Chimie, concours école de santé des armées ESA 2021.

Exercice 6. (4 points)
On souhaite acheter un litre d'acide sulfurique fumant. l'étiquette indique : M = 98 g / mol ; densité d = 1,84. Cette solution contient 95 % en masse d'acide sulfurique H₂SO₄.
QCM 8. (1,5 points).
Indiquer la (les) proposition(s) exacte(s).
Aide : 175 / 98 = 1,78 ; 98 / 175 = 0,56 ; 184 / 98 = 1,87 ; 98 /184 = 0,53.
A. La masse volumique de cette solution vaut 1,84 et ne possède pas d'unité.
1,84 g cm^-3.
B. Pour calculer la densité de cette solution on a besoin de connaître la masse volumique de l'air.
Densité d'un gaz par rapport à l'air = masse d'un volume V du gaz / masse du même volume dair , les volumes étant mesurés dans les mêmes condition de température et de pression.
C. On peut dire que 1 L de cette solution pèse 1,84 10³ g. Vrai.
La masse de 1 L de cette solution est 1,84 kg.
D. Dans 1 L de solution, on trouve 1,84 kg d'acide sulfurique.
1,84 x0,95 ~1,75 kg.
E. La concentration en acide sulfurique de cette solution est de 18,7 mol / L.
1,84 10³ x0,95 / 98 = 1,75 10³ /98 =175 / 98 x10 ~ 17,8 mol / L.

Le pH a été calculé en prenant comme référence une solution à 49 g / L d'acide sulfurique ( solution A). Le taux d'avancement de la réaction acide base qui se déroule dans la solution A vaut 1.
On peut en déduire que :
Aide : log 2 =0,301 ; ln 2 =0,693 ; log 3 = 0,477 ; ln 3 = 1,098.

QCM 9. (0,5 point).
La concentration de la solution A vaut :
A. 0,05 mol / L.
49 / 98 = 0,5 mol / L.
B. 0,5 mol / L. Vrai.
C. 5 10^-3 mol / L.
D. 0,2 mol / L
E. Les items ci-dessus sont tous faux.

QCM 10. (1 point).
Indiquer la ( les) proposition(s) juste(s) parmi les items suivants :
A. L'acide sulfurique est un acide fort. Vrai.
Le taux d'avancement est égal à 1.
B. Pour cette solution A, l'équation chimique est : H₂SO₄ +H₂O --> HSO₄^- +HO^-.
C. Pour cette solution A, l'équation chimique est : HSO₄^- +H₃O⁺ --> H₂SO₄ +HO^-.
H₂SO₄ +H₂O --> HSO₄^- +H₃O⁺ .
D. L'espèce HSO₄^- joue le rôle de base. Vrai.
HSO₄^- est amphotère ; elle peut jouer le rôle de base ou le rôle d'acide.
E. Les items ci-dessus sont tous faux.

QCM 11. (1 point).
Le pH de cette solution A vaut :
A. 0,3. Vrai.
[H₃O⁺ ] = c ; pH = - log ( c) = -log (0,5) = 0,3
B. -0,3.
C. 3.
D. 3,3
E. Les items ci-dessus sont tous faux.

Exercice 7. (4 points )
QCM 12.
Soient les échantillons suivants :
Echantillon 1 : 10 g de dichlore Cl₂.
Echantillon 2 : 0,1 mol de dichlore.
Echantillon 3 : 10 g de chlorure de sodium ( NaCl).
Echantillon 4 : 0,1 mol de chlorure de sodium.
A. L'échantillon 1 compore une masse de chlore ( Cl ) plus importante que l'échantillon 3. Vrai.
Echantillon 3 : 10 x 35,5 / (23 +35,5) ~6 g de chlore.
B. L'échantillon 2 compore une masse de chlore ( Cl ) plus importante que l'échantillon 3. Vrai.
Echantillon 2 : 0,1 x(2 x35,5) ~7,1 g.
C. L'échantillon 2 compore une masse de chlore ( Cl ) 2 fois plus importante que l'échantillon 4. Vrai.
Echantillon 4 : 0,1 x35,5 =3,55 g.
D. L'échantillon 4 compore une masse de chlore ( Cl ) moins importante que l'échantillon 1. Vrai.
E. Les items ci-dessus sont tous faux.

Exercice 8. ( 4 points ).
L'hydrolyse d'un composé à 50° donne les résultats suivants :

t (heure)	0	4	8	12	16	24
C (mol / L)	0,10	0,09	0,08	0,07	0,06	0,04
( [A]₀-[A]_t ) / t= k	XXX	0,0025	0,0025	0,0025	0,0025	0,0025
ln( [A]₀/ [A]_t / t = k	XXX	0,0263	0,0279	0,0297	0,0320	0,0382

La loi de vitesse peut être soit d'ordre 0, soit d'ordre 1.
Si elle est d'ordre 0, elle se modélise par A --> B ; v = k et [A]_t = [A]₀-kt.
[A]₀ : concentration initiale et k la constante de vitesse.
Si elle est d'ordre 1, elle se modélise par A --> B+C ; v = k [A]_t = [A]₀e^-kt ; ln[A]_t =ln [A]₀ -kt.
1. Définir le temps de demi-réaction et donner sa valeur.
Le temps de demi réaction est la durée au bout de laquelle l'avancement est égal à la moitié de l'avancement final.
t_½ ~20 heures.
2. Pour chacune des deux hypothèses, exprimer le temps de demi-réaction en fonction de [A₀] et/ou k.
Ordre 0 : [A]_t½ = 0,5[A]₀ = [A]₀-k t_½.
t_½=0,5[A]₀ / k.
Ordre 1 : ln( 0,5[A]₀ )=ln [A]₀ -k t_½ ; k t_½ = ln(2) ; t_½ = ln(2) / k.
3. Pour chacune des deux hypothèses, préciser l'unité de la constante de vitesse.
Ordre 0 : [A]_t = [A]₀-kt. k s'exprime en mol L^-1 h^-1.
Ordre 1 :ln[A]_t =ln [A]₀ -kt. k s'exprime en h^-1.
4. A partir des résultats de l'énoncé, déterminer quel est l'ordre de la réaction ; en déduire k.
Réaction d'ordre 0 : [A]_t = [A]₀-kt est une droite de coefficient directeur égal à -k.
k = 0,05 / 20 =2,5 10^-3 mol L^-1 h^-1.
5. Au bout de combien de temps, ce produit est-il hydrolysé ?
[A]₀-kt = 0 ; t = [A]₀ / k =0,1 / (2,5 10^-3) =40 heures.