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OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 1 Nom : Grou

OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 1 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. CHIMIE ÉVALUATION DES CONCEPTS CHAPITRE 8 1. Le méthanol (CH3OH), aussi connu sous le nom d’alcool méthylique, est un liquide inflammable aux conditions ambiantes de température et de pression. On l’utilise comme carburant, comme antigel dans les systèmes de refroidissement, ou encore comme solvant dans certaines méthodes d’analyse de laboratoire. Il sert aussi de matière première pour la fabrication de nombreux produits. La synthèse du méthanol gazeux s’effectue en plusieurs étapes, dont voici la dernière : a) Afin d’étudier le comportement du méthanol, on place 0,050 mol de monoxyde de carbone (CO) et une certaine quantité de dihydrogène dans un ballon de 1 L, à une température de 25 °C. À l’équilibre, on note la présence de 0,020 mol de méthanol. Quelle est la concentration molaire du dihydrogène à l’équilibre ? OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 2 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. b) Même si la dernière étape de la synthèse du méthanol possède une constante d’équilibre de valeur élevée, sa progression est lente. Pour augmenter son rendement, on utilise des catalyseurs, habituellement composés d’un mélange de cuivre, d’oxyde de zinc et d’alumine, à une température de 250 °C et à une pression de 50 atm à 100 atm. Quel est l’effet des modifications qui suivent sur la valeur de la constante d’équilibre ? Expliquez chacune de vos réponses. • L’ajout d’un catalyseur. • L’augmentation de la température. • L’augmentation de la pression. 2. Noémie ajoute quelques gouttes d’un indicateur de pH à 100 ml d’une solution à 0,02 mol/L d’acide chloreux (HClO2) et à 10 ml d’une solution à 0,2 mol/L d’acide nitreux (HNO2). Elle observe que la couleur obtenue est la même dans les deux cas. Ces résultats sont-ils plausibles ? Expliquez votre réponse. OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 3 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. 3. Vous trouvez une solution d’acide fluorhydrique (HF) dans une armoire. Afin de déterminer sa concentration, vous mesurez le pH de la solution : il est de 2,6. Quelle est la concentration initiale de l’acide en solution ? (La constante d’acidité de l’acide fluorhydrique est de 6,6 104.) OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 4 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. 4. À température élevée, comme celle observée dans les moteurs des véhicules routiers, le diazote réagit avec le dioxygène pour former du monoxyde d’azote, un précurseur de la formation du smog. Cette réaction peut atteindre l’équilibre selon l’équation suivante : Afin d’étudier cette réaction, une équipe de chercheurs l’a effectuée dans un système scellé de 5,0 L. À l’équilibre, ils ont noté la présence de 0,21 mol de diazote, 0,039 mol de dioxygène et 0,070 g de monoxyde d’azote. a) Quelle est la constante d’équilibre de la réaction ? b) Peut-on dire que les produits sont fortement favorisés dans ces conditions ? Expliquez votre réponse. OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 5 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. 5. Les figures suivantes illustrent le comportement de deux bases lorsqu’elles sont en solution aqueuse. Lequel des deux béchers contient la base la plus forte ? Expliquez votre réponse. 6. La douleur due à une piqûre d’abeille ou à une morsure de fourmi peut être causée par l’acide formique (HCOOH), un acide employé comme moyen de défense par certains insectes. Cet acide faible, dont l’odeur est pénétrante et semblable à celle de l’acide acétique, tire son nom du mot latin formica, qui signifie « fourmi ». On l’emploie notamment pour le traitement du cuir et comme insecticide. Un technicien prépare 500 ml de solution en mélangeant 34,5 g d’acide formique avec de l’eau. Quel est le pH de cette solution ? OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 6 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 7 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. 