Quiz: Cinétique d’ordre 1 et loi de vitesse — 5 questions

1. En quoi la loi de vitesse d’ordre 1 se distingue-t-elle d’une relation exponentielle de décroissance de concentration ?

A. Elle suppose que la vitesse de disparition du réactif est constante.

B. Elle implique une décroissance linéaire de la concentration en fonction du temps.

C. Elle ne concerne que les réactions à température constante.

D. Elle indique que la vitesse de réaction est proportionnelle à la concentration du réactif.

Answer: (D)

Explanation

La loi de vitesse d’ordre 1 stipule que la vitesse de disparition du réactif est proportionnelle à sa concentration, ce qui est différent d'une décroissance exponentielle où la vitesse dépend de la concentration de manière exponentielle. La bonne réponse est celle qui reflète cette relation proportionnelle directe.

2. Quand la relation de solution exponentielle pour la concentration d’un réactif d’ordre 1 a-t-elle été établie dans le contexte de la résolution de l’équation différentielle ?

A. Au 18ème siècle, avec la naissance de la chimie moderne.

B. Dans les années 2000, avec l’avènement de la chimie numérique.

C. Au 19ème siècle, avec le développement de la thermodynamique.

D. Au début du 20ème siècle, lors de la formalisation de la cinétique chimique.

Answer: (D)

Explanation

La relation de solution exponentielle, [R](t) = [R]_0 × e^(-kt), est une étape fondamentale dans la formalisation de la résolution de l’équation différentielle de la réaction d’ordre 1. Elle a été établie lors des développements initiaux en cinétique chimique, principalement au début du 20ème siècle, quand la compréhension mathématique de la décroissance exponentielle a été appliquée à la cinétique. Les autres périodes mentionnées sont incorrectes dans ce contexte historique précis.

3. Comment utiliser la courbe logarithmique de [R] pour déterminer la constante de vitesse k dans une réaction d’ordre 1 ?

A. Tracer ln([R]) en fonction du temps et déterminer la valeur à t=0 pour obtenir k.

B. Tracer [R] en fonction du temps et lire directement la valeur initiale [R]_0.

C. Tracer ln([R]) en fonction du temps et mesurer la pente de la droite obtenue pour calculer k.

D. Tracer la courbe de [R] en fonction du temps et repérer le point où [R] est nul.

Answer: (C)

Explanation

Pour déterminer la constante de vitesse k à partir de la courbe logarithmique, on trace ln([R]) en fonction du temps. La courbe doit être une droite dont la pente est égale à -k. En mesurant cette pente, on peut facilement calculer k, ce qui correspond à l’application décrite dans la réponse 1.

4. Quelle est la formule du temps de demi-réaction pour une réaction d’ordre 1 en fonction de la constante de vitesse k ?

A. t_1/2 = ln(10)/k

B. t_1/2 = 2/ k

C. t_1/2 = ln(2)/k

D. t_1/2 = 1/ (k × ln(2))

Answer: (C)

Explanation

Le temps de demi-réaction t_1/2 pour une réaction d’ordre 1 est donné par la formule t_1/2 = ln(2)/k, ce qui correspond à la moitié du temps nécessaire pour que la concentration diminue de moitié.

5. Que représente la constante de vitesse k dans une réaction d’ordre 1, selon la courbe logarithmique ?

A. Elle est la pente de la droite dans le graphique ln([R]) en fonction du temps.

B. Elle indique la durée nécessaire pour que la concentration diminue de moitié.

C. Elle est la valeur de la concentration [R] au temps t=0.

D. Elle correspond à la valeur initiale de la concentration [R]_0.

Answer: (A)

Explanation

Dans une réaction d’ordre 1, la transformation logarithmique de la concentration [R] permet de tracer ln([R]) vs. le temps. La pente de cette droite est égale à -k, la constante de vitesse, ce qui signifie que k est représenté par cette pente. Cette relation est confirmée par le passage dans le texte indiquant que la courbe est une droite de pente -k.