QCM Structure de
la matière. Concours CPR 2014
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Ordre d'une réaction chimique.
On
considère la réaction de saponification de l'acétate d'éthyle par
l'hydroxyde de sodium. Les concentrations initiales des deux réactifs
sont égales à C0 = 1,00 10-2 mol/L.
Sachant que la réaction a un ordre et qu'elle n'a lieu que dans un
sens, on notera k la constante de vitesse, a et b les ordres partiels
respectivement par rapport à l'ester et à l'ion hydroxyde et C la
concentration de l'ester.
27. La vitesse de disparition de l'ester en fonction des concentration des réactifs est :
v = -d[ester] / dt = k [ester]a [hydroxyde]b.
v = k Ca Cb = k Ca+b.
Réponse D.
28. On suppose que l'ordre globale est égal à 2. La loi de vitesse est :
-dC/dt = k C2 ; -dC / C2 = kdt ; intégrer : 1/C = kt + constante.
A t=0 : 1/C0 = constante ; 1/C-1/C0 = kt . Réponse B.
29. Le temps de demi-réaction t½ est :
A t = t½, C = 0,5 C0 ; 2 / C0-1/C0 = kt½ ; t½ = 1/(kC0).
Réponse A.
Mélanges d'acides faibles.
Un volume V = 200,0 mL d'une solution S a été préparée en disolvant dans l'eau distillée des quantités n=2,00 10-2 mol d'acide formique et n d'acide acétique.
pKa2 ( CH3CO2H / CH3CO2-) = 4,8 ; pKa1 ( HCO2H / HCO2-) = 3,75.
30. Le pH de la solution est :
Concentration en soluté apporté : C =2,00 10-2 / 0,200 =0,100 mol/L.
On note x la concentration de l'ion éthanoate à l'équilibre :
Ka2 = x2 /(c-x) ; (0,1-x)10-4,8 = x2.
x2+1,6 10-5x-1,6 10-6=0
Résoudre x =1,257 10-3 mol/L.
On note y la concentration de l'ion méthanoate à l'équilibre :
Ka1 = y2 /(c-y) ; (0,1-y)10-3,75 = y2.
y2+1,78 10-4y-1,78 10-5=0
Résoudre y =4,13 10-3 mol/L.
x+y =5,4 10-3 mol/L ; pH = -log(5,4 10-3) ~2,3.
Réponse B.
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Préparation d'un tampon.
On dispose d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration molaire c1 = 0,1 mol/L, d'une solution d'acétate de sodium de concentration molaire c2 = 0,2 mol/L. On désire préparer un volume V = 1 L d'une solution tampon à pH = 5.
31. Les volumes V1 d'acide chlorhydrique et V2 d'acétate de sodium sont :
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avancement volumique
mol/L
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HCl
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+CH3COO- Na+
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---> CH3COOH
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+Na++Cl-
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initial
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0
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0,1
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0,2
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0
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0
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final
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Réponse D. ( 3 ; 4 ; 1 )
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Règles de Slater.
Un électron i, de nombre quantique n et l, possède 'énergie Ei(n,l) = -13,6 Zi*2 / n*2 ( en eV) avec Z* =Z-si charge nucléaire éffective et n* nombre quantique apparent, si constante d'écran exercée par les autres électrons.
n = n* si n est inférieur ou égal à 3.
L'effet d'écran d'un électron 1s vis à vis d'un électron 1s est s1 = 0,30 et vis à vis d'un électron 2s s2 = 0,85.
25. La valeur de l'énergie E de l'atome de lithium 3Li est :
Configuration électronique de l'atome de lithium 1 s2 2s1.
Charge effective de l'électron 2s : Z* = 3-2*0,85 = 1,3.
Energie de cet électron : E1 = -13,6 *1,32 / 22 = -5,75 eV.
Charge effective de l'électron 1s : Z* = 3-0,30) = 2,7.
Energie de cet électron : E2 = -13,6 *2,72 / 12 = -99,1 eV.
Eénergie de l'atome de lithium E = E1+2E2 = -5,75 +2*(-99,1) = -204 eV.
Réponse B.
26. La valeur de l'énergie d'ionisation de l'atome de lithium est :
-E1 = 5,75 eV.
Réponse A.
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