7. L’éthanol (C2H5OH) est un alcool que renferment la plupart des boissons alcooliques. Il peut être produit par la fermentation d’hydrates de carbone (sucre ou amidon) contenus naturellement dans les fruits et les produits céréaliers, sous l’effet d’une enzyme, la zymase, présente chez des micro-organismes tels que les levures. L’éthanol peut aussi être fabriqué industriellement avec de l’acétate d’éthyle (CH3COOC2H5), selon la réaction suivante : Afin d’étudier cette réaction, des chercheurs placent 0,66 mol d’acétate d’éthyle et 27,8 mol d’eau dans une enceinte réactionnelle de 500 ml, à 100 °C. À l’équilibre, ils notent la présence de 6,0 102 mol d’acétate d’éthyle. a) Quelle est la constante d’équilibre de la réaction à 100 °C ? b) Cette réaction favorise-t-elle la formation de l’éthanol ? Expliquez votre réponse. OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 8 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. 8. L’étiquette d’une boisson énergétique indique qu’elle contient environ 80 mg de caféine (C8H10N4O2) par portion de 250 ml. Si la caféine est une base faible ayant une constante de basicité de 2,5 104, quel est le pH de la boisson ? (On considère que seule la caféine contribue au pH de la boisson.) OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 9 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. 9. Au cours d’une recherche expérimentale, Lucas doit comparer qualitativement la force de deux acides à des concentrations différentes. Pour ce faire, il ajoute 10 gouttes d’indicateur universel à 100 ml de chacun des acides. Il note alors les observations contenues dans le tableau suivant. Acide Concentration (en mol/L) Couleur de l’indicateur Acide X 3 104 Orange Acide Y 4 103 Orange Lucas analyse ses résultats en consultant une charte de couleurs de l’indicateur universel, résumée dans le tableau qui suit. pH Couleur de l’indicateur universel 2 Rouge 3 Rouge 4 Orange 5 Jaune pâle 6 Jaune 7 Vert 8 Vert pomme 9 Vert forêt 10 Turquoise 11 Bleu 12 Violet Lequel des acides analysés est le plus fort ? Expliquez votre réponse. OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 10 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. 10. Du 19e siècle à la seconde moitié du 20e siècle, le charbon (C(s)) était utilisé comme combustible pour alimenter les systèmes de chauffage, les trains et les machines à vapeur. On l’utilisait comme tel ou on s’en servait pour produire des gaz combustibles en le faisant réagir avec de l’eau selon l’équation suivante : En étudiant cette réaction, une ingénieure a noté les pressions suivantes dans les réacteurs d’une usine : Réacteur Pression de H2O(g) (en kPa) Pression de CO(g) (en kPa) Pression de H2(g) (en kPa) 1 0,37 1,3 4,4 2 0,41 4,8 2,7 3 0,82 5,2 3,2 Indiquez si l’équilibre est atteint dans chacun des réacteurs. S’il n’est pas atteint, précisez dans quel sens la réaction évolue, soit vers les réactifs, soit vers les produits. OPTIONscience – Chimie CW-11120 Chapitre 8 ÉVALUATION DES CONCEPTS 11 Nom : Groupe : Date : © ERPI Reproduction et modifications autorisées uniquement dans les classes où la collection OPTIONscience – Chimie est utilisée. 11. Le sang est un exemple de solution tampon. Les substances qu’il contient peuvent neutraliser un léger surplus d’acide ou de base, ce qui maintient son pH à peu près constant, soit entre 7,35 et 7,45. Cet équilibre est important au bon fonctionnement de l’organisme : une variation du pH sanguin en dehors de cet écart peut entraîner la mort. Voici l’équation qui permet de réguler le pH sanguin : a) Quels sont l’acide et la base conjuguée de cette réaction, selon la théorie de Brønsted- Lowry ? b) Quels sont la base et l’acide conjugué de cette réaction, selon la théorie de Brønsted-Lowry ? c) Quelles sont les substances de cette réaction qui ont la possibilité d’être amphotères ? Expliquez votre réponse en indiquant tous les rôles que ces substances peuvent jouer et en précisant quel est l’acide conjugué uploads/Science et Technologie/ chi5062-eval-ch8.pdf