QCM : Chimie des solutions — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle caractéristique permet de reconnaître un mélange homogène ?

On y distingue une seule phase
On y observe plusieurs phases séparées
Il contient une seule substance chimique
Il présente nécessairement un état solide

On y distingue une seule phase

Explication

Un mélange homogène paraît uniforme, car une seule phase y est distinguable. La présence de plusieurs phases caractérise plutôt un mélange hétérogène.

2. Laquelle des descriptions définit correctement une solution ?

Un solide obtenu après évaporation du solvant
Un mélange homogène d’au moins deux substances
Une substance pure composée d’un seul élément
Un mélange hétérogène contenant deux phases visibles

Un mélange homogène d’au moins deux substances

Explication

Une solution est un mélange homogène constitué d’au moins deux substances et peut être gazeuse, liquide ou solide. Une substance pure ne contient pas ce mélange de constituants.

3. Dans une solution aqueuse contenant une faible quantité de sucre, quelle espèce joue le rôle de solvant ?

L’eau, car elle est majoritaire et dissout le sucre
L’eau, car elle devient chimiquement différente après mélange
Le sucre, car il détermine l’état physique de la solution
Le sucre, car il est introduit dans la solution

L’eau, car elle est majoritaire et dissout le sucre

Explication

Le solvant est l’espèce majoritaire qui dissout le soluté sans modification chimique et qui est dans le même état physique que la solution. Le sucre dissous est donc le soluté.

4. Dans une solution préparée en dissolvant du sel dans l’eau, comment identifier le soluté ?

C’est la solution, car elle contient plusieurs constituants
C’est le récipient, car il reçoit les substances mélangées
C’est l’eau, car elle constitue le milieu de dissolution
C’est le sel, car il est dissous dans l’eau

C’est le sel, car il est dissous dans l’eau

Explication

Le soluté est la substance dissoute dans le solvant ; ici, il s’agit du sel. L’eau, présente en plus grande quantité, joue le rôle de solvant.

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

La transformation chimique du soluté en une nouvelle substance
La séparation complète du solvant en plusieurs constituants
La séparation des ions qui composent un solide ionique
L’interaction entre le soluté dispersé et les molécules du solvant

L’interaction entre le soluté dispersé et les molécules du solvant

Explication

La solvatation correspond à l’interaction entre les atomes, ions ou molécules dispersés et les molécules du solvant. La séparation des ions d’un solide ionique relève de la dissociation.

6. Dans quel ordre se déroule généralement la dissolution d’un solide ionique ?

Dissociation du solide, solvatation des ions, puis dispersion
Dispersion des ions, dissociation du solide, puis solvatation
Solvatation des ions, dissociation du solide, puis dispersion
Dissociation du solide, dispersion des ions, puis solvatation

Dissociation du solide, solvatation des ions, puis dispersion

Explication

Le solide ionique se sépare d’abord en ions, qui sont ensuite entourés par les molécules du solvant avant leur dispersion dans la solution. La dispersion ne précède donc pas la solvatation.

7. Quel couple respecte la tendance de solubilité des solutés moléculaires ?

Un soluté polaire dans un solvant apolaire
Un soluté apolaire dans un solvant polaire
Un soluté polaire dans un solvant polaire
Un soluté ionique dans un solvant apolaire

Un soluté polaire dans un solvant polaire

Explication

Les solutés moléculaires polaires sont généralement solubles dans les solvants polaires, tandis que les solutés apolaires s’associent préférentiellement à des solvants apolaires. Les autres couples ne respectent pas cette correspondance.

8. Que mesure une concentration molaire de 0,50 mol⋅L−10{,}50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} ?

Une quantité de 0,500{,}50 mole de soluté par litre de solution
Une masse de 0,500{,}50 gramme de soluté par litre de solution
Un volume de 0,500{,}50 litre de solution par mole de soluté
Une quantité de 0,500{,}50 mole de solvant par litre de solution

Une quantité de $$0{,}50$$ mole de soluté par litre de solution

Explication

La concentration molaire exprime une quantité de matière de soluté par volume de solution, en mol·L⁻¹. Une grandeur en g·L⁻¹ correspondrait à une concentration massique.

9. Une solution contient 12 g12\ \mathrm{g} de soluté dans 3,0 L3{,}0\ \mathrm{L} de solution. Quelle est sa concentration massique ?

0,25 g⋅L−10{,}25\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
9,0 g⋅L−19{,}0\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
4,0 g⋅L−14{,}0\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
36 g⋅L−136\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

$$4{,}0\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$$

Explication

La concentration massique se calcule par le rapport de la masse de soluté au volume de solution, soit 12/3,0=4,0 g⋅L−112/3{,}0=4{,}0\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}. La concentration molaire utiliserait une quantité de matière en moles, et non une masse en grammes.

10. Un échantillon contient une masse m=18 gm=18\ \mathrm{g} d’une substance de masse molaire M=6,0 g⋅mol−1M=6{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}. Quelle quantité de matière contient-il ?

3,0 mol3{,}0\ \mathrm{mol}
108 mol108\ \mathrm{mol}
24 mol24\ \mathrm{mol}
12 mol12\ \mathrm{mol}

$$3{,}0\ \mathrm{mol}$$

Explication

La relation n=mMn=\frac{m}{M} donne ici n=186,0=3,0 moln=\frac{18}{6{,}0}=3{,}0\ \mathrm{mol}. Multiplier la masse par la masse molaire ne permet pas d’obtenir une quantité de matière.

11. Quelle grandeur reste inchangée lors d’une dilution, malgré la diminution de la concentration ?

La masse volumique de la solution
Le volume total de la solution
Le nombre de moles du soluté
La concentration molaire du soluté

Le nombre de moles du soluté

Explication

Une dilution ajoute du solvant et diminue la concentration, mais le nombre de moles de soluté reste conservé. Le volume total change précisément parce que du solvant est ajouté, et la concentration n’est donc pas maintenue.

