Ressources · 3ᵉ · Chimie
Énergie chimique : combustions et piles
L’énergie chimique stockée dans les espèces chimiques et les transformations qui la libèrent ; la combustion et la pile, convertisseurs d’énergie chimique, dans une chaîne énergétique ; accumulateurs et pile à combustible ; combustibles et dioxyde de carbone.
Approfondissement Ce chapitre va au-delà du programme officiel de 3ᵉ : utile pour aller plus loin ou anticiper.
À propos de cette page
Les 36 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile ★ — 12 questions
L’énergie chimique est stockée…
- A. dans la flamme d’un brûleur
- B. dans les fils d’un circuit
- C. dans les espèces chimiques
- D. dans la lumière du jour
Réponse
C. dans les espèces chimiques — Combustibles, aliments, réactifs d’une pile : l’énergie chimique est stockée dans les espèces chimiques.
Une pile qui fonctionne tiédit un peu. Cette énergie thermique est…
- A. de l’énergie dissipée
- B. de l’énergie utile
- C. de l’énergie stockée
- D. de l’énergie chimique
Réponse
A. de l’énergie dissipée — La pile convertit surtout l’énergie chimique de ses réactifs en énergie électrique ; la petite part thermique ne sert pas : elle est dissipée.
Dans la chaîne énergétique d’une cuisinière à bois, le réservoir est…
- A. la flamme
- B. la marmite
- C. le conduit de fumée
- D. le bois
Réponse
D. le bois — Le bois stocke l’énergie chimique : c’est le réservoir.
Dans l’électrolyte d’une pile, le courant est assuré par…
- A. des électrons libres
- B. des ions
- C. des atomes de carbone
- D. des bulles de gaz
Réponse
B. des ions — L’électrolyte est une solution ou une pâte qui contient des ions : ce sont eux qui s’y déplacent.
Les deux électrodes d’une pile sont…
- A. faites du même métal
- B. en matière plastique
- C. de nature différente
- D. soudées l’une à l’autre
Réponse
C. de nature différente — Il faut deux électrodes différentes, par exemple zinc et cuivre.
Un accumulateur en charge convertit l’énergie électrique en énergie…
- A. chimique
- B. lumineuse
- C. cinétique
- D. nucléaire
Réponse
A. chimique — L’énergie reçue du chargeur est stockée sous forme chimique.
La batterie au plomb qui fait démarrer une voiture a une tension d’environ…
- A. 1,5 V
- B. 3,7 V
- C. 230 V
- D. 12 V
Réponse
D. 12 V — Elle compte six éléments d’environ 2 V : 6 × 2 = 12 V.
Lequel de ces appareils rejette du CO₂ quand il fonctionne ?
- A. un téléphone sur batterie
- B. une chaudière au gaz
- C. une lampe de poche à piles
- D. une voiture à pile à combustible
Réponse
B. une chaudière au gaz — Elle brûle du méthane, qui contient du carbone.
Dans le moteur d’une voiture à essence, l’énergie utile est…
- A. chimique
- B. thermique
- C. cinétique
- D. lumineuse
Réponse
C. cinétique — Le moteur sert à mettre la voiture en mouvement ; l’énergie thermique est dissipée.
Dans la chaîne énergétique d’un appareil à combustion, l’appareil où brûle le combustible est…
- A. le réservoir
- B. l’énergie utile
- C. l’énergie dissipée
- D. le convertisseur
Réponse
D. le convertisseur — Il convertit l’énergie chimique du combustible : c’est le convertisseur (rectangle) ; le réservoir est le combustible.
Une combustion convertit surtout l’énergie chimique en énergie…
- A. thermique
- B. électrique
- C. nucléaire
- D. sonore
Réponse
A. thermique — Elle chauffe, et la flamme éclaire aussi : énergie thermique et lumineuse.
Lequel de ces combustibles libère du carbone stocké sous terre depuis des millions d’années ?
- A. le bois d’un poêle
- B. le gazole d’un camion
- C. l’éthanol de la betterave
- D. le dihydrogène d’un bus
Réponse
B. le gazole d’un camion — Le gazole vient du pétrole, un combustible fossile ; le bois et l’éthanol viennent de plantes récentes, et le dihydrogène ne contient pas de carbone.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
Le mot « pile » vient de la toute première pile, décrite en 1 800. Elle était…
- A. une colonne de piles alcalines soudées entre elles
- B. un empilement de disques de cuivre seuls et de carton sec
- C. un empilement de disques de deux métaux et de carton salé
- D. un tas de charbon de bois qui brûlait lentement
Réponse
C. un empilement de disques de deux métaux et de carton salé — Des disques de zinc et de cuivre (ou d’argent) empilés, séparés par du carton imbibé d’eau salée : deux métaux différents et un électrolyte.
