QCM : Chimie des solutions — 18 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle caractéristique permet d’identifier un mélange homogène ?

Une seule phase est distinguée dans le mélange
Les constituants réagissent chimiquement entre eux
Le mélange contient une seule substance chimique
Plusieurs phases sont visibles dans le mélange

Une seule phase est distinguée dans le mélange

Explication

Un mélange homogène se caractérise par la présence d’une seule phase distinguable. La présence de plusieurs phases correspond plutôt à un mélange hétérogène.

2. Laquelle de ces descriptions correspond à une solution ?

Un mélange hétérogène contenant plusieurs phases visibles
Un mélange homogène contenant au moins deux substances
Une substance pure constituée d’un seul composé
Un assemblage de solides séparés sans phase commune

Un mélange homogène contenant au moins deux substances

Explication

Une solution est un mélange homogène qui contient au moins deux substances et peut être gazeux, liquide ou solide. Un mélange comportant plusieurs phases est hétérogène.

3. Dans une solution, comment reconnaît-on le solvant ?

C’est l’espèce minoritaire qui précipite après la dissolution
C’est la substance qui réagit chimiquement avec le soluté
C’est l’espèce solide présente avant la préparation
C’est l’espèce majoritaire qui dissout les autres sans modification chimique

C’est l’espèce majoritaire qui dissout les autres sans modification chimique

Explication

Le solvant est l’espèce majoritaire, dans le même état physique que la solution, qui dissout, dilue ou extrait d’autres substances sans transformation chimique. L’espèce dissoute est appelée soluté.

4. Quelle substance peut être qualifiée de soluté ?

L’espèce majoritaire qui constitue l’état physique de la solution
Une phase distincte qui reste séparée du solvant
Une substance qui provoque nécessairement une réaction chimique
Toute substance solide, liquide ou gazeuse pouvant être dissoute

Toute substance solide, liquide ou gazeuse pouvant être dissoute

Explication

Un soluté est une substance qui peut être dissoute dans un solvant, quel que soit son état physique initial. Une phase qui reste séparée ne constitue pas un soluté dissous.

5. Que décrit précisément la solvatation lors de la formation d’une solution ?

La dispersion globale d’un solide jusqu’à sa disparition visible
La mesure de la masse de soluté contenue dans la solution
La séparation mécanique des différentes phases d’un mélange
L’interaction entre les particules dissoutes et les molécules du solvant

L’interaction entre les particules dissoutes et les molécules du solvant

Explication

La solvatation désigne l’interaction entre les atomes, ions ou molécules de l’espèce dissoute et les molécules du solvant. La dispersion globale du soluté correspond au processus plus large de dissolution.

6. Quelle équation représente la dissolution du chlorure de sodium dans l’eau ?

NaCl(aq)→NaCl(s)\mathrm{NaCl(aq) \rightarrow NaCl(s)}
NaCl(s)+H2O(l)→NaOH(aq)+HCl(aq)\mathrm{NaCl(s) + H_2O(l) \rightarrow NaOH(aq) + HCl(aq)}
NaCl(s)→Na+(aq)+Cl−(aq)\mathrm{NaCl(s) \rightarrow Na^+(aq) + Cl^-(aq)}
Na+(s)+Cl−(s)→NaCl(aq)\mathrm{Na^+(s) + Cl^-(s) \rightarrow NaCl(aq)}

$$\mathrm{NaCl(s) \rightarrow Na^+(aq) + Cl^-(aq)}$$

Explication

Dans l’eau, le chlorure de sodium solide se dissocie en ions sodium et chlorure solvatés, ce qui est représenté par cette équation. Il ne forme pas de nouvelles espèces comme l’hydroxyde de sodium et l’acide chlorhydrique.

7. Quelles étapes décrivent la dissolution d’un solide ionique dans un solvant ?

Condensation du solvant, cristallisation, puis séparation
Dissociation du solide, solvatation des ions, puis dispersion
Évaporation du solvant, ionisation, puis recombinaison
Fusion du solide, réaction chimique, puis précipitation

Dissociation du solide, solvatation des ions, puis dispersion

Explication

La dissolution d’un solide ionique implique d’abord la dissociation du réseau, puis la solvatation des ions et leur dispersion dans le solvant. La fusion et la précipitation décrivent d’autres phénomènes physiques.

8. Que mesure la concentration massique d’une solution ?

Le volume de solvant nécessaire par gramme de soluté
Le nombre d’entités dissoutes par mole de solution
La masse de soluté dissoute par litre de solution
La quantité de matière de soluté par litre de solution

La masse de soluté dissoute par litre de solution

Explication

La concentration massique rapporte la masse de soluté au volume de solution, généralement en grammes par litre. La quantité de matière rapportée au volume définit plutôt la concentration molaire.

9. Quelle grandeur s’exprime en mol⋅L−1\mathrm{mol\cdot L^{-1}} ?

La masse molaire du soluté
La concentration molaire d’une solution
La concentration massique d’une solution
La fraction molaire du constituant

La concentration molaire d’une solution

Explication

La concentration molaire correspond à la quantité de matière de soluté par litre de solution et s’exprime en mol⋅L−1\mathrm{mol\cdot L^{-1}}. La concentration massique s’exprime avec une masse par volume, tandis que la fraction molaire est sans unité.

10. Lorsqu’une solution est diluée, quelle grandeur diminue tandis que le nombre de moles de soluté reste inchangé ?

La charge électrique totale
La masse molaire du soluté
La quantité de soluté dissous
La concentration de la solution

La concentration de la solution

Explication

Une dilution ajoute du solvant, ce qui augmente le volume et diminue la concentration sans modifier le nombre de moles de soluté. La quantité de soluté dissous reste donc conservée, contrairement à la concentration.

