QCM : Chimie et physique générale (29 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle notation et quelle unité correspondent à la quantité de matière ?

Elle se note m et s’exprime en moles (mol).
Elle se note n et s’exprime en grammes (g).
Elle se note n et s’exprime en moles (mol).
Elle se note m et s’exprime en grammes (g).

Elle se note n et s’exprime en moles (mol).

Explication

La quantité de matière est notée n et son unité est la mole, de symbole mol. La masse, qui constitue le distracteur le plus proche, se note m et s’exprime en grammes.

2. Combien d’entités élémentaires correspondent à une mole selon la constante d’Avogadro ?

Environ 9,81×10239{,}81 \times 10^{23} entités.
Environ 6,02×10−236{,}02 \times 10^{-23} entités.
Environ 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités.
Environ 1,60×10231{,}60 \times 10^{23} entités.

Environ $$6{,}02 \times 10^{23}$$ entités.

Explication

La constante d’Avogadro vaut 6,02×1023 mol−16{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1} et relie une quantité en moles au nombre d’entités. La valeur avec un exposant négatif ne correspond pas à cette constante.

3. Pour mesurer une solution colorée au spectrophotomètre, comment choisit-on la longueur d’onde et que mesure-t-on ensuite ?

On la choisit d’après la couleur perçue, puis on mesure la masse de la solution.
On la choisit d’après la longueur de la cuve, puis on mesure l’intensité réfléchie.
On la choisit d’après la concentration, puis on mesure l’intensité incidente.
On la choisit d’après la couleur ou le spectre d’absorption, puis on mesure l’intensité transmise.

On la choisit d’après la couleur ou le spectre d’absorption, puis on mesure l’intensité transmise.

Explication

La longueur d’onde est sélectionnée en fonction de la couleur ou du spectre d’absorption de la solution, puis l’appareil mesure l’intensité lumineuse transmise. L’intensité incidente sert de référence, mais ce n’est pas la grandeur transmise que l’on mesure à cette étape.

4. Lorsqu’une solution colorée absorbe une partie de la lumière blanche, quelle relation observe-t-on entre les intensités lumineuses ?

L’intensité transmise II est égale à l’intensité incidente I0I_0.
L’intensité incidente I0I_0 est inférieure à l’intensité transmise II.
L’intensité transmise II devient nulle quelle que soit la solution.
L’intensité transmise II est inférieure à l’intensité incidente I0I_0.

L’intensité transmise $$I$$ est inférieure à l’intensité incidente $$I_0$$.

Explication

L’absorption de certaines radiations réduit l’intensité qui traverse la solution : I<I0I < I_0. Une intensité transmise nulle n’est pas imposée, puisque la solution n’absorbe pas forcément toute la lumière.

5. Une solution absorbe le vert à son maximum d’absorption de 530 nm et apparaît rose-violette : quelle interprétation est correcte ?

Le vert est absorbé et le rose-violet est la couleur perçue, complémentaire.
Le vert est absorbé et la solution paraît verte par réflexion de cette radiation.
Le rose-violet est absorbé et le vert est la couleur perçue, complémentaire.
Le rose-violet est absorbé et la solution paraît rose-violette par transmission.

Le vert est absorbé et le rose-violet est la couleur perçue, complémentaire.

Explication

La couleur correspondant au maximum d’absorption est le vert, tandis que la solution apparaît de la couleur complémentaire rose-violette. Confondre couleur absorbée et couleur perçue inverse ces deux rôles.

6. À longueur d’onde et solution fixées, que devient l’absorbance si la concentration est doublée dans le domaine de proportionnalité ?

Elle augmente de quatre fois, car l’absorbance dépend du carré de la concentration.
Elle reste inchangée, car kk ne dépend pas de la concentration.
Elle double, car A=kc=εlcA = kc = \varepsilon l c et k=εlk = \varepsilon l.
Elle est divisée par deux, car l’absorbance varie inversement avec la concentration.

Elle double, car $$A = kc = \varepsilon l c$$ et $$k = \varepsilon l$$.

Explication

À longueur d’onde et solution données, kk est constant et l’absorbance est proportionnelle à la concentration ; doubler celle-ci double donc AA. L’idée d’une absorbance inversement proportionnelle à la concentration contredit la relation de Beer-Lambert.

7. Qu’est-ce que l’électrisation d’un objet par frottement ou par contact ?

Lui apporter ou lui arracher des électrons.
Déplacer ses charges électriques sans transfert d’électrons.
Réorienter ses molécules sous l’effet d’un champ gravitationnel.
Modifier sa masse en lui apportant des protons.

Lui apporter ou lui arracher des électrons.

