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Niveau école ingénieur
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QCM rapide d'examen

Posté par
Crowsen
11-07-19 à 17:34

Bonjour,

J'ai accès à d'anciennes questions rapides d'examens pour me préparer sans avoir le correctif.

Voici 5 d'entre elles sur lesquels je bloque depuis plusieurs jours, ça m'aiderait beaucoup de comprendre leurs résolutions !

1) Dans la théorie des électrons localisés, les liaisons covalentes au sein de la molécule de dioxyde d'azote :

- se caractérisent par une hybridation en sp de l'atome d'azote
- se caractérisent par une hybridation en sp2 de l'atome d'azote
-se caractérisent par une hybridation en sp3 de l'atome d'azote
- ne peuvent être représentées

2) à 25°, Ka(NH4+) = 5,6*10^-10 et Ka(HCN) = 6,2 * 10^-10.   A cette même température, le pH d'une solution aqueuse de NH4CN 0,1 M :

- est supérieur à 7
- est inférieur à 7
- est (quasiment) égal à 7
- ne peut être calculé avec ces seules données

3) Soit une solution aqueuse contenant différents cations que l'on souhaite faire précipiter. Sachant qu'ils forment des sulfures très peu solubles, on ajoute H2S après avoir préalablement acidifié la solution ( par exemple par ajout d'HCL afin d'amener le pH à 2). cette technique :

- ne permettra jamais de faire précipiter quelque sulfure que ce soit, H2S étant un acide trop faible
-permettra de faire précipiter les sulfures les moins solubles, les sulfures plus solubles pouvant être précipités par la suite grâce à un ajout de base
- permettra de faire précipiter les sulfures les plus solubles , les sulfures moins solubles pouvant être précipités par la suite grâce à un ajout de base
- conduira nécessairement à la précipitation de l'ensemble des sulfures

4) Soit un mélange de deux constituants intervenant dans une réaction chimique qui se déroule à une pression fixée.

-Ces deux constituants peuvent se retrouver sous deux phases différentes thermodynamiquement stables, et ce à différentes températures et pour différents titres molaires (en l'un des constituants) que l'on peut fixer indépendamment les uns des autres

-Ces deux constituants peuvent se retrouver sous deux phases différentes thermodynamiquement stables, et ce à différentes températures, le choix de celle-ci imposant alors un titre molaire (en l'un des constituants) bien déterminé

- Ces deux constituants peuvent se retrouver sous deux phases différentes thermodynamiquement stables, et ce à une seule température et pour une seule valeur du titre molaire (en l'un des constituants)

- Ces deux constituants ne peuvent pas se retrouver sous deux phases différentes thermodynamiquement stables

5)

- SO2et CO2 sont des solides covalents qui forment, lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, une solution basique et CaO et Na2O sont des solides ioniques qui forment, dans ces mêmes conditions, une solution acide

-SO2et CO2sont des solides covalents qui forment, lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, une solution acide et CaO et Na2O sont des solides ioniques qui forment, dans ces mêmes conditions, une solution basique

-SO2et CO2 sont des solides ioniques qui forment, lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, une solution acide et CaO et Na2O sont des solides covalents qui forment, dans ces mêmes conditions, une solution basique.

-SO2et CO2 sont des solides ioniques qui forment, lorsqu'ils sont dissous dans l'eau, une solution basique et CaO et Na2O sont des solides covalents qui forment, dans ces mêmes conditions, une solution acide

Pour cette dernière question, je pense que mon incapacité à y répondre est que je comprends mal ce qu'est un acide/base au sens de Lewis.

Merci d'avance !

Posté par
vanoise
re : QCM rapide d'examen 11-07-19 à 19:37

Bonsoir
Répondre à un QCM sans connaître le programme correspondant et sans connaître le cours et les habitudes de pensée de celui qui l'a posé est extrêmement délicat... Je veux bien te donner quelques pistes de réflexion mais rien de plus.
Pour NO2 : avant de parler d'hybridation, il est souvent plus simple d'imaginer la formule de Lewis correspondante et d'appliquer la méthode VSEPR. De l'angle de liaison prévu par cette méthode, on déduit le plus souvent le type d'hybridation. Malheureusement : rien de simple ici : la méthode de Lewis conduit à un équilibre entre deux formules extrêmes (formes mésomères) qui laisse un électrons célibataire sur un atome O. L'angle de liaison conduit à imaginer une hybridation sp2 :


2) : le pH ne serait pas par hasard la moyenne des pKa ?
3) il faudrait connaître les pKa de H2S. A priori, le pH imposé est très inférieur au domaine de prépondérance de l'ion sulfure qui va se trouver ici tellement ultraminoritaire qu'il ne va pas produire de précipité.
4) un raisonnement sur la variance doit permettre de répondre.
5 : SO2 et CO2 sont deux gaz (molécules covalentes) qui dans l'eau se comportent en diacide. la théorie de  Bronsted suffit.
CaO et Na2O sont deux solides ioniques. Dans l'eau : l'ion O2- est basique.

