Exercices constantes d'équilibre

Exercices sur la constante d'équilibre

1- Quelle est l'expression de la constante d'équilibre pour la réaction suivante:

N_{2 (g)} + 3 H_{2
(g)} <--> 2 NH_{3 (g)}

A) k = [N₂][H₂]³/[NH₃]²
B) k = [NH₃]²/[N₂][H₂]³
C) k = [N₂][H₂]³
D) k = k [N₂][H₂]³

Rép: B

2- Choisissez la bonne expression pour la constante d'équilibre, Kc, de la réaction représentée par l'équation suivante:

2 C _(s) + 3 H_{2 (g)} --> C₂H_{6 (g)}

A) [C₂H₆] / [H₂]³
B) [C₂H₆] / [C]² [H₂]³
C) [C₂H₆] / [2C]² [3 H₂]³
D) [C]² [H₂]³ / [C₂H₆]

Rép: A

3- Quelle est l'expression de la constante d'équilibre de la réaction:

Cu _(s) + 2 Ag⁺ _(aq) <--> Cu⁺² _(aq) + 2 Ag _(s)

A) [ Cu⁺²] [ Ag]² / [ Cu ] [ Ag⁺]²
B) [ Cu⁺²] [Ag ] / [ Cu ] [ Ag⁺]
C) [ Cu⁺²] / [Ag⁺ ]²
D) [ Cu⁺²] / [2 Ag⁺]
E) [ Cu ] [ Ag⁺]² / [ Cu⁺² ] [ Ag ]²

Rép: C

4- Quelle est l'expression mathématique de la constante d'équilibre de la réaction :

CH_{4 (g)} + 2 O_{2 (g)} <--> CO_{2 (g)} + 2 H₂O _(l)

A) Kc = [ CO₂] [ H₂O] / [ CH₄] [ O₂]
B) Kc = [ CO₂] [ H₂O]² / [ CH₄] [O₂ ]²
C) Kc = [ CO₂] / [ CH₄] [ O₂]²
D) Kc [ CH₄] [ O₂]² / [ CO₂]

Rép: C

5- Soient les réactions d'équilibre suivantes:

COCl_{2 (g)} <--> CO _(g) + Cl_{2 (g)}
NaOH _(aq) + CH₃COOH _(aq) <--> CH₃COONa _(aq) + H₂O _(l)
CO_{2 (g)} + H_{2 (g)} <--> CO _(g) + H₂O _(g)
HI _(g) <--> 1/2 H_{2 (g)} + 1/2 I_{2 (g)}
I_{2 (s)} <--> I_{2 (aq)}

Laquelle des constantes d'équilibre suivantes est inexacte ?

A) [CO] [CL₂] / [COCl₂]
B) [CH₃COONa] / [NaOH] [CH₃COOH]
C) [CO] [H₂O] / [CO₂] [H₂]
D) [H₂]^1/2 [I₂]^1/2 / [HI]
E) [I₂ _(aq)] / [I₂ _(s)]

Rép: E

6- Étant donné l'équation ci-dessous, calculez la valeur de la constante d'équilibre, Kc, de la réaction :

Fe⁺³ _(aq)+ SCN^-1 _(aq) <--> FeSCN⁺² _(aq)

Sachant qu'à l'équilibre les concentrations sont:

[ Fe⁺³] = 0,010 mol/ litre
[ SCN^-1 ] = 0,020 mol/ litre
[ FeSCN⁺² ] = 0,16 mol/ litre

A) 2,0 x 10² B) 4,0 x 10² C) 6,0 x 10² D) 8,0 x 10²

Rép: D

7- Quelle est l'équation de la relation mathématique entre les concentrations des substances présentes dans le système à l'équilibre suivant:

2 HI _(g)<--> H_{2 (g)}+ I_{2 (g)}

A) [H₂] [I₂] = K [ HI]
B) [H₂] [I₂] = K [ HI]²
C) [H₂] [I₂] = K x 2 [ HI]
D) K [H₂] [I₂] = [ HI]²

Rép: B

8- Un mélange d'azote et d'oxygène réagit dans un système fermé à température constante. Les gaz atteignent l'équilibre.

