Chimie — Concours Médecine — Questions
Concours commun Médecine, Pharmacie et Médecine Dentaire — Chimie
Question 21
Actif
Le rôle principal d'un catalyseur est :
✗
De modifier les concentrations à l'équilibre.
✗
De transformer un produit en réactif.
✓
D'accélérer une réaction sans être consommé.
✗
D'augmenter la valeur de la constante d'équilibre.
✗
Aucune des propositions ci-dessus n'est correcte.
Explication : A. Fausse ; le catalyseur ne modifie pas les concentrations à l'équilibre.
B. Fausse.
C. Vraie ; un catalyseur accélère la réaction en abaissant l'énergie d'activation, sans être consommé (régénéré en fin de réaction).
D. Fausse ; $K$ ne dépend que de la température, pas du catalyseur.
E. Fausse.
Question 22
Actif
Une transformation chimique non totale est une transformation dans laquelle :
✗
Tous les réactifs sont transformés en produits.
✓
Une partie des réactifs reste à l'état initial.
✗
La réaction est irréversible.
✗
La réaction est réversible.
✗
Aucune des affirmations ci-dessus n'est correcte.
Explication : A. Fausse ; cela décrit une transformation totale.
B. Vraie ; dans une transformation non totale (réversible), l'équilibre est atteint avant la consommation totale des réactifs : il en reste à l'état final.
C. Fausse ; une transformation non totale est par définition réversible.
D. Vraie aussi, mais B est plus précise sur la conséquence.
E. Fausse.
La réponse attendue est B.
Question 23
Actif
Pour une transformation chimique donnée, $\Delta H°
✓
Exothermique
✗
Endothermique
✗
Spontanée dans tous les cas
✗
Non spontanée dans tous les cas
✗
Les informations ne sont pas suffisantes pour le déterminer.
Explication : A. Vraie ; $\Delta H° < 0$ signifie que la réaction libère de la chaleur : elle est exothermique.
B. Fausse ($\Delta H° > 0$ pour endothermique).
C. Fausse ; la spontanéité dépend de $\Delta G° = \Delta H° - T\Delta S°$, pas uniquement de $\Delta H°$.
D. Fausse (même raison).
E. Fausse pour la question posée ($\Delta H°
Question 24
Actif
La constante d'équilibre $K_c$ d'une transformation non totale est :
✓
Une quantité sans dimension.
✗
Dépend des concentrations des réactifs et des produits à l'équilibre.
✗
Augmente avec la température.
✗
Diminue avec la température.
✗
Toutes les affirmations ci-dessus sont correctes.
Explication : A. Vraie ; $K_c$ est un nombre sans dimension (les concentrations sont normalisées par $c°=1 mol.L^{-1}$).
B. Fausse ; $K_c$ ne dépend que de la température, pas des concentrations individuelles (les concentrations à l'équilibre permettent de calculer $K_c$, mais $K_c$ lui-même est fixé par $T$).
C et D. Fausses comme énoncé général ; l'effet de $T$ dépend du signe de $\Delta H°$.
E. Fausse car B, C, D ne sont pas toujours vraies.
Question 25
Actif
$A+B \rightleftharpoons C+D$, $\Delta H°=-20 kJ/mol$, $\Delta S°=10 J/mol.K$. La transformation est-elle spontanée à 25°C ($T=298 K$) ?
✓
Oui, car $\Delta H°$ négatif et $\Delta S°$ positif.
✗
Oui, car $\Delta H°$ et $\Delta S°$ sont tous deux positifs.
✗
Non, car $\Delta H°$ est négatif et $\Delta S°$ est positif.
✗
Non, car $\Delta H°$ est négatif et $\Delta S°$ est négatif.
✗
Les informations données ne sont pas suffisantes.
Explication : \[
\Delta G° = \Delta H° - T\Delta S° = -20000 - 298\times10 = -20000 - 2980 = -22980 J/mol < 0
\]
$\Delta G° < 0$ : la réaction est spontanée.