Explication

L’électrisation par frottement ou par contact consiste à transférer des électrons vers l’objet ou à lui en retirer. Un déplacement interne des charges sans apport ni arrachement d’électrons décrit plutôt l’électrisation par influence.

8. Quelle interaction explique que les corps présents sur Terre soient attirés par la Terre ?

L’interaction magnétique entre la Terre et ces corps.
L’interaction de contact entre la Terre et ces corps.
L’interaction électrique entre la Terre et ces corps.
L’interaction gravitationnelle entre la Terre et ces corps.

L’interaction gravitationnelle entre la Terre et ces corps.

Explication

L’attraction exercée par la Terre sur les corps relève de l’interaction gravitationnelle. Une interaction de contact nécessite un contact entre les objets, ce qui n’explique pas cette attraction générale.

9. Pour calculer une interaction gravitationnelle entre deux objets, comment définit-on la distance dd ?

Comme la somme des masses des deux objets.
Comme le rayon du plus grand des deux objets.
Comme la distance entre les surfaces les plus proches des deux objets.
Comme la distance entre les centres des deux objets.

Comme la distance entre les centres des deux objets.

Explication

Dans le calcul de l’interaction gravitationnelle, dd désigne la distance séparant les centres des deux objets. La distance entre les surfaces ne correspond pas à cette définition, même si elle peut différer de la distance centre à centre.

10. Une masse MM crée un champ de gravitation à une distance dd de son centre ; si dd est doublée, comment varie la valeur du champ ?

Elle est multipliée par deux, car le champ est proportionnel à dd.
Elle est divisée par quatre, conformément à g=GMd2g = \frac{GM}{d^2}.
Elle est multipliée par quatre, car le champ est proportionnel à d2d^2.
Elle est divisée par deux, car le champ est inversement proportionnel à dd.

Elle est divisée par quatre, conformément à $$g = \frac{GM}{d^2}$$.

Explication

La relation g=GMd2g = \frac{GM}{d^2} montre que le champ varie comme l’inverse du carré de la distance ; doubler dd le divise donc par quatre. Une division par deux correspondrait à une dépendance en 1/d1/d, et non en 1/d21/d^2.

11. Quelle capacité caractérise un oxydant lors d’une réaction d’oxydoréduction ?

Former des ions sans échange d’électrons
Conserver le même nombre d’électrons
Capter un ou plusieurs électrons
Céder un ou plusieurs électrons

Capter un ou plusieurs électrons

Explication

Un oxydant gagne des électrons au cours d’une réaction d’oxydoréduction. Céder des électrons caractérise plutôt un réducteur.

12. Quel rôle joue un réducteur dans un échange d’électrons ?

Il cède un ou plusieurs électrons
Il équilibre les charges sans échange électronique
Il reçoit les électrons de l’oxydant
Il capte un ou plusieurs électrons

Il cède un ou plusieurs électrons

Explication

Un réducteur est une espèce chimique qui perd un ou plusieurs électrons. La capture d’électrons correspond au rôle d’un oxydant.

13. Quelle demi-équation décrit l’échange électronique d’un couple oxydant/réducteur Ox/Red ?

Red+n e−=Ox\mathrm{Red} + n\,\mathrm{e^-} = \mathrm{Ox}
n Ox+Red=e−n\,\mathrm{Ox} + \mathrm{Red} = \mathrm{e^-}
Ox+Red=n e−\mathrm{Ox} + \mathrm{Red} = n\,\mathrm{e^-}
Ox+n e−=Red\mathrm{Ox} + n\,\mathrm{e^-} = \mathrm{Red}

$$\mathrm{Ox} + n\,\mathrm{e^-} = \mathrm{Red}$$

Explication

Dans la demi-équation du couple, l’oxydant capte les électrons pour former le réducteur. Inverser Ox et Red dans cette écriture correspondrait à l’autre sens de l’échange.

14. Une espèce perd des électrons au cours d’une transformation : comment qualifie-t-on ce processus ?

Une réduction
Une neutralisation
Une oxydation
Une précipitation

Une oxydation

Explication

La perte d’électrons définit une oxydation, tandis que leur gain définit une réduction. La réduction est donc le processus associé au gain d’électrons.

15. Dans une transformation chimique, quel réactif est appelé réactif limitant ?

Celui qui est épuisé en premier et arrête la transformation
Celui qui forme le produit en plus faible proportion
Celui dont la quantité initiale est la plus grande
Celui qui reste après l’arrêt de la transformation

Celui qui est épuisé en premier et arrête la transformation

Explication

Le réactif limitant atteint une quantité nulle en premier, ce qui arrête la transformation. Un réactif restant après l’arrêt est au contraire en excès.

