution de l'avancement de la réaction en fonction du temps \( x=f(t) \).

Données : temps de demi-réaction \( t_{1/2}=18s \) | \( V_m=24 \, L.mol^{-1} \) | \( M(CaCO_3)=100 \, g.mol^{-1} \)

Question 44

La valeur de l'avancement final de la réaction est :

A) \( x_{f}=12,6 \, mmol \) B) \( x_{f}=6,32 \, mmol \) C) \( x_{f}=4,3 \, mmol \) D) \( x_{f}=3 \, mmol \) E) \( x_{f}=1,5 \, mmol \)

Question 45

La valeur de la masse m est :

A) \( m=30 \, g \) B) \( m=3 \, g \) C) \( m=0,3 \, g \) D) \( m=3 \, mg \) E) \( m=30 \, mg \)

Question 46

La valeur du volume de dioxyde de carbone formé à l'instant \( t=t_{1/2} \) est :

A) \( v(CO_2)=151 \, mL \) B) \( v(CO_2)=72 \, mL \) C) \( v(CO_2)=51,6 \, mL \) D) \( v(CO_2)=18 \, mL \) E) \( v(CO_2)=36 \, mL \)

Acide acetylsalicylique

On dissout un comprimé d'aspirine \( (C_{9}H_{8}O_{4}) \) dans le volume \( V=100 \, mL \) d'eau pure pour obtenir une solution aqueuse (S). La conductivité de la solution (S) vaut \( \sigma=109 \, mS.m^{-1} \).
La transformation chimique qui se produit est modélisée par l'équation:
\[ C_{9}H_{8}O_{4(aq)}+H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons C_{9}H_{7}O_{4(aq)}^{-}+H_{3}O_{(aq)}^{+} \]
Données: \( \lambda_{H_{3}O^{+}}=35,0.10^{-3} \, S.m^{2}.mol^{-1} \) | \( \lambda_{C_{9}H_{7}O_{4}^{-}}=3,6.10^{-3} \, S.m^{2}.mol^{-1} \) | \( M(C_{9}H_{8}O_{4})=180 \, g.mol^{-1} \)
\( Ke=10^{-14} \) ; \( \log(2,82)=0,45 \) ; \(2,82×38,6=109\) ; \(9×27,8=250\)

Question 47

La valeur de la concentration molaire effective en ions oxonium dans la solution (S) est :

A) \( [H_{3}O^{+}_{(aq)}]=2,82.10^{-3} \, mol.L^{-1} \) B) \( [H_{3}O^{+}_{(aq)}]=1,41.10^{-3} \, mol.L^{-1} \) C) \( [H_{3}O^{+}_{(aq)}]=3,86.10^{-2} \, mol.L^{-1} \) D) \( [H_{3}O^{+}_{(aq)}]=1,93.10^{-2} \, mol.L^{-1} \) E) \( [H_{3}O^{+}_{(aq)}]=1,09.10^{-4} \, mol.L^{-1} \)

Question 48

La valeur du pH de la solution (S) est :

A) \( pH=2,10 \) B) \( pH=2,41 \) C) \( pH=2,55 \) D) \( pH=3,21 \) E) \( pH=3,96 \)

Question 49

On titre le volume \( V_A=50 \, mL \) de la solution (S) par une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium de concentration \( C_B=5,0.10^{-2} \, mol.L^{-1} \). Le volume versé à l'équivalence est \( V_{BE}=27,8 \, mL \).
La valeur de la masse d'aspirine contenue dans le comprimé étudié est :

A) \( m=0,5 \, mg \) B) \( m=125 \, mg \) C) \( m=1000 \, mg \) D) \( m=250 \, mg \) E) \( m=500 \, mg \)

Question 50

La constante d'équilibre associée à l'équation de la réaction du dosage est \( K=3,2.10^{10} \).
La valeur de la constante d'acidité \( K_A \) du couple acide/base associé à l'acide acétylsalicylique est :

A) \( K_A=2,0.10^{-5} \) B) \( K_A=6,3.10^{-5} \) C) \( K_A=3,2.10^{-4} \) D) \( K_A=6,3.10^{-6} \) E) \( K_A=4,0.10^{-7} \)

Acide monochloroethanoïque

On considère une solution aqueuse (S), d'acide monochloroéthanoïque de formule \( ClCH_{2}COOH \), de volume \( V \), de concentration molaire \( C=10^{-2} \, mol.L^{-1} \) et de \( pH=2,43 \).

Données : \( 10^{0,57}=3,7 \) ; \( 10^{-0,43}=0,37 \) ; \( 10^{0,43}=2,7 \)

Question 51

La valeur du taux d'avancement final de la réaction est :

A) \( \tau=0,27 \) B) \( \tau=0,37 \) C) \( \tau=0,42 \) D) \( \tau=0,47 \) E) \( \tau=0,52 \)

Question 52

Les concentrations molaires des espèces \( ClCH_{2}COOH_{(aq)} \) et \( ClCH_{2}COO^{-}_{(aq)} \) dans la solution (S) vérifient l'égalité :

A) \( [ClCH_{2}COOH_{(aq)}]=5.[ClCH_{2}COO^{-}_{(aq)}] \) B) \( [ClCH_{2}COOH_{(aq)}]=2,5.[ClCH_{2}COO^{-}_{(aq)}] \) C) \( [ClCH_{2}COOH_{(aq)}]=1,7.[ClCH_{2}COO^{-}_{(aq)}] \) D) \( [ClCH_{2}COOH_{(aq)}]=10.[ClCH_{2}COO^{-}_{(aq)}] \) E) \( [ClCH_{2}COOH_{(aq)}]=12,5.[ClCH_{2}COO^{-}_{(aq)}] \)

Système chimique en état d'équilibre

On introduit initialement dans un bécher une solution aqueuse d'acide méthanoïque \( HCO_{2}H_{(aq)} \) et une solution aqueuse d'éthanoate de sodium \( Na_{(aq)}^{+} + CH_{3}CO_{2(aq)}^{-} \). Les deux solutions ont même volume V et même concentration molaire C.
La transformation chimique qui se produit est modélisée par l'équation :
\[ HCO_{2}H_{(aq)} + CH_{3}CO_{2(aq)}^{-} \rightleftharpoons HCO_{2(aq)}^{-} + CH_{3}CO_{2}H_{(aq)} \] de constante d'équilibre \( K=10 \).