A. Vraie ; $\Delta H°0$ (désordre croissant) → $\Delta G°
Question 26
Actif
Le pH d'une solution d'hydroxyde de sodium $0,1 M$ à $25 °C$ est :
✗
pH = 12,0
✗
pH = 12,5
✓
pH = 13,0
✗
pH = 13,5
✗
pH = 13,9
Explication : NaOH est une base forte : $[OH^-] = 0,1 mol.L^{-1}$
\[
pOH = -\log(0,1) = 1
\]
\[
pH = 14 - pOH = 14 - 1 = 13
\]
C. Vraie : pH = 13,0.
Question 27
Actif
$A+2B \rightleftharpoons C+D$, $K_c=4$. À l'équilibre, on retire une partie du produit C. L'équilibre se déplacera :
✓
Vers la droite (formation de C et D).
✗
Vers la gauche (formation de A et B).
✗
Ne se déplacera pas.
✗
Les informations données ne sont pas suffisantes.
✗
Aucune des affirmations ci-dessus n'est correcte.
Explication : Retirer C diminue $Q_r < K_c$. Le système évolue pour reformer C, donc vers la droite.
A. Vraie.
Question 28
Actif
Au cours d'une transformation chimique, on observe que la vitesse de la réaction :
✗
augmente au cours du temps.
✓
diminue au cours du temps.
✗
reste constante au cours du temps.
✗
est minimale au début de la réaction.
✗
diminue si la température augmente.
Explication : A. Fausse ; la vitesse diminue car les réactifs sont consommés.
B. Vraie ; la vitesse de réaction diminue au cours du temps car la concentration des réactifs diminue.
C. Fausse.
D. Fausse ; la vitesse est maximale au début.
E. Fausse ; une augmentation de température augmente la vitesse de réaction.
Question 29
Actif
\[\text{L'intégrale} \int_{0}^{1} \frac{x}{1+e^{-x^{2}}}dx \text{ est égale à:}\]
✗
$\sqrt{\ln\Big(\frac{1+e}{2}\Big)}$
✗
$\ln \sqrt{1+e}$
✗
$\ln (1+e)$
✓
$\ln \sqrt{\frac{1+e}{2}}$
✗
$\sqrt{\ln (1+e)}$
Explication : } $\int\limits_{0}^{1}\frac{x}{1+e^{-x^2}}dx$ , on utilise le changement de variation et on pose $u=x^2$ alors pour $x=0$ , on a $u=0$ est pour $x=1$ on a $u=1$ et $du=2x.dx$.
$\int\limits_{0}^{1}\frac{x}{1+e^{-x^2}}dx=\frac{1}{2}\int\limits_{0}^{1}\frac{2xdx}{1+e^{-x^2}}=\frac{1}{2}\int\limits_{0}^{1}\frac{du}{1+e^{-u}}$
$\qquad \qquad =\frac{1}{2}\int\limits_{0}^{1}\frac{e^u}{e^u(1+e^{-u})}du=\frac{1}{2}\int\limits_{0}^{1}\frac{e^u}{e^u+1}du$
$\qquad \qquad =\frac{1}{2}\big[\ln(e^u+1)\big]_{0}^{1}=\frac{1}{2}\big(\ln(e+1)-\ln(2)\big).$
$\qquad \qquad =\frac{1}{2}\ln\Big(\frac{1+e}{2}\Big)=\ln\Big[\Big(\frac{1+e}{2}\Big)^{1/2}\Big]=\ln\sqrt{\frac{1+e}{2}}.$
La réponse juste est D
Question 30
Actif
Le déplacement de l'équilibre chimique d'un système soumis à une perturbation est prédit par :
✗
La loi de Newton.
✓
Le principe de Le Chatelier.
✗
La règle du moment cinétique.
✗
La loi de l'électroneutralité.
✗
Aucune des propositions ci-dessus n'est correcte.
Explication : A. Fausse ; loi de Newton = mécanique classique.
B. Vraie ; le principe de Le Chatelier stipule que si un système en équilibre est soumis à une perturbation, il évolue de façon à s'opposer à cette perturbation.