16. Comment déterminer la quantité maximale de produits formée à partir de plusieurs réactifs ?

Retenir le réactif dont la masse molaire est la plus élevée
Comparer les quantités finales des produits avant de suivre la consommation des réactifs
Comparer, pour chaque réactif, sa quantité initiale à la quantité consommée prévue par l’équation
Additionner les quantités initiales des réactifs sans tenir compte de l’équation

Comparer, pour chaque réactif, sa quantité initiale à la quantité consommée prévue par l’équation

Explication

Il faut confronter les quantités initiales de chaque réactif aux quantités consommées selon l’équation, puis repérer celui qui s’épuise. La masse molaire seule ne permet pas de déterminer le réactif limitant.

17. Dans quelle unité les quantités de matière sont-elles suivies dans un tableau d’avancement ?

En kilogrammes
En grammes
En litres
En moles

En moles

Explication

Le tableau d’avancement suit les quantités de matière des différentes espèces en moles. Les grammes expriment une masse, et non une quantité de matière.

18. Que signifie que des réactifs sont en conditions stœchiométriques ?

Un réactif est épuisé tandis que les autres restent en excès
Les réactifs restent tous présents à la fin de la transformation
Les produits sont consommés dans les proportions des réactifs
Tous les réactifs sont consommés sans qu’il en reste

Tous les réactifs sont consommés sans qu’il en reste

Explication

En conditions stœchiométriques, les réactifs sont consommés sans reste. Si certains réactifs demeurent après l’arrêt, la transformation n’est pas dans ces conditions.

19. Quelle propriété décrit un fluide, qu’il soit liquide ou gazeux ?

Il prend le volume de son récipient tout en gardant une forme fixe
Il conserve une forme propre et résiste à la déformation
Il peut s’écouler, se déformer et prendre la forme de son récipient
Il s’écoule, mais conserve une forme indépendante du récipient

Il peut s’écouler, se déformer et prendre la forme de son récipient

Explication

Un fluide est déformable, peut s’écouler et n’a pas de forme propre : il épouse la forme de son récipient. Un solide, contrairement à un fluide, conserve sa forme.

20. Quel comportement caractérise les molécules d’un gaz au repos à l’échelle macroscopique ?

Elles se déplacent ensemble dans une direction fixe sans heurter les parois
Elles sont très éloignées, en mouvement désordonné et heurtent les parois
Elles restent proches et ordonnées, avec des déplacements limités
Elles sont éloignées mais immobiles entre deux changements de récipient

Elles sont très éloignées, en mouvement désordonné et heurtent les parois

Explication

Les molécules d’un gaz sont très éloignées et animées d’un mouvement permanent et désordonné, avec des chocs entre elles et contre les parois. Des molécules proches et ordonnées ne décrivent pas le comportement gazeux indiqué.

21. Que relie la masse volumique d’un fluide, et de quel facteur dépend-elle aussi ?

La pression et la surface du fluide; elle varie avec la forme du récipient
La masse et le volume du fluide; elle varie avec la température
La force et la masse du fluide; elle varie avec la pression extérieure
Le volume et la température du fluide; elle varie avec la quantité de matière

La masse et le volume du fluide; elle varie avec la température

Explication

La masse volumique relie la masse d’un fluide à son volume et varie avec la température. La pression et la surface sont liées à la force pressante, pas à la définition de la masse volumique.

22. Une force pressante de 12 N12\,\mathrm{N} agit sur une surface de 3 m23\,\mathrm{m^2}. Quelle pression exerce-t-elle ?

36 Pa36\,\mathrm{Pa}
4 Pa4\,\mathrm{Pa}
9 Pa9\,\mathrm{Pa}
15 Pa15\,\mathrm{Pa}

$$4\,\mathrm{Pa}$$

Explication

La pression est le quotient de la force pressante par la surface, donc P=12/3=4 PaP = 12/3 = 4\,\mathrm{Pa}. Multiplier la force par la surface ne respecte pas la relation entre ces grandeurs.

23. Lorsqu’on étudie le mouvement d’une voiture, comment distingue-t-on le système du milieu extérieur ?

La voiture et son environnement forment ensemble le système, tandis que le milieu extérieur est l’observateur.
Le conducteur est le système étudié et la voiture forme le milieu extérieur, avec la route.
La voiture est le système étudié et tout ce qui n’en fait pas partie forme le milieu extérieur.
La route est le système étudié et la voiture ainsi que son conducteur forment le milieu extérieur.

La voiture est le système étudié et tout ce qui n’en fait pas partie forme le milieu extérieur.

Explication

Le système désigne l’objet que l’on choisit d’étudier ; les éléments qui n’en font pas partie constituent le milieu extérieur. La route pourrait être choisie comme système dans une autre étude, mais elle n’est pas le système dans la situation décrite.

