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 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 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 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) \( K_A = 1,67.10^{-11} \)