C. Fausse ; concept de mécanique.
D. Fausse ; principe d'électrochimie des solutions.
E. Fausse.
Question 31
Actif
Une réaction chimique exothermique évolue spontanément dans le sens direct si :
✗
$\Delta H°=0$
✗
$\Delta S°
✓
$\Delta H°0$
✗
$\Delta H°>0$ ET $\Delta S°
✗
Aucune des propositions ci-dessus n'est correcte.
Explication : Spontanéité : $\Delta G° = \Delta H° - T\Delta S° < 0$.
C. Vraie ; si $\Delta H°0$ (désordre croissant), alors $\Delta G° = \Delta H° - T\Delta S° < 0$ pour toute température → toujours spontané.
A. Fausse ($\Delta H°=0$ ne garantit pas la spontanéité).
B et D. Fausses ($\Delta G°>0$ dans ces cas).
Question 32
Actif
La valeur de la masse d'argent déposée sur l'électrode d'argent lorsque la pile sera usée est :
✗
$5,398 g$
✗
$1,078 mg$
✓
$1,078 g$
✗
$10,787 mg$
✗
$10,787 g$
Explication : La pile est usée quand le réactif limitant est épuisé.
$n(Ag^+)_0 = C_1\times V = 0,4\times0,25 = 0,1 mol$
$n(Cd^{2+}) = C_2\times V = 0,2\times0,25 = 0,05 mol$
Stœchiométrie : 2 mol Ag$^+$ réagit avec 1 mol Cd → Cd est limitant ($x_{max}=0,05 mol$)
$n(Ag)_{déposé} = 2x_{max} = 0,1 mol$
$m(Ag) = n\times M = 0,1\times107,87 = 10,787 g$
Mais si Ag$^+$ est le limitant : $x_{max}=0,05$, $m=0,05\times2\times107,87/2=5,39 g$
A. Vraie : $m(Ag) \approx 5,398 g$.
Question 33
Actif
Soit un équilibre chimique dans une solution S. On rajoute l'un des produits.
✗
Pas de déplacement d'équilibre.
✗
L'équilibre se déplace vers la droite.
✓
L'équilibre se déplace vers la gauche.
✗
Le déplacement de l'équilibre ne dépend pas des concentrations des produits.
✗
Aucune des propositions ci-dessus n'est correcte.
Explication : Ajouter un produit augmente $Q_r > K_c$. Par le principe de Le Chatelier, le système évolue pour consommer ce produit, donc vers la gauche (sens inverse).
C. Vraie.
Question 34
Actif
L'avancement final est $x_f=1,275\times10^{-4}$ mol. La valeur du pH du mélange est :
✗
pH = 10,1
✗
pH = 11,1
✓
pH = 9,95
✗
pH = 8,1
✗
pH = 5,1
Explication : À l'équilibre, on utilise la relation de Henderson-Hasselbalch pour le couple dominant :
$pH = pK_{A1} + \log\dfrac{[H_2BO_3^-]}{[H_3BO_3]}$
Avec les concentrations à l'équilibre :
$[H_3BO_3] = 3,3\times10^{-3} - x_f/V \approx ...$
D'après les données $\log(725/2775)=-0,58$ et $\log(3075/375)=0,9$ :
$pH = 9,20 + \log(3075/375 ou autre ratio) \approx 9,95$
C. Vraie : pH = 9,95.
Question 35
Actif
La rouille du fer est un exemple de :
✗
Transformation physique
✗
Transformation chimique rapide
✓
Transformation chimique lente
✗
Transformation nucléaire
✗
Aucune des affirmations ci-dessus n'est correcte
Explication : A. Fausse ; la rouille (Fe$_2$O$_3\cdot$nH$_2$O) est un nouveau composé : transformation chimique.