La batterie d’une console reçoit 60 kJ et en stocke 54 kJ. Énergie dissipée :
- A. 6 kJ
- B. 114 kJ
- C. 54 kJ
- D. 60 kJ
Réponse
A. 6 kJ — Reçue = stockée + dissipée : 60 − 54 = 6 kJ.
100 g d’heptane (un constituant de l’essence) brûlés donnent 308 g de CO₂. 25 g d’heptane donnent…
- A. 1 232 g de CO₂
- B. 154 g de CO₂
- C. 308 g de CO₂
- D. 77 g de CO₂
Réponse
D. 77 g de CO₂ — 25 g, c’est le quart de 100 g : 308 ÷ 4 = 77 g de CO₂.
Dans un moteur thermique, l’énergie dissipée est surtout…
- A. chimique
- B. thermique
- C. cinétique
- D. électrique
Réponse
B. thermique — Le moteur et les gaz d’échappement sont chauds.
La masse de CO₂ rejetée dépasse la masse de carbone brûlée, car…
- A. le carbone gonfle en brûlant
- B. la fumée est comptée deux fois
- C. l’oxygène du CO₂ vient de l’air
- D. des atomes de carbone se créent
Réponse
C. l’oxygène du CO₂ vient de l’air — Chaque atome de carbone se lie à deux atomes d’oxygène pris au dioxygène de l’air.
Dans une centrale thermique qui brûle du bois, la transformation chimique a lieu…
- A. dans la chaudière
- B. dans la turbine
- C. dans l’alternateur
- D. dans les lignes électriques
Réponse
A. dans la chaudière — Le bois brûle dans la chaudière ; la turbine et l’alternateur convertissent l’énergie sans transformation chimique.
Pendant la décharge d’un accumulateur, la transformation chimique…
- A. stocke l’énergie électrique reçue
- B. ne consomme aucun réactif
- C. fabrique de l’énergie à partir de rien
- D. libère l’énergie chimique stockée
Réponse
D. libère l’énergie chimique stockée — Les réactifs reformés pendant la charge sont consommés : l’énergie chimique devient électrique.
Pourquoi ne recharge-t-on pas une pile alcaline ordinaire ?
- A. sa tension est trop faible
- B. sa transformation n’est pas réversible
- C. elle contient trop d’électrolyte
- D. elle ne contient aucun métal
Réponse
B. sa transformation n’est pas réversible — On ne peut pas reformer ses réactifs ; dans un chargeur, elle peut fuir ou éclater.
Un poêle à bois rejette du CO₂ ; son bilan est proche de zéro si…
- A. on brûle le bois très vite
- B. on ouvre la fenêtre en grand
- C. on replante les arbres coupés
- D. le bois est très sec
Réponse
C. on replante les arbres coupés — Les arbres replantés reprennent ce CO₂ à l’air par la photosynthèse.
Quelle chaîne énergétique est juste pour un cuiseur à paella au gaz ?
- A. gaz → chimique → cuiseur → thermique
- B. cuiseur → chimique → gaz → thermique
- C. gaz → thermique → cuiseur → chimique
- D. gaz → électrique → cuiseur → thermique
Réponse
A. gaz → chimique → cuiseur → thermique — Le réservoir (le gaz) vient d’abord ; le cuiseur convertit l’énergie chimique en énergie thermique.
Recharger une voiture électrique rejette beaucoup de CO₂ si l’électricité vient…
- A. d’un parc d’éoliennes
- B. de panneaux solaires
- C. d’un barrage hydraulique
- D. d’une centrale au charbon
Réponse
D. d’une centrale au charbon — Le charbon, du carbone, rejette du CO₂ en brûlant ; les trois autres presque pas.
Le bois, l’essence et le gaz naturel ont en commun…
- A. d’être des combustibles fossiles
- B. de contenir du carbone
- C. de brûler sans dioxygène
- D. de ne rejeter que de l’eau
Réponse
B. de contenir du carbone — Tous trois rejettent du CO₂ en brûlant ; le bois n’est pas fossile.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
Un élève dit : « ma pile se vide de son électricité. » Que lui répondre ?
- A. rien, une pile est un réservoir d’électricité
- B. elle stocke de l’énergie thermique, pas chimique
- C. elle stocke de l’énergie chimique, convertie peu à peu
- D. elle perd ses électrons dans l’air ambiant
Réponse
C. elle stocke de l’énergie chimique, convertie peu à peu — La pile ne contient pas d’électricité : sa transformation chimique fournit de l’énergie électrique tant qu’il reste ses réactifs.