N_{2 (g)} + O_{2
(g)} <--> 2 NO _(g)

Les concentrations à l'équilibre sont les suivantes:

[ N₂ ] = 0, 10 mol/ litre
[ O₂ ] = 0, 20 mol/ litre
[ NO ] = 0, 40 mol/ litre

Calculez la valeur mathématique de la constante d'équilibre pour cette réaction.

A) 0,050 B) 0,13 C) 8,0 D) 20

Rép: C

9- Soit la réaction:

CO _(g) + 2 H_{2
(g)} <--> CH₃OH _(g)+ chaleur

À l'équilibre, un récipient de 10 litres contient 4 moles de CO _(g), 6 moles de H_{2 (g)} et 12 moles de CH₃OH _(g). Quelle est la valeur de Kc ?

A) 0, 08 B) 0, 33 C) 0, 50 D) 5, 00 E) 8, 33

Rép: E

10- On met dans un ballon de deux litres, 10 moles de NO _(g) et 8 moles d'O_{2 (g)}. Le tout réagit selon l'équation:

2 NO _(g) + O_{2
(g)} <--> 2 NO_{2 (g)}

Une fois l'équilibre atteint, il y a 4 moles de O_{2 (g)} dans le récipient. Quelle est la constante d'équilibre de ce système ?

A) 2 B) 16 C) 8 D) 4

Rép: C

11- Soit le système suivant:

2 NO_{2 (g)} <--> N₂O_{4 (g)} + énergie

À l'équilibre, la composition du système est de 3, 0 mol/L de NO_{2 (g)} et 4 mol/Lde N₂O_{4 (g)} . Quelle est la valeur de la constante d'équilibre Kc ?

A) 2,3 B) 0,44 C) 0,75 D) 1,3

Rép: B

12- Dans le système à l'équilibre représenté par l'équation suivante:

2 HI _(g) + énergie <--> H_{2 (g)} + I_{2 (g)}

la concentration de HI _(g)est de 7, 0 mol/L et celles de H_{2 (g)} et de I_{2 (g)} toutes deux égales à une mol/L. Déterminez la Kc de cette réaction.

A) 14 B) 0, 14 C) 0, 02 D) 49

Rép: C

13- Dans un ballon, il y a initialement:

[A _(g)] = 11 mol/L
[B _(g)] = 14 mol/L

À l'équilibre:

[C _(g)] = 4, 0 mol/L

Calculez la constante d'équilibre, Kc, de la réaction dont l'équation est la suivante:

2 A _(g)+ 3 B_(g) <--> C _(g) + D _(g)

Choix de réponses:

A) 0, 056 B) 0, 22 C) 0, 33 D) 4,5

Rép: B

14- Calculez la constante d'équilibre, Kc, de la réaction suivante:

4 HCl _(g) + O_{2 (g)} <--> 2 H₂O _(g)+ 2 Cl_{2
(g)}

On a au début de la réaction 5 moles/L de HCl et 2 moles/L de O₂. À l'équilibre, on retrouve 2 moles/L de H₂O et 2 moles/L de Cl₂.

A) Kc = 16/81 B) Kc = 16 C) Kc = 1/4 D) Kc = 1/16 E) Kc = 4

Rép: B

15- On met dans un ballon de deux litres, 10 moles de NO _(g) et 8 moles d'O_{2 (g)}. Le tout réagit selon l'équation:

2 NO _(g) + O_{2
(g)} <--> 2 NO_{2 (g)}

Une fois l'équilibre atteint, il y a 4 moles d'O_{2 (g)} dans le récipient. Quelle est la concentration à l'équilibre des autres substances ?

A) 2 moles de NO _(g) et 2 moles de NO_{2 (g)}
B) 4 moles de NO _(g) et 2 moles de NO_{2 (g)}
C) 4 moles de NO _(g)et 4 moles de NO_{2 (g)}
D) 1 mole de NO _(g) et 4 moles de NO_{2 (g)}

Rép: D

16- Soit l'équation: A _(g)+ B _(g) <--> 2 C _(g)

Au début de la réaction, on a 2 mol/L de A _(g) et à l'équilibre 1 mol/L de la même substance. Sachant que Kc = 16, trouvez la concentration de B _(g) à l'équilibre.