12. Pour préparer une dilution, une solution initiale a une concentration de 0,80 mol L−10{,}80\ \mathrm{mol\,L^{-1}} et un volume de 25,0 mL25{,}0\ \mathrm{mL}. Quelle concentration obtient-on après ajustement du volume final à 100,0 mL100{,}0\ \mathrm{mL} ?

0,20 mol L−10{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,32 mol L−10{,}32\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
80,0 mol L−180{,}0\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
3,20 mol L−13{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

$$0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Explication

La conservation du soluté donne CinitialeVinitial=CfinalVfinalC_{initiale}V_{initial}=C_{final}V_{final}, donc Cfinal=0,80×25,0100,0=0,20 mol L−1C_{final}=0{,}80\times\frac{25{,}0}{100{,}0}=0{,}20\ \mathrm{mol\,L^{-1}}. La valeur 0,32 mol L−10{,}32\ \mathrm{mol\,L^{-1}} ne respecte pas ce rapport de volumes.

13. Pourquoi une solution électrolytique peut-elle conduire le courant électrique ?

Elle possède une température nécessairement élevée
Elle contient des molécules toutes neutres
Elle contient des ions mobiles
Elle transforme le solvant en métal conducteur

Elle contient des ions mobiles

Explication

Les ions mobiles d’une solution électrolytique transportent les charges électriques et permettent le passage du courant. La présence de molécules neutres ne suffit pas à expliquer cette conductivité.

14. Quelle distinction décrit correctement un électrolyte fort et un électrolyte faible ?

Le fort ne contient pas d’ions, le faible en contient plusieurs
Le fort conduit dans l’eau, le faible conduit uniquement à l’état solide
Le fort est partiellement ionisé, le faible complètement ionisé
Le fort est complètement ionisé, le faible partiellement ionisé

Le fort est complètement ionisé, le faible partiellement ionisé

Explication

Un électrolyte fort est complètement ionisé à toute concentration, alors qu’un électrolyte faible ne l’est que partiellement. La conductivité ne se définit pas par une opposition entre solution aqueuse et solide.

15. Quelle différence caractérise une réaction totale par rapport à une réaction à l’équilibre ?

La réaction totale consomme le réactif limitant, tandis que l’équilibre conserve réactifs et produits
La réaction totale est partielle, tandis que l’équilibre consomme le réactif limitant
La réaction totale est réversible, tandis que l’équilibre devient progressivement irréversible
La réaction totale conserve le réactif limitant, tandis que l’équilibre forme un produit unique

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

Explication

Dans une réaction totale, le réactif limitant est entièrement consommé, tandis qu’à l’équilibre réactifs et produits coexistent. Dire qu’une réaction totale est partielle inverse précisément la distinction entre ces deux situations.

16. Quelle équation représente la synthèse réversible de l’ammoniac ?

N2+H2→NH3\mathrm{N_2+H_2 \rightarrow NH_3}
N2+3H2⇌2NH3\mathrm{N_2+3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3}
N2+3H2→2NH3\mathrm{N_2+3H_2 \rightarrow 2NH_3}
2NH3→N2+3H2\mathrm{2NH_3 \rightarrow N_2+3H_2}

$$\mathrm{N_2+3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3}$$

Explication

La synthèse de l’ammoniac est réversible et s’écrit avec une double flèche entre N2+3H2\mathrm{N_2+3H_2} et 2NH3\mathrm{2NH_3}. Une simple flèche indique une transformation dans un seul sens et ne traduit pas la réversibilité.

17. Pour la réaction aA+bB⇌cC+dDaA+bB\rightleftharpoons cC+dD, quelle expression de la constante d’équilibre est correcte ?

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)aaD(eq)baA(eq)caB(eq)dK=\frac{a_C(eq)^a a_D(eq)^b}{a_A(eq)^c a_B(eq)^d}
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 s’obtient en plaçant les activités des produits au numérateur et celles des réactifs au dénominateur, chacune élevée à son coefficient stœchiométrique. Inverser les rapports ou remplacer les puissances par des sommes ne respecte pas l’expression thermodynamique de l’équilibre.

18. Une réaction possède une constante d’équilibre K=5×10−4K=5\times10^{-4}. Comment caractériser son évolution privilégiée ?

Elle est inexistante dans les conditions considérées.
Elle est totale dans le sens inverse.
Elle est partielle dans le sens direct.
Elle est totale dans le sens direct.

Elle est totale dans le sens inverse.

Explication

Comme 0<K<10−30<K<10^{-3}, la réaction est considérée comme totale dans le sens inverse. Une valeur comprise entre 10−310^{-3} et 10310^3 correspondrait plutôt à une réaction partielle.

19. Que représente l’avancement ξ\xi d’une réaction chimique ?

La pression du mélange lorsque l’équilibre est atteint.
La quantité de chaleur échangée pendant la transformation.
L’état de la réaction entre ses états initial et final.
La valeur de la constante d’équilibre à l’état final.

L’état de la réaction entre ses états initial et final.

Explication

L’avancement ξ\xi caractérise l’état d’une réaction en situant sa progression entre l’état initial et l’état final. Il ne correspond ni à la constante d’équilibre, ni à une grandeur énergétique ou à la pression du système.

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Qu'est-ce qu'un mélange homogène ?

Un mélange avec une seule phase visible.

Qu'est-ce qu'une solution ?

Un mélange homogène de deux substances ou plus.

Quelle est la caractéristique principale du solvant ?

C'est l'espèce chimique majoritaire dans la solution.

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