Physique-chimie (spécialité) · TerminaleBac
Piles électrochimiques : quiz de Terminale spécialité
Publié le 7 novembre 2026 · Mis à jour le 7 novembre 2026 · Signaler une erreur
L'essentiel
- Une pile transforme de l'énergie stockée sous forme chimique en énergie électrique : la source est une réaction d'oxydoréduction. 3
- Deux demi-réactions (un réducteur qui donne des électrons, un oxydant qui en reçoit) composent la réaction globale ; un pont salin relie les deux solutions. 3
- La décharge d'une pile est irréversible, tandis qu'un accumulateur peut être rechargé électriquement. 34
- Une pile cesse de débiter quand son système atteint l'équilibre () ; sa capacité électrique vaut .
Avant de commencer
Ce quiz couvre le fonctionnement d'une pile électrochimique : la conversion d'énergie qu'elle réalise, sa construction, ce qui la distingue d'un accumulateur, et le lien entre ses grandeurs électriques et la quantité de matière échangée. Il s'appuie sur ce que tu as vu juste avant : le quotient de réaction, la constante d'équilibre et le critère d'évolution spontanée. Une pile est un système qui évolue spontanément et dont on récupère l'énergie sous forme électrique.
Quiz
12 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.
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Une pile fournit du courant en transformant l'énergie chimique du système en énergie électrique, par une réaction d'oxydoréduction. 3 La conversion inverse (électrique vers chimique) est tentante parce qu'elle correspond à la recharge d'un accumulateur ou à une électrolyse, mais ce n'est pas le rôle d'une pile qui débite. Les conversions thermique ou mécanique n'interviennent pas dans le principe d'une pile.
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Le savant italien Alessandro Volta a inventé la pile voltaïque en 1800. 3 Galvani est un nom tentant, car il est associé à l'histoire de la pile : mais ses travaux défendaient l'idée d'une électricité d'origine animale, et Volta s'est opposé à cette interprétation. 3 Quant à 1900, c'est une confusion de siècle : l'invention date du tout début du XIXe siècle.
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Les deux solutions sont reliées par un pont salin afin que les charges électriques restent équilibrées : certains ions y circulent, mais le solvant n'y passe pas. 3 Les électrons, eux, passent par le circuit extérieur et non par le pont. Dire qu'il bloque toute circulation de matière est faux : ce sont justement des ions qui y circulent. Enfin, il ne recharge rien : la décharge d'une pile reste irréversible. 3
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C'est faux. Le mot « pile » désigne un élément dont la décharge est irréversible : une fois que le potentiel des électrodes est égalisé, on ne peut plus restaurer le potentiel électrique initial. 3 L'idée qu'une pile « récupère » en reposant vient d'une impression d'usage courant, mais le système a atteint son état final. Seul un accumulateur, électriquement rechargeable, peut retrouver son état initial. 4
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Piles et accumulateurs sont tous deux des générateurs électrochimiques, mais seuls les accumulateurs peuvent être rechargés électriquement. 4 La taille n'est pas le critère. Le deuxième piège est de croire que seul l'accumulateur utilise un électrolyte ou une réaction d'oxydoréduction : les deux en possèdent, c'est la réversibilité de leur fonctionnement qui diffère.
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Un système électrochimique comporte, à ses deux extrémités, des conducteurs électroniques (métaux, carbone) et, entre eux, au moins un conducteur ionique : l'électrolyte. 4 L'électrolyte peut être liquide ou sous forme de gel, donc il n'est pas obligatoirement solide. 4 Enfin, il conduit par déplacement d'ions et non d'électrons : le qualifier de conducteur électronique mélange les deux types de conduction.
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Dans le boîtier d'une pile, une substance cède facilement des électrons : c'est le matériau réducteur ; l'autre les absorbe : c'est le matériau oxydant. 3 Le piège est d'inverser les deux, parce que le mot « réducteur » fait penser à « réduire » : un réducteur cède des électrons, donc il s'oxyde lui-même, et c'est l'oxydant qui est réduit en captant des électrons. Les deux demi-réactions combinées forment la réaction d'oxydoréduction. 3
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C'est vrai : une pile peut contenir plusieurs couples montés en série, ce qui permet d'ajuster la tension aux bornes à la valeur désirée. 3 C'est d'ailleurs l'idée de l'empilement de Volta, qui superposait des disques de deux métaux différents séparés par du feutre imbibé d'acide. 3 Croire que la tension ne dépend que du format de la pile est une erreur : le nombre de couples en série joue directement.
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La durée doit être exprimée en secondes : s. Donc C. L'erreur tentante est de multiplier directement par 2,0 h, ce qui donne 1,0 A·h : c'est bien une capacité, mais exprimée en ampères-heures et non en coulombs, l'unité du Système international.
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La constante de Faraday est la charge d'une mole d'électrons, donc on divise la quantité d'électricité par : mol. Le piège est d'inverser la division et de trouver un nombre énorme (environ 26,8) : la charge totale de 3600 C est bien inférieure à celle d'une mole d'électrons, donc doit être très inférieur à 1 mol.
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Les activités proposées demandent, pour un montage de deux demi-piles reliées par un pont salin, de préciser la polarité, le nom de chaque électrode et le sens de circulation, et aussi de déterminer la capacité électrique d'une pile. 2 Observer seulement la couleur des solutions est insuffisant, car ce n'est pas ce qui caractérise le fonctionnement du générateur. Les grenouilles renvoient, elles, à l'histoire des sciences et à la controverse Galvani-Volta, pas au fonctionnement d'un montage. 2
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L'électrochimie couvre un large éventail de techniques : l'électrolyse, la corrosion, le dépôt d'un métal par voie électrique, ainsi que les générateurs que sont les piles, les piles à combustible et les accumulateurs. 4 Le moteur à explosion est tentant car il convertit de l'énergie chimique, mais cette conversion passe par une combustion et un mouvement mécanique, sans transfert de charge entre un conducteur électronique et un conducteur ionique. Or ce transfert d'électrons à l'interface des conducteurs est le critère des réactions électrochimiques. 4
Les questions qu'on se pose
Quand une pile cesse-t-elle de fonctionner ?
Une pile débite du courant tant que son système évolue spontanément vers l'équilibre. Quand le quotient de réaction atteint la constante d'équilibre (), le système n'évolue plus et la pile ne fournit plus de courant : on dit qu'elle est usée. Pour une pile, cet état est final, car sa décharge est irréversible : une fois le potentiel des électrodes égalisé, on ne peut pas restaurer le potentiel initial. 3 Seul un accumulateur, électriquement rechargeable, peut retrouver son état de départ. 4
Quelle est la différence entre « pile » et « batterie » ?
Au sens strict, une « pile » est un élément monobloc dont la décharge est irréversible. 3 En français, on parle de « batterie » pour les éléments rechargeables, pas pour ceux qui ne le sont pas. 3 Le mot s'emploie aussi, plus largement, pour une mise en série de piles ou d'accumulateurs. 3 Au bac, retiens que le critère décisif est la possibilité d'une recharge électrique : elle caractérise l'accumulateur. 4
Sources
Programme visé : Programme officiel - Électroénergie (Énergie électrique stockée dans des piles) · Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale
- Programme officiel - Électroénergie (Énergie électrique stockée dans des piles), Éduscol - Ministère de l'Éducation Nationale. Consulté le 6 novembre 2026.
- Activité sur la pile électrochimique - Stage esprit critique et épistémologie des sciences, Académie de Grenoble. Consulté le 6 novembre 2026.
- Pile électrique, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
- Électrochimie, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
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