Posté par
Crowsen
re : QCM rapide d'examen 11-07-19 à 22:57

Merci Vanoise pour m'orienter c'est ce dont j'avais besoin !

Tu saurais valider mes raisonnements ?
J'ai aussi trouvé un correctif avec les réponses sans aucun justificatifs

2) est supérieur à 7

En cherchant sur internet j'ai trouvé cette formule (valable pour les solutions de sels d'acide faible et base faible) : pH = 1/2( pKa1  + pKa2) mais je ne comprends pas les bribes de démonstrations que j'ai pu trouver et ça n'apparait pas dans mon cours, il n'y a pas un autre moyen avec lequel j'aurais pu conclure que c'était une solution basique ?
Peut être en utilisant Ka * Kb = 10^-14 ?

3)  permettra de faire précipiter les sulfures les moins solubles, les sulfures plus solubles pouvant être précipités par la suite grâce à un ajout de base

Je n'arrive pas à comprendre pourquoi, comme tu l'as dit l'ion sulfure va se trouver ultraminoritaire,  
Parce que si on a un acide faible placé dans une solution déjà fortement acide, il ne va quasiment pas se dissocier, et si il ne se dissocie pas alors le souffre n'aura pas la possibilité de former un précipité avec un cation, personnellem ent j'aurais répondu :
"ne permettra jamais de faire précipiter quelque sulfure que ce soit, H2S étant un acide trop faible"

4) Ces deux constituants peuvent se retrouver sous deux phases différentes thermodynamiquement stables, et ce à une seule température et pour une seule valeur du titre molaire (en l'un des constituants)

Variance = variables qui ne dépendent pas de la taille du système - nmbre de relations entre ces paramètres

Variables = 1température + 2 fraction molaires (pour les deux phases) = 3
nmbres de relations = 1 constante d'équilibre de la réaction + 2 constantes d'équilibres entre les phases = 3

la variance est donc nulle, l'expérimentateur ne peut fixer aucun paramètres et de là je peux conclure la réponse ?

5) Je ne comprends pas pourquoi SO2 et CO2 se comportent en diacide dans l'eau ? ce ne sont pas des substances capables de libérer un proton H+ ?

Merci déjà pour ta première réponse

Posté par
vanoise
re : QCM rapide d'examen 11-07-19 à 23:29

Pour 2 : la réaction prédominante est :

NH_{4}^{+}+CN^{-}=NH_{3}+HCN

Les quantités introduites d'ions ammonium et d'ions cyanure étant égales, un simple tableau d'avancement conduit de façon immédiate aux égalités :

\left[NH_{3}\right]=\left[HCN\right]\quad;\quad\left[NH_{4}^{+}\right]=\left[CN^{-}\right]

Les deux expressions des Ka conduisent alors directement à :

K_{a1}\cdot K_{a2}=\left[H_{3}O^{+}\right]^{2}\quad soit\quad pH=\frac{1}{2}\left(pK_{a1}+pK_{a2}\right)

Pour 3 : impossible à mon avis d'être catégorique sans connaître les pKa de H2S et les pKs des divers précipités possibles... (les joies des QCM...)

Pour 4 : une variance nulle signifie que l'équilibre n'existe que pour une valeur particulière de chaque paramètre intensif. N'oublie pas que la variance représente le nombre minimum de paramètres intensifs qu'il faut se fixer pour être capable de calculer tous les autres paramètres intensifs. A variance nulle, aucun choix n'est possible !

Pour 5 :

CO_{2}+2H_{2}O=H_{3}O^{+}+HCO_{3}^{-} idem pour le dioxyde de soufre.

Na_{2}O+2H_{2}O=2Na^{+}+2HO^{-}

CaO+2H_{2}O=Ca^{2+}+2HO^{-}

Posté par
vanoise
re : QCM rapide d'examen 12-07-19 à 08:37

Posté un peu vite hier soir ; je rectifie :

Na_{2}O+H_{2}O=2Na^{+}+2HO^{-} 
 \\ 
 \\ CaO+H_{2}O=Ca^{2+}+2HO^{-}

Posté par
Crowsen
re : QCM rapide d'examen 12-07-19 à 10:36

Merci beaucoup Vanoise tu m'as bien aidé !

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