A) 1, 25 mol/L B) 0, 25 mol/L C) 1 mol/L D) 2 mol/L

Rép: B

17- La concentration initiale de l'ozone, O_{3 (g)}, est de 5, 0 mol/L. À l'équilibre, celle du dioxygène O_{2 (g)} est de 3, 0 mol/L. Quelle est la valeur de la constante d'équilibre Kc ?

2 O_{3 (g)} <--> 3 O_{2 (g)}

A) 1,1 B) 1,5 C) 3,0 D) 6,8

Rép: C

18- On place 5, 0 mole de NO_{2 (g)} dans un ballon de 1, 0 litre. À l'équilibre, on trouve 1, 5 mole de O_{2 (g)}. Quelle est la valeur de la constante d'équilibre, Kc, de cette réaction dont l'équation est:

2 NO_{2 (g)} <--> 2 NO _(g) + O_{2 (g)}

A) 0, 54 B) 2, 2 C) 3, 4 D) 6, 7

Rép: C

19- Dans le système à l'équilibre représenté par l'équation ci-dessous, les [ ] de H_{2 (g)} et de I_{2 (g)} sont toutes deux égales, soit 1, 0 mole/L, et la [ ] de HI _(g) est de 7, 0 mol/L. Déterminez Kc de la réaction inverse.

H_{2 (g)} + I_{2
(g)} <--> 2 HI _(g) + énergie

A) 49 B) 0, 02 C) 7 D) 0, 14 E) 14

Rép: B

20- Dans un récipient de quatre litres, on met 12 moles de diazote et 18 moles de dihydrogène. Une fois l'équilibre atteint, la concentration de H₂ est de 3, 6 mol/L.

N_{2 (g)} + 3 H_{2
(g)} <--> 2 NH_{3 (g)}

Quelle est la constante d'équilibre, Kc, de ce système ?

A) 2, 9 x 10^-3 B) 2, 9 x 10^-4 C) 4, 0 x 10^-2 D) 2, 1 x 10^-4

Rép: A

21- On ajoute 3, 0 moles de N_{2 (g)} et 6 moles d'O_{2 (g)} à un volume de 5 litres. À l'équilibre, on obtient 1, 0 mole de NO_{2
(g)}. Quelle est la valeur numérique de la constante d'équilibre de ce système ?

N_{2 (g)} + 2 O_{2
(g)} <--> 2 NO_{2 (g)}

A) 1, 0 x 10^-3 B) 9, 2 x 10^-3 C) 8, 0 x 10^-2 D) 4, 0 x 10^-1 E) 1, 0 x 10^-2

Rép: C

22- Lesquelles des réactions suivantes favorisent les réactifs ?

H_{2 (g)} + I_{2 (g)} <--> 2 HI _(g) Kc = 3, 4 x 10^-2
N_{2 (g)} + 3 H_{2 (g)} <--> 2 NH_{3 (g)} Kc = 72
CO_{2 (g)} + H_{2 (g)} <--> CO _(g) + H₂O (g) Kc = 5, 2 x 10^-1
N₂O_{4
(g)} <--> 2 NO_{2 (g)} Kc = 4

Choix de réponses:

A) 1 et 3 B) 1 et 4 C) 2 et 3 D) 2 et 4

Rép: A

23- Dans un ballon d'un litre, on fait entrer 1, 0 mole de chlorure d'hydrogène gazeux, HCl, avec 1 mole de dioxygène gazeux, O₂. La réaction suivante se produit jusqu'à ce que l'équilibre soit atteint. L'équation de la réaction est :

4 HCl _(g) + O_{2 (g)} <--> 2 H₂O _(g) + 2 Cl_{2
(g)} + 113 kJ

Sachant qu'à l'équilibre on trouve 0, 20 mole de vapeur d'eau, calculez la constante d'équilibre Kc.

