QCM : Bases de la chimie — 32 questions

Explication

La matière comprend tout ce qui nous entoure, notamment l’eau, l’air, le bois, l’acier, les carburants et les engrais, et elle est constituée de particules extrêmement petites. L’idée qu’elle se limite aux objets visibles ou solides ne correspond pas à cette définition.

Explication

En agroéquipement, la chimie permet notamment d’étudier l’eau, les engrais, les carburants, les lubrifiants, la corrosion et le pH des sols et de l’eau. Le réglage mécanique des transmissions relève d’un autre domaine technique.

Explication

Les atomes, les molécules et les ions sont les principales particules étudiées en chimie, mais ils ne désignent pas la même espèce chimique. Une molécule n’est pas un atome isolé et un ion n’est pas le noyau d’un atome.

Explication

Un atome est une très petite particule de matière comprenant des protons, des neutrons et des électrons. Les molécules et les ions sont d’autres espèces chimiques, et non des constituants de l’atome dans cette description.

Explication

Le noyau se situe au centre de l’atome et contient les protons et les neutrons ; les électrons se trouvent autour du noyau. La confusion la plus fréquente consiste à placer les électrons dans le noyau.

Explication

Les protons portent une charge positive, les neutrons n’ont pas de charge électrique et les électrons portent une charge négative. Attribuer une charge au neutron ou inverser celles du proton et de l’électron est donc incorrect.

Explication

Un atome est neutre lorsque le nombre de charges positives, portées par les protons, est égal au nombre de charges négatives, portées par les électrons. Les neutrons sont neutres et ne compensent donc pas directement les protons.

Explication

Le numéro atomique $Z$ correspond au nombre de protons du noyau et permet d’identifier l’élément chimique. Le total des protons et des neutrons correspond au nombre de masse $A$, et non à $Z$.

Explication

Le nombre de masse $A$ est le total des protons et des neutrons du noyau, donc $A = 17 + 18 = 35$. La valeur 17 correspond au numéro atomique $Z$, qui compte les protons.

Explication

Le nombre de neutrons se calcule par $A - Z$, donc $40 - 18 = 22$. La valeur 18 désigne le nombre de protons, tandis que 40 représente le total des protons et des neutrons.

Explication

Le sodium possède le numéro atomique $Z = 11$. Les valeurs proposées correspondent respectivement au carbone, au chlore et au fer, et identifient donc d’autres éléments.

Explication

La lettre $X$ désigne le symbole de l’élément chimique. Le nombre de protons est indiqué par $Z$, tandis que $A$ correspond au nombre total de nucléons.

Explication

Le nombre de neutrons se calcule par $A-Z$, donc $23-11=12$. Le nombre $11$ indique les protons et $23$ représente le nombre total de nucléons.

Explication

Le tableau périodique regroupe les éléments chimiques connus, chaque case représentant un élément. Une case ne désigne donc pas directement une molécule ou une particule.

Explication

Une molécule est formée de plusieurs atomes qui sont liés entre eux. Un élément chimique est caractérisé par son nombre de protons, tandis qu’un atome chargé est un ion.

Explication

L’indice 2 placé après H indique deux atomes d’hydrogène, tandis que l’absence d’indice après O indique un seul atome d’oxygène. Le chiffre en indice ne s’applique donc pas à l’ensemble de la formule.

Explication

Le dioxygène est constitué de deux atomes d’oxygène liés, ce qui s’écrit $\mathrm{O_2}$. $\mathrm{CO_2}$ représente le dioxyde de carbone, tandis que $\mathrm{N_2}$ représente le diazote.

Explication

Un élément chimique est caractérisé par son nombre de protons et peut être représenté par un symbole. Le gain ou la perte d’électrons transforme un atome en ion, sans définir l’élément lui-même.

Explication

Un ion est un atome ou un groupe d’atomes qui possède une charge électrique. Un assemblage d’atomes liés correspond plutôt à une molécule, qui n’est pas définie par la présence d’une charge.

Explication

Le gain d’électrons apporte des charges négatives supplémentaires et forme donc un ion négatif. La perte d’électrons, à l’inverse, conduit à une charge positive.

Explication

Un cation possède une charge positive parce qu’il résulte d’une perte d’électrons, tandis qu’un anion possède une charge négative après un gain d’électrons. La charge dépend donc du transfert d’électrons et non du nombre d’atomes.

Explication

$\mathrm{O}$ désigne un atome d’oxygène neutre, $\mathrm{O_2}$ deux atomes d’oxygène liés et $\mathrm{O^{2-}}$ un ion oxygène négatif. L’indice décrit le nombre d’atomes liés, tandis que l’exposant indique la charge.

Explication

La masse atomique relative caractérise la masse d’un atome et s’exprime en unité de masse atomique u. La masse d’une mole d’atomes correspond plutôt à la masse molaire, exprimée en g/mol.

Explication

Une mole est une quantité de matière qui contient environ $6{,}02 \times 10^{23}$ particules, nombre appelé constante ou nombre d’Avogadro. La masse d’une mole est donnée par la masse molaire, et non par la définition de la mole elle-même.

Explication

La masse molaire indique la masse correspondant à une mole d’une substance, ici $40\ \mathrm{g}$. Elle ne donne ni la masse d’un atome isolé ni le nombre de particules par mole.

Explication

La masse molaire atomique correspond à la masse d’une mole d’atomes d’un élément, tandis que la masse molaire moléculaire concerne une molécule constituée de plusieurs atomes. L’unité de ces deux grandeurs est le g/mol, et non u ou g/L.

Explication

La masse molaire moléculaire s’obtient en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes présents dans la formule. Utiliser la masse d’un seul élément ne tiendrait pas compte de la composition complète de la molécule.

Explication

La formule contient deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène, donc $M(\mathrm{H_2O})=2\times1+16=18\ \mathrm{g/mol}$. La valeur $16\ \mathrm{g/mol}$ correspond à l’oxygène seul, sans la contribution de l’hydrogène.

Explication

La quantité de matière indique le nombre de moles d’une substance et se note $n$, avec l’unité mol. La masse s’exprime en g, tandis que la masse molaire et la concentration massique ont respectivement les unités g/mol et g/L.

Explication

On utilise $n=\frac{m}{M}$, ce qui donne $n=\frac{36}{18}=2\ \mathrm{mol}$. Multiplier la masse par la masse molaire ou soustraire ces grandeurs ne correspond pas à la relation adaptée.

Explication

La masse se calcule par $m=n\times M$, relation équivalente à $n=\frac{m}{M}$. Le quotient $\frac{n}{M}$ ne respecte pas les relations entre ces trois grandeurs.

Explication

La concentration massique se calcule avec $C_m=\frac{m}{V}$, donc $C_m=\frac{12}{3}=4\ \mathrm{g/L}$. La valeur $36\ \mathrm{g/L}$ provient d’une multiplication, alors que la définition impose une division par le volume.