11. On prélève 20 mL20\ \mathrm{mL} d’une solution à 0,50 mol L−10{,}50\ \mathrm{mol\,L^{-1}}, puis on complète à 100 mL100\ \mathrm{mL} ; quelle est la concentration finale ?

0,10 mol L−10{,}10\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
2,5 mol L−12{,}5\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
10 mol L−110\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,025 mol L−10{,}025\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

$$0{,}10\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Explication

La conservation du soluté donne CinitialeVinitial=CfinaleVfinalC_{initiale}V_{initial}=C_{finale}V_{final}, donc Cfinale=0,50×20100=0,10 mol L−1C_{finale}=0{,}50\times\frac{20}{100}=0{,}10\ \mathrm{mol\,L^{-1}}. La concentration est ainsi réduite dans le rapport des volumes, et non augmentée.

12. Quelle caractéristique définit une solution électrolytique ?

Elle transforme toute espèce dissoute en précipité solide
Elle possède une concentration élevée en solvant moléculaire
Elle contient des molécules neutres incapables de se déplacer
Elle contient des ions mobiles capables de conduire le courant

Elle contient des ions mobiles capables de conduire le courant

Explication

Un électrolyte est une solution contenant des ions capables de se déplacer et de conduire l’électricité. La présence de molécules neutres ne suffit donc pas à définir une solution électrolytique.

13. Quelle distinction caractérise un électrolyte fort par rapport à un électrolyte faible ?

Il devient ionisé après une réaction avec le solvant
Il est complètement ionisé à toute concentration
Il conduit le courant grâce à des molécules neutres
Il est partiellement ionisé dans une solution concentrée

Il est complètement ionisé à toute concentration

Explication

Un électrolyte fort est complètement ionisé à toute concentration, tandis qu’un électrolyte faible ne l’est que partiellement. La concentration peut influencer l’ionisation d’un électrolyte faible, mais elle ne change pas cette distinction fondamentale.

14. Quelle situation distingue une réaction totale d’une réaction à l’équilibre ?

La réaction totale et l’équilibre consomment les réactifs dans les mêmes proportions
La réaction totale conserve le réactif limitant, tandis que l’équilibre forme uniquement des produits
La réaction totale conserve réactifs et produits, tandis que l’équilibre consomme le réactif limitant
La réaction totale consomme le réactif limitant, tandis que l’équilibre conserve réactifs et produits

La réaction totale consomme le réactif limitant, tandis que l’équilibre conserve réactifs et produits

Explication

Une réaction totale consomme entièrement le réactif limitant, alors qu’une réaction à l’équilibre laisse coexister des réactifs et des produits. La coexistence des deux types d’espèces caractérise donc l’équilibre.

15. Pour la réaction aA+bB⇌cC+dDaA+bB\rightleftharpoons cC+dD, quelle expression représente la constante d’équilibre ?

K=aA(eq)caB(eq)daC(eq)aaD(eq)bK=\frac{a_A(eq)^c a_B(eq)^d}{a_C(eq)^a a_D(eq)^b}
K=aA(eq)aaB(eq)baC(eq)caD(eq)dK=\frac{a_A(eq)^a a_B(eq)^b}{a_C(eq)^c a_D(eq)^d}
K=aC(eq)caD(eq)daA(eq)aaB(eq)bK=\frac{a_C(eq)^c a_D(eq)^d}{a_A(eq)^a a_B(eq)^b}
K=aC(eq)+aD(eq)aA(eq)+aB(eq)K=\frac{a_C(eq)+a_D(eq)}{a_A(eq)+a_B(eq)}

$$K=\frac{a_C(eq)^c a_D(eq)^d}{a_A(eq)^a a_B(eq)^b}$$

Explication

La constante d’équilibre est le rapport des activités des produits et des réactifs, chaque activité étant élevée à la puissance de son coefficient stœchiométrique. L’équation-bilan indique ces exposants, mais elle ne fournit pas à elle seule la valeur numérique de KK.

16. Que signifie une constante d’équilibre telle que 10−3<K<10310^{-3}<K<10^3 ?

La réaction est totale dans le sens inverse
La réaction est totale dans le sens direct
La réaction est partielle
La réaction ne se produit pas

La réaction est partielle

Explication

Une valeur comprise entre 10−310^{-3} et 10310^3 indique qu’aucun sens ne domine complètement : la réaction est partielle. Une réaction totale dans le sens direct correspond plutôt à K≥103K\geq10^3.

17. Que décrit l’avancement d’une réaction chimique ?

La vitesse instantanée de consommation du réactif limitant
La quantité de solvant ajoutée pendant une dilution
La valeur de la constante qui caractérise l’état d’équilibre
L’évolution du système entre son état initial et son état final

L’évolution du système entre son état initial et son état final

Explication

L’avancement caractérise l’état d’une réaction au cours de son évolution entre l’état initial et l’état final. La constante d’équilibre décrit une propriété de l’état d’équilibre, mais ne constitue pas l’avancement.

18. Dans une équation de réaction, quel signe porte le coefficient stœchiométrique νi\nu_i d’une espèce produite ?

Un signe variable selon la concentration
Un signe positif
Un signe négatif
Un signe nul

Un signe positif

Explication

Le coefficient stœchiométrique νi\nu_i est positif pour les produits et négatif pour les réactifs. Son signe dépend donc du rôle de l’espèce dans la réaction, et non de sa concentration.

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Qu'est-ce qu'un mélange homogène ?

Un mélange avec une seule phase distinguée.

Qu'est-ce qu'une solution ?

Un mélange homogène contenant au moins deux substances.

Qu'est-ce qu'un solvant ?

L'espèce chimique majoritaire qui dissout d'autres substances sans modification chimique.

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