A) 1, 4 x 10^-2 B) 2, 0 x 10^-2 C) 7, 4 x 10^-2 D) 2, 5 x 10^-1

Rép: A

Les questions 24 et 25 se rapportent à l'énonce suivant: Dans un récipient de 1 litre, on introduit après avoir fait le vide, un certain volume de NO₂. À la température T, on réalise qu'il s'est établi un équilibre entre NO_{2 (g)} et N₂O_{4 (g)} nouvellement formé. Les concentrations respectives sont A et B moles/litre à l'équilibre.

2 NO_{2 (g)}<--> N₂O_{4 (g)}

24- Quelle est la valeur de la constante d'équilibre, Kc, à la température T ?

A) (B/A)² B) B/A² C) B/2A D) A+B² E) A/B

Rép: B

25- Quelle quantité de NO_{2 (g)} a été introduite dans le récipient?

A) A+B moles B) 2A+B moles C) A+2B moles D) A+B/2 moles E) 2(A+B) moles

Rép: C

26- À une température donnée, la dissociation de SO_{3 (g)} est de 40%. L'équation de la réaction est:

SO_{3 (g)} + 96,3 kJ <--> SO_{2 (g)} + 1/2 O_{2 (g)}

Sachant qu'à l'équilibre un récipient de 3 litres contient 2,4 moles de SO_{3 (g)}, combien de moles de SO_{3 (g)} ont été dissociées ?

A) 4 moles B) 3,6 moles C) 1,6 moles D) 1,4 moles E) 1,2 moles

Rép: C

27- Soit l'équation:

HSO₄^- _(aq) <--> H⁺ _(aq) + SO₄^-2 _(aq)

Sachant que la constante d'équilibre, Kc, est de 0,013 et que, à l'équilibre, les concentrations de H⁺ _(aq) et SO₄^-2 _(aq)sont respectivement 1, 0 x 10^-3 mol/Let 1, 3 x 10^-5 mol/L, quelle sera la concentration de HSO₄^- _(aq)?

A) 1, 0 x 10⁵ mol/L B) 1, 3 x 10^-5 mol/L C) 1, 0 x 10^-6 mol/L
D) 1, 0 x 10^-3 mol/L E) 1, 3 x 10^-7 mol/L

Rép: C

28- À partir des valeurs numériques des constantes d'équilibre suivantes, quelles sont les réactions qui favoriseront la formation des produits résultants ?

1- PCl_{5 (g)} <--> PCl_{3 (g)} + Cl_{2 (g)}	Kc = 4, 1 x 10^-2
2- 2 O_{3 (g)} <--> 3 O_{2 (g)}	Kc = 2, 5 x 10¹²
3- 2 HI_(g) <--> H_{2 (g)} + I_{2 (g)}	Kc = 1, 6 x 10^-2
4- SO_{2 (g)} + NO_{2 (g)} <--> SO_{3 (g)}+ NO _(g)	Kc = 4, 2
5- N₂O_{4 (g)} <--> 2 NO_{2 (g)}	Kc = 2, 0 x 10^-1

Choix de réponses:

A) 1 et 4 B) 2 et 5 C) 3 et 5 D) 2 et 4 E) 1 et 3

Rép: D

29- Dans un récipient fermé, on met une substance B qui se décompose et donne à l'équilibre:

B _(g) + chaleur <--> E _(g) + 2 D _(g)

À l'équilibre, la concentration de D _(g) est 0.4 mol/L.

Quel énonce ci-après est la plus complète ?

A) Les concentrations des substances E et B ne peuvent être déterminées.
B) Les concentrations des substances E et D sont égales.
C) La concentration de la substance E est 0, 4 mol/L.
D) La concentration de la substance E est 0, 2 mol/Let celle de B ne peut être déterminée.
E) Les concentrations de B, E et D sont respectivement 0, 6 mol/L, 0, 2 mol/Let 0, 4 mol/L.

Rép: D

Les questions 30 et 32 se rapportent au cas d'équilibre suivant:

Un ballon de 1 litre contient 5 moles de PCl_{5 (g)}. Par chauffage, une partie du PCl_{5
(g)} se décompose et on laisse la réaction s'effectuer jusqu'à l'équilibre tout en maintenant la température à 250 'C. L'équilibre atteint, l'analyse révèle que le mélange gazeux contient 2 moles de Cl₂.

