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Choisir
la (les) bonne(s) réponse(s).
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Acide et base
On dispose d'une solution aqueuse S1 d'acide sulfurique de concentration c1=1,00.10-3 mol.L-1, et d'une solution aqueuse S2 d'ammoniac de concentration c2=2,00.10-3 mol.L-1.
On se place à 25 °C pour toutes les expériences et mesures de cet exercice.
Données : On admettra que la réaction entre l'acide sulfurique H2SO4 et l'eau produit seulement des ions oxonium et des ions sulfate SO42-, et que cette réaction est totale.
A 25 "C : pKa ( NH4+aq / NH3 aq) = 9,2 ; pKe = 14,0 .
Aides aux calculs: 1og(2) = 0,30 ; log(5) = 0,70.
Parmi les affrrmations suivantes, laquelle (ou lesquelles) est (ou sont) vraie(s) ?
A) Le pH de la solution S1 est égal à 3,0. Faux.
H2SO4 +2H2O = 2H3O+aq + SO42-.
[H3O+aq] =2 c1=2,00.10-3 mol.L-1 ; pH = - log(2,00.10-3) =3-0,30 = 2,7.
B) Le pH de la solution S2 est égal à 11,3. Faux.
pH ~ ½( pKe+ pKa +log c2) = 0,5(14+9,2 + log(2,00.10-3)) ~ 10,3.
C) Si on mélange des volumes égaux de S1 et de S2, le pH de la solution obtenue sera neutre. Faux.
H3O+aq +NH3 aq =NH4+aq +H2O.
Les réactifs sont en
proportions stoechiométriques, la solution contient un acide faible
l'ion ammonium : le pH sera inférieur à 7.
D) Si on mélange des volumes égaux de S1 et de S2, le pH de la solution obtenue sera égal à 9,2. Faux.
E) La constante d'équilibre de la réaction entre l'ammoniac et les ions oxonium est égale à l'inverse de la
constante d'acidité du couple NH4+aq / NH3 aq. Vrai.
K = [NH4+aq] / ([NH3 aq][H3O+aq]) = 1 /Ka.
F) Aucune des cinq affirmations précédentes n'est vraie.
Ester.
On fait réagir 1,0 mol d'anhydride propanoique avec 2,0 mol de propan-2-ol. Une fois atteint l'état final, on
purifie l'ester E formé. On obtient une masse de E égale à 96 g.
Donnée : Masse molaire de E : ME: 116 g.mol-l.
Parmi les affirmations suivantes, laquelle (ou lesquelles) est(ou sont) vraie(s) ?
A) Cette réaction chimique conduit à la formation d'un ester et d'un acide carboxylique .Vrai.
(CH3CH2CO)2O +CH3-CH(OH)-CH3 --->CH3CH2COO-CH(CH3)2 + CH3CH2COOH.
B) L'ester formé est le propanoate de propyle. Faux.
Le propanoate de 1-méthyléthyle.
C) Le rendement de cette synthèse est de 96 %. Faux.
96/116~0,83 mol d'ester à partir d'une mole d'anhydride éthanoïque ( réactif limitant).
On peut espérer obtenir au mieux 1 mol d'ester.
D) Si on mélangeait 1,0 mol d'acide propanoïque et 1,0 mol de propan-2-ol, on obtiendrait à l'état final
une quantité plus faible d'ester, et la transformation chimique serait plus lente. Vrai.
En remplaçant l'anhydride par l'acide carboxylique correspondant, la réaction est limitée et moins rapide.
E) Aucune des quatre affirmations précédentes n'est vraie.
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Solutions d'amines.
On dispose d'un volume V=0,45 L de méthylamine (CH3NH2) pure, gazeuse, stockée dans des conditions où le volume molaire des gaz est Vm= 30 L.mol/L.
On dissout entièrement cette quantité de méthylamine dans de l'eau
distillée, obtenant ainsi une solution S de volume V'= 500 mL. On
mesure la conductivité de la solution S : s = 0,078 S.m-l.
Données : On rappelle que les amines sont des bases.
Conductivités molaires ioniques (en S.m2.mol-1) : l H3O+= 3,5 * 10-2 ; l HO-= 2,0*10-2 ;
et pour l'acide conjugué de CH3NH2 : lA = 6,0 x 10-3.
Aides aux calculs : 26 x3 =78 ;4l xl,9 =78.
Le
taux d'avancement final de la transformation chimique acidobasique se
déroulant entre la méthylamine et l'eau est égal (en%) à :
A) 0,063 ; B) 0,078 ; C) 0,23 ; D) 0,40 ; E) 0,43 ; F) 0,78 ; G) 1,0 ; H) 2,3 ; I) 10 ; J) 20 ; K) autre.
CH3NH2 + H2O = CH3NH3+ aq + HO-aq.
la solution est électriquement neutre et l'ion oxonium est négligeable en milieu basique devant l'ion hydroxyde : [CH3NH3+ aq]=[HO-aq];
s = lA[CH3NH3+ aq] + l HO-[HO-aq]= (lA+l HO-) [CH3NH3+ aq].
[CH3NH3+ aq] =s / (lA+l HO-)=0,078 / ( 6,0 10-3 +2,0 10-2) =3,0 mol m-3 = 3 10-3 mol/L.
Concentration en soluté apporté : c = (0,45/30) ) 0,5 =0,03 mol/L ; t = c / [CH3NH3+ aq] =3 10-3 / 0,03 = 0,10.( 10 %).
Composé organique à identifier.
On dispose d'un composé organique A de formule brute CxHyO.
- si A est mis en présence d'un excès de solution de permanganate de
potassium, on produit un composé B, qui est une espèce susceptible de
céder un proton H+.
A est un aldehyde qui s'oxyde en acide caboxylique.
- si on verse un peu de A dans de la 2,4-D.N.P.H., on observe la formation d'un précipité jaune-orangé.
A est un aldehyde ou une cétone.
- toutes les liaisons carbone-carbone de la molécule A sont simples, et sa chaîne carbonée est ramifiée.
- la combustion complète de 1,0 mol de A en présence de dioxygène en
excès produit 4,0 mol de dioxyde de carbone et de l'eau, rien d'autre.
A compte 4 atomes de carbone.
Le nom (en nomenclature officielle) du composé A est :
A) méthylpropan-l-ol ; B) propanal ; C) butanal ; D) méthylpropanone ; E) méthylpropanal ; F) méthylpropan-2-ol ; G) butan-1-ol ; H) méthylpropane ; I) acide propanoïque ; J) autre.
A, C4H8O, est donc un aldehyde à chaine ramifiée ( méthylpropanal).
(CH3)2CH -CHO.
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