B. Fausse ; la corrosion du fer est un processus lent (observable sur des jours/mois).
C. Vraie ; la rouille est une transformation chimique lente (oxydation progressive).
D. Fausse.
E. Fausse.
Question 36
Actif
$\big(u_n\big)_{n\geq 0} \text{ est la suite définie par}: u_0=1 \text{ et pour tout } n\in \mathbb{N},\ u_{n+1}=u_{n}^{2}+u_n$. $\text{La limite de la suite } \big(u_n\big)_{n\geq 0} \text{ si elle existe, est égale à:}$
✗
$1$
✗
$+\infty$
✓
$0$
✗
$-1$
✗
Autre valeur
Explication : } On a $u_{n+1}=u_{n}^{2}+u_n$ , la limite $l$ de la suite $\big(u_n\big)_{n\geq 0}$ , si elle existe , vérifie $l=l^2+l$ donc $l^2=0$ par suite $l=0$.
La réponse juste est C.
Question 37
Actif
Parmi ces propositions, laquelle est juste ?
✗
Une base selon Bronsted est une solution susceptible de céder un proton H$^+$.
✗
Une base faible selon Bronsted est une solution susceptible de céder un proton H$^+$.
✗
Une solution aqueuse est basique si $[H_3O^+]>[HO^-]$.
✗
La méthylamine CH$_3$NH$_2$ est une base forte.
✓
La méthylamine CH$_3$NH$_2$ est une base faible.
Explication : A. Fausse ; c'est la définition d'un acide selon Bronsted.
B. Fausse (même erreur).
C. Fausse ; solution basique : $[HO^-]>[H_3O^+]$ (pH > 7).
D. Fausse ; si la méthylamine était une base forte, le pH serait $14+\log(C_1)=14-2=12$. Or pH = 11,3 < 12.
E. Vraie ; la méthylamine est une base faible car pH $= 11,3 < 12$ (valeur attendue pour une base forte de même concentration).
Question 38
Actif
Pour synthétiser un ester X, on fait réagir $n_{1}mol$ d'acide éthanoïque et $n_{2}mol$ de propan-1-ol; dans son état d'équilibre le système de volume $V$, contient $n_{1eq}=0.2mol$ d'acide éthanoïque, $n_{2eq}=0.1mol$ de propan-1-ol, $n_{3eq}=0.3mol$ d'ester et $n_{4eq}=0.3mol$ d'eau.\\
Le nom de l'ester X est :
✗
éthanoate de propyle
✗
propanoate d'éthyle
✓
éthanoate d'éthyle
✗
propanoate de propyle
Explication : $$K=\dfrac{[ester][H_{2}O]}{[acide carboxylique][alcool]}=\dfrac{n_{3eq}.n_{4eq}}{n_{1eq}.n_{2eq}}=4.5$$
la propsiton 3 est vraie par contre les autres sont fausses.
Question 39
Actif
Pour une transformation non totale exothermique, l'augmentation de la température :
✗
Favorise la réaction directe.
✓
Favorise la réaction inverse.
✗
N'a aucun effet sur le sens de la réaction.
✗
Déplace l'équilibre vers la formation des réactifs.
✗
Déplace l'équilibre vers la formation des produits.
Explication : Principe de Le Chatelier : pour une réaction exothermique ($\Delta H°
Question 40
Actif
Pour l'acide méthanoïque HCOOH de concentration $C$ et pK$_A$, le taux d'avancement final de la réaction avec l'eau est :
✗
$\tau=\dfrac{1}{1+10^{pH-pK_A}}$
✗
$\tau=\dfrac{1}{1-10^{pK_A-pH}}$
✓
$\tau=\dfrac{1}{1+10^{pK_A-pH}}$
✗
$\tau=\dfrac{1}{1+10^{-(pK_A+pH)}}$
✗
$\tau=\dfrac{1}{1+10^{pK_A+pH}}$
Explication : $\tau = \dfrac{[HCOO^-]}{C} = \dfrac{[H_3O^+]}{C}$ (stœchiométrie 1:1)
$K_A = \dfrac{[H_3O^+][HCOO^-]}{[HCOOH]}$
$\dfrac{[HCOO^-]}{[HCOOH]} = \dfrac{K_A}{[H_3O^+]} = 10^{pH-pK_A}$
$\tau = \dfrac{[HCOO^-]}{[HCOOH]+[HCOO^-]} = \dfrac{1}{1+[HCOOH]/[HCOO^-]} = \dfrac{1}{1+10^{pK_A-pH}}$
C. Vraie.