PCl_{5 (g)} + 92, 2 kJ <--> PCl_{3 (g)} + Cl_{2 (g)}

30- Combien y a-t-il de moles de PCl_{3 (g)} à l'équilibre ?

A) 1 mole B) 2 moles C) 3 moles D) 4 moles E) 5 moles

Rép: B

31- Combien y a-t-il de moles de PCl₅ _(g)à l'équilibre ?

A) 1 mole B) 2 moles C) 3 moles D) 4 moles E) 5 moles

Rép: C

32- Calculez la valeur numérique de la constante d'équilibre de la réaction si lors d'une autre expérience à 250 'C, on trouve les concentrations à l'équilibre suivantes:

[ PCl_{5 (g)}] = 0, 49 mol/L
[PCl_{3 (g)} ] = 0, 40 mol/L
[Cl_{2 (g)}] = 0, 05 mol/L

Choix de réponses:

A) 8, 9 x 10^-1 B) 9, 4 x 10^-1 C) 4, 1 x 10^-2 D) 3, 92 x 10⁰ E) 0, 97 x 10²

Rép: C

33- L'acide cyanhydrique s'ionise de la façon suivante:

HCN _(aq) <--> H⁺ _(aq) + CN^- _(aq)

Si x moles de HCN (aq) d'une solution 0, 1 mol/ litre s'ionisent, la constante d'équilibre, Kc, sera égale à:

A) [0, 1 - x] / [x] [x]
B) [0, 1 - x] / [x]
C) [x] / [0, 1 - x]
D) [x] [x] / [0, 1 - x]
E) [0, 1 - x]

Rép: D

34- Nous plaçons dans un ballon de 1 litre fermé, une mole de HCl à une température suffisamment élevée pour qu'il y ait dissociation en H_{2 (g)} et Cl_{2 (g)}. La réaction à l'équilibre peut être représentée par l'équation suivante:

2 HCl _(g) <--> H_{2 (g)} + Cl_{2 (g)}

Si 0, 08% de HCl _(g) est dissocié, quel sera le nombre de mole que nous retrouverons à l'équilibre pour chacun des composés ?

Choix de réponses	mole de HCl	mole de H₂	mole de Cl₂
A-	0, 92	0,04	0,04
B-	0, 992	0,004	0,004
C-	0, 9992	0,0004	0,0004
D-	0, 08	0,02	0,02
E-	0, 0008	0,0001	0,0001

Rép: C

35- On introduit 2, 4 moles de dioxyde de soufre, SO_{2 (g)}, et 2, 0 moles de dioxygène gazeux dans un ballon de 1 litre, à la température de la pièce. On trouve à l'équilibre 1, 6 mole de SO_{3
(g)}. Calculez la valeur de la constante d'équilibre, Kc, de ce système.

2 SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} <--> 2 SO_{3 (g)}

A) 0, 16 B) 0, 83 C) 1, 7 D) 3, 3

Rép: D

36- Un mélange de dioxyde de soufre, SO₂, et de dioxygène, O₂ , est chauffé dans un contenant de 10 litres. La réaction est représentée par l'équation suivante:

2 SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} <--> 2 SO_{3 (g)}

À 70 'C, la réaction atteint l'équilibre et la composition du mélange est:

SO_{2 (g)} : 3,0 mol
O_{2 (g) : 0,5 mol}
SO_{3 (g) : 1,5 mol}

_{Quelle est la valeur
de la constante d'équilibre de cette réaction ?}

_{A) 5
B) 0,2 C) 33,3 D) 1,5}

_{Rép:
A}

Plan des
notes de cours

Module 5

Aspect macroscopique
de l'équilibre

Facteurs qui
influencent l'équilibre

Principe de
Le Châtelier

Constante
d'équilibre

Constante de
dissociation de l'eau

Force
des acides

Titrage

Exercices
mathématiques

Réactions
d'oxydoréduction

Potentiel de
réduction

Piles
électrochimiques

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