Une batterie reçoit 80 kJ en charge, en stocke 72 kJ, puis fournit 65 kJ d’énergie électrique. Énergie dissipée en tout :
- A. 15 kJ
- B. 7 kJ
- C. 8 kJ
- D. 145 kJ
Réponse
A. 15 kJ — 8 kJ pendant la charge (80 − 72) et 7 kJ pendant la décharge (72 − 65) : 15 kJ.
Un poêle brûle 2,4 kg de charbon, assimilé à du carbone (12 g donnent 44 g de CO₂). Il rejette…
- A. 2,4 kg de CO₂
- B. 0,65 kg de CO₂
- C. 10,6 kg de CO₂
- D. 8,8 kg de CO₂
Réponse
D. 8,8 kg de CO₂ — 2 400 ÷ 12 = 200, et 200 × 44 = 8 800 g, soit 8,8 kg.
Une ville remplace ses bus au gazole par des bus électriques à batterie. Le CO₂ rejeté…
- A. devient nul sur toute la chaîne
- B. dépend de l’électricité de recharge
- C. double, car les batteries brûlent
- D. reste égal à celui du gazole
Réponse
B. dépend de l’électricité de recharge — Les bus ne rejettent rien en roulant ; tout dépend de la production de l’électricité.
Dans un moteur, 100 kJ d’énergie chimique donnent 30 kJ d’énergie cinétique. Un élève écrit « 70 kJ ont disparu ». La correction :
- A. 130 kJ sont dissipés sous forme thermique
- B. l’énergie cinétique vaut en fait 130 kJ
- C. 70 kJ sont dissipés sous forme thermique
- D. rien n’est dissipé, tout est utile
Réponse
C. 70 kJ sont dissipés sous forme thermique — L’énergie se conserve : 100 = 30 + 70, et ces 70 kJ chauffent le moteur et l’air.
Une pile bouton alcaline (1,5 V) et une pile bouton au lithium (3 V) n’ont pas la même tension, car…
- A. leurs électrodes sont de natures différentes
- B. l’une contient plus de réactifs
- C. elles n’ont pas la même taille
- D. elles ne sont pas de la même marque
Réponse
A. leurs électrodes sont de natures différentes — La tension dépend de la nature des électrodes et de l’électrolyte, pas de la quantité de réactifs ni de la taille.
La photosynthèse et la combustion du bois…
- A. libèrent toutes deux de l’énergie
- B. absorbent toutes deux de l’énergie
- C. ne mettent en jeu aucune énergie
- D. l’une stocke l’énergie que l’autre libère
Réponse
D. l’une stocke l’énergie que l’autre libère — La plante stocke l’énergie lumineuse dans le bois ; la combustion la libère.
Quel dispositif convertit l’énergie chimique en énergie électrique sans combustion ?
- A. une centrale au gaz
- B. une pile à combustible
- C. un moteur diesel relié à un alternateur
- D. une centrale au fioul
Réponse
B. une pile à combustible — Le dihydrogène y réagit avec le dioxygène sans flamme ; les trois autres brûlent un combustible.
Dans une centrale au charbon, l’énergie passe dans l’ordre par les formes…
- A. thermique, chimique, électrique, cinétique
- B. chimique, thermique, cinétique, électrique
- C. chimique, électrique, thermique, cinétique
- D. électrique, cinétique, thermique, chimique
Réponse
B. chimique, thermique, cinétique, électrique — Combustion dans la chaudière (thermique), vapeur qui fait tourner la turbine (cinétique), alternateur (électrique).
On brûle 22 g de propane (44 g de propane donnent 132 g de CO₂). Masse de CO₂ :
- A. 33 g
- B. 132 g
- C. 66 g
- D. 264 g
Réponse
C. 66 g — 22 g, c’est la moitié de 44 g : 132 ÷ 2 = 66 g de CO₂.
« Mon téléphone ne rejette aucun CO₂, il est 100 % propre. » Ce qui est juste :
- A. il rejette du CO₂ par sa batterie quand il chauffe
- B. il est propre, puisqu’il n’a pas de moteur
- C. son chargeur rejette du CO₂ par la prise
- D. rien à l’usage, mais sa fabrication et son électricité en ont rejeté
Réponse
D. rien à l’usage, mais sa fabrication et son électricité en ont rejeté — Une batterie ne rejette pas de CO₂, mais il faut regarder toute la chaîne : fabrication et production de l’électricité.
Une pile s’arrête alors qu’il reste du métal à l’une de ses électrodes. Pourquoi ?
- A. un autre réactif est épuisé
- B. le métal restant est trop froid
- C. les électrons sont tous sortis
- D. la pile est devenue trop lourde
Réponse
A. un autre réactif est épuisé — Il suffit qu’un seul réactif soit épuisé pour que la transformation chimique s’arrête.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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