Données : \( K_{A1}(CH_{3}CO_{2}H/CH_{3}CO_{2}^{-})=1,8.10^{-5} \) ; \( \sqrt{10} \approx 3,16 \) ; \(76×416=3,16.10^{4}\)

Question 53

L'expression du taux d'avancement final à l'état d'équilibre du système est :

A) \( \tau=\frac{1+\sqrt{K}}{\sqrt{K}} \) B) \( \tau=\frac{\sqrt{K}}{1+\sqrt{K}} \) C) \( \tau=\frac{\sqrt{K}}{1-\sqrt{K}} \) D) \( \tau=\frac{1-\sqrt{K}}{\sqrt{K}} \) E) \( \tau=\frac{1-\sqrt{K}}{1+\sqrt{K}} \)

Question 54

La valeur du taux d'avancement final de la réaction est :

A) \( \tau=0,45 \) B) \( \tau=0,60 \) C) \( \tau=0,55 \) D) \( \tau=0,76 \) E) \( \tau=0,20 \)

Question 55

La valeur de la constante d'acidité du couple \( (HCO_{2}H/HCO_{2}^{-}) \) est :

A) \( K_{A2}=4,5.10^{-5} \) B) \( K_{A2}=6,8.10^{-5} \) C) \( K_{A2}=7,2.10^{-5} \) D) \( K_{A2}=1,8.10^{-4} \) E) \( K_{A2}=2,9.10^{-4} \)

Produit pharmaceutique

Certains produits pharmaceutiques sont fabriqués à partir de l'éthanamine, de formule \( C_{2}H_{5}NH_{2} \) qui est une base selon Brönsted. On prépare une solution aqueuse \( (S_{B}) \) d'éthanamine de concentration molaire \( C_{B}=2,0.10^{-2} \, mol.L^{-1} \) et de \( pH=11,5 \).

Données : \( pKe=14 \) ; \( 10^{-0,5} \approx 0,316 \) ; \( 10^{0,5} \approx 3,16 \) ; \( 16^2 = 256 \) ; \(128 ÷ 6 = 21 \)

Question 56

La transformation chimique qui a eu lieu lors de la préparation de la solution \( (S_{B}) \) est modélisée par l'équation :

A) \( C_{2}H_{5}NH_{2(aq)} + H_{3}O^{+}_{(aq)} \rightleftharpoons C_{2}H_{5}NH^{-}_{(aq)} + H_{3}O^{+}_{(aq)} \) B) \( C_{2}H_{5}NH_{2(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons C_{2}H_{5}NH_{3(aq)}^{+} + HO^{-}_{(aq)} \) C) \( C_{2}H_{5}NH_{3(aq)}^{+} + H_{3}O^{+}_{(aq)} \rightleftharpoons C_{2}H_{5}NH_{3(aq)}^{+} + H_{2}O_{(l)} \) D) \( C_{2}H_{5}NH_{2(aq)} + H_{2}O_{(l)} \rightleftharpoons C_{2}H_{5}NH^{-}_{(aq)} + HO^{-}_{(aq)} \) E) \( C_{2}H_{5}NH_{2(aq)} + HO^{-}_{(aq)} \rightleftharpoons C_{2}H_{5}NH^{-}_{(aq)} + H_{2}O_{(l)} \)

Question 57

L'expression du taux d'avancement final de la réaction est :

A) \( \tau = \frac{10^{-pH}}{C_{B}} \) B) \( \tau = \frac{10^{pH-pKe}}{C_{B}} \) C) \( \tau = \frac{10^{pKe-pH}}{C_{B}} \) D) \( \tau = \frac{10^{-pH}}{C_{B} \cdot pKe} \) E) \( \tau = \frac{pH}{C_{B} \cdot pKe} \)

Question 58

La valeur du taux d'avancement final de la réaction est :

A) \( \tau = 0,08 \) B) \( \tau = 0,10 \) C) \( \tau = 0,16 \) D) \( \tau = 0,30 \) E) \( \tau = 0,45 \)

Question 59

La valeur du quotient de réaction \( Q_{r,eq} \) à l'état d'équilibre du système est :

A) \( Q_{r,eq} = 6.10^{-4} \) B) \( Q_{r,eq} = 8.10^{-4} \) C) \( Q_{r,eq} = 3.10^{-4} \) D) \( Q_{r,eq} = 5.10^{-5} \) E) \( Q_{r,eq} = 8.10^{-5} \)

Question 60

La valeur de la constante d'acidité du couple \( (C_{2}H_{5}NH_{3(aq)}^{+} / C_{2}H_{5}NH_{2(aq)}) \) est :

A) \( K_A = 2,67.10^{-10} \) B) \( K_A = 3,25.10^{-11} \) C) \( K_A = 3,25.10^{-10} \) D) \( K_A = 5,85.10^{-11} \) E) \( K_A = 1,67.10^{-11} \)