24. De quoi un référentiel est-il constitué pour décrire le mouvement d’un objet ?

D’un solide immobile associé à une force, par rapport auquel les accélérations sont décrites.
D’une horloge associée à une trajectoire, indépendamment de tout solide de référence.
D’un solide de référence associé à une horloge, par rapport auquel le mouvement est décrit.
D’un objet en mouvement associé à un repère spatial, sans mesure du temps.

D’un solide de référence associé à une horloge, par rapport auquel le mouvement est décrit.

Explication

Un référentiel associe un solide de référence à une horloge afin de décrire le mouvement d’un objet par rapport à eux. Un repère spatial sans horloge ne suffit pas à fournir cette définition.

25. Quel référentiel convient pour étudier le mouvement d’un satellite autour de la Terre ?

Le référentiel héliocentrique, centré sur le Soleil.
Le référentiel terrestre, lié à la surface de la Terre.
Le référentiel lunaire, lié à la surface de la Lune.
Le référentiel géocentrique, centré sur la Terre.

Le référentiel géocentrique, centré sur la Terre.

Explication

Le référentiel géocentrique sert à étudier les satellites qui orbitent autour de la Terre. Le référentiel héliocentrique est adapté à l’étude des planètes autour du Soleil.

26. Comment modélise-t-on une force exercée par un système sur un autre ?

Par un vecteur défini par la masse, la vitesse, la trajectoire et l’énergie du système étudié.
Par un vecteur défini par son point d’application, sa direction, son sens et sa valeur en newtons.
Par un vecteur défini par son point d’application, sa durée, sa trajectoire et sa valeur en kilogrammes.
Par un scalaire défini par son point d’application, sa direction, son sens et sa valeur en newtons.

Par un vecteur défini par son point d’application, sa direction, son sens et sa valeur en newtons.

Explication

Une force modélise l’action d’un système sur un autre et se représente par un vecteur caractérisé par quatre éléments, dont sa valeur s’exprime en newtons. Un scalaire ne représente pas la direction et le sens de la force.

27. Un aimant attire un objet sans le toucher, tandis qu’un fluide exerce une action sur un solide immergé : comment classer ces actions ?

L’action de l’aimant est à distance et celle du fluide est une force de contact.
Les deux actions sont des forces de contact, car elles s’exercent sur des objets matériels.
Les deux actions sont des forces à distance, car elles peuvent modifier le mouvement.
L’action de l’aimant est une force de contact et celle du fluide est à distance.

L’action de l’aimant est à distance et celle du fluide est une force de contact.

Explication

L’action magnétique fait partie des forces à distance, tandis que l’action d’un fluide sur un solide s’exerce par contact. Le fait qu’une force puisse modifier le mouvement ne suffit pas à en faire une force à distance.

28. Sur Terre, quelle expression permet de calculer le poids d’un objet de masse mm ?

P=mgP = mg, avec g=9,81 N⋅kg−1g = 9{,}81\ \text{N·kg}^{-1}.
P=m+gP = m + g, avec g=9,81 N⋅kg−1g = 9{,}81\ \text{N·kg}^{-1}.
P=mgP = mg, avec g=9,81 kg⋅N−1g = 9{,}81\ \text{kg·N}^{-1}.
P=mgP = \frac{m}{g}, avec g=9,81 N⋅kg−1g = 9{,}81\ \text{N·kg}^{-1}.

$$P = mg$$, avec $$g = 9{,}81\ \text{N·kg}^{-1}$$.

Explication

Le poids se calcule en multipliant la masse en kilogrammes par l’intensité de pesanteur terrestre, donnée comme 9,81 N⋅kg−19{,}81\ \text{N·kg}^{-1}. Diviser la masse par gg ne correspond pas à la relation entre poids et masse.

29. Un solide glisse sur un support horizontal : quelles directions ont la réaction normale et la force de frottement du support ?

La réaction normale est perpendiculaire au support et le frottement lui est parallèle, dans le sens du mouvement.
La réaction normale est parallèle au support et le frottement lui est perpendiculaire, opposé au mouvement.
La réaction normale est perpendiculaire au support et le frottement lui est parallèle, opposé au mouvement.
La réaction normale et le frottement sont tous deux perpendiculaires au support, en sens opposés.

La réaction normale est perpendiculaire au support et le frottement lui est parallèle, opposé au mouvement.

Explication

La réaction normale est perpendiculaire au support, tandis que le frottement est parallèle au support et s’oppose au mouvement. Un frottement dirigé dans le sens du mouvement ne respecte pas cette opposition.

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Quel symbole désigne la quantité de matière ?

nn

En quelle unité s’exprime la quantité de matière ?

En moles (mol).

Quel symbole désigne la masse ?

mm

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