QCM : Chimie générale atomistique — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Comment distinguer un corps pur d’un mélange ?

Un corps pur possède plusieurs phases, tandis qu’un mélange possède une phase uniforme
Un corps pur a une composition déterminée, tandis qu’un mélange a une composition variable
Un corps pur change d’espèce chimique, tandis qu’un mélange conserve toujours son état initial
Un corps pur se sépare par des procédés physiques, tandis qu’un mélange résiste à ces procédés

Un corps pur a une composition déterminée, tandis qu’un mélange a une composition variable

Explication

Un corps pur possède une composition déterminée et ne peut pas être séparé par des méthodes physiques, contrairement à un mélange dont la composition est variable et qui peut être séparé physiquement. Le critère des phases concerne plutôt la distinction entre mélanges homogènes et hétérogènes.

2. Quelles sont les trois particules fondamentales constituant un atome ?

Le photon, le proton et le neutron
L’électron, le proton et le neutron
Le proton, le noyau et le neutron
L’électron, le positon et le neutron

L’électron, le proton et le neutron

Explication

Un atome est constitué de trois particules fondamentales : l’électron, le proton et le neutron. Le noyau n’est pas une particule élémentaire de cette liste, et le photon ainsi que le positon ne remplacent pas l’une de ces trois particules.

3. Une préparation présente deux phases visibles après repos : comment la classer ?

Comme un mélange homogène
Comme un corps pur constitué d’une seule substance
Comme une transformation chimique achevée
Comme un mélange hétérogène

Comme un mélange hétérogène

Explication

Un mélange hétérogène présente plusieurs phases observables, ce qui correspond à la situation décrite. Un mélange homogène ne montre qu’une seule phase observable, tandis qu’une phase visible ne suffit pas à définir un corps pur ou une réaction chimique.

4. Quelle association entre domaine de la chimie et objet d’étude est correcte ?

La chimie organique étudie les composés de tous les autres éléments
La chimie inorganique étudie les aspects généraux des réactions chimiques
La chimie organique étudie les composés du carbone
La chimie physique étudie exclusivement les composés contenant du carbone

La chimie organique étudie les composés du carbone

Explication

La chimie organique porte sur les composés du carbone, tandis que la chimie inorganique concerne ceux des autres éléments et que la chimie physique traite des aspects généraux de la matière et des réactions. Confondre chimie organique et chimie inorganique constitue l’erreur la plus courante ici.

5. Quel est l’objectif principal de la chimie dans l’étude de la matière ?

Décrire les organismes vivants et leurs fonctions biologiques
Expliquer, comprendre et prévoir ses propriétés et sa réactivité
Classer les roches selon leur origine et leur composition géologique
Mesurer les mouvements des astres et leurs interactions gravitationnelles

Expliquer, comprendre et prévoir ses propriétés et sa réactivité

Explication

La chimie cherche à expliquer, comprendre et prévoir les propriétés ainsi que la réactivité de la matière. L’étude des organismes, des astres ou des roches relève principalement d’autres disciplines scientifiques.

6. Quelles grandeurs caractérisent un nucléide ?

Son nombre d’électrons et sa masse molaire
Son nombre de protons et son nombre de neutrons
Son numéro de groupe et sa période
Son symbole chimique et son état physique

Son nombre de protons et son nombre de neutrons

Explication

Un nucléide est défini par les valeurs de son nombre de protons ZZ et de son nombre de neutrons NN. Le numéro de groupe et la période décrivent sa position dans le tableau périodique, pas son identité nucléaire.

7. Lors de l’expérience de Rutherford avec une feuille d’or, quelle proportion approximative de particules alpha est fortement défléchie ?

Environ une particule sur 8000
Environ une particule sur 800
Environ une particule sur 80
Environ une particule sur 8

Environ une particule sur 8000

Explication

L’expérience de Rutherford montre qu’une très faible fraction, environ une particule sur 8000, subit une déflexion à grand angle. Les proportions plus élevées surestimeraient fortement la fréquence des grandes déviations observées.

8. Quelle observation permet d’identifier une transformation chimique plutôt qu’une transformation physique ?

La formation de nouvelles espèces chimiques
La modification de l’état physique sans apparition d’une nouvelle espèce
Le passage d’une substance solide à l’état liquide sans nouvelle substance
Le changement d’aspect d’une substance sans modification de sa nature chimique

La formation de nouvelles espèces chimiques

Explication

Une transformation chimique forme de nouvelles espèces chimiques, alors qu’une transformation physique modifie l’état ou l’aspect sans changer la nature chimique de la substance. Les changements d’état et d’aspect décrits dans les autres réponses sont donc physiques.

9. Selon le modèle de Rutherford, comment les électrons se comportent-ils dans l’atome ?

Ils tournent autour d’un noyau négatif sous l’effet d’une répulsion électrique
Ils restent dans le noyau positif avec les protons et les neutrons
Ils tournent autour d’un noyau positif sous l’effet de l’attraction électrostatique
Ils sont répartis uniformément dans une sphère contenant les charges positives

Ils tournent autour d’un noyau positif sous l’effet de l’attraction électrostatique

Explication

Le modèle de Rutherford décrit des électrons négatifs qui tournent autour d’un noyau positif sous l’effet de l’attraction électrostatique. Les protons se trouvent dans le noyau ; les placer autour du noyau constitue donc une confusion entre les deux particules.

10. Quelle valeur correspond à la constante d’Avogadro ?

NA=6,022×1023 mol−1N_A=6{,}022\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}
NA=6,022×10−23 mol−1N_A=6{,}022\times10^{-23}\ \mathrm{mol^{-1}}
NA=12 g mol−1N_A=12\ \mathrm{g\,mol^{-1}}
NA=1,6605×10−24 gN_A=1{,}6605\times10^{-24}\ \mathrm{g}

$$N_A=6{,}022\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$$

Explication

La constante d’Avogadro donne le nombre de particules contenues dans une mole et vaut 6,022×1023 mol−16{,}022\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}. La valeur 1,6605×10−24 g1{,}6605\times10^{-24}\ \mathrm{g} correspond à l’unité de masse atomique, tandis que 12 g est lié à la définition de la mole de carbone 12.

11. Laquelle de ces espèces est un corps composé plutôt qu’un corps simple ?

Fe\mathrm{Fe}
O2\mathrm{O_2}
Ne\mathrm{Ne}
H2O\mathrm{H_2O}

$$\mathrm{H_2O}$$

Explication

L’eau H2O\mathrm{H_2O} contient les éléments hydrogène et oxygène : c’est donc un corps composé. Le dioxygène, le néon et le fer ne contiennent chacun qu’un seul élément.

12. De quelle manière la chimie répond-elle aux besoins humains ?

En décrivant les reliefs terrestres et les climats régionaux
En créant de nouvelles substances et en développant des méthodes d’analyse
En étudiant les comportements sociaux et les échanges économiques
En observant les mouvements célestes sans modifier les matériaux

En créant de nouvelles substances et en développant des méthodes d’analyse

Explication

La chimie répond aux besoins humains par la création de nouvelles substances et par la mise au point de méthodes d’analyse. Les autres activités proposées appartiennent à des domaines qui ne caractérisent pas directement la contribution de la chimie.

13. Un noyau possède Z=17Z=17 protons et N=18N=18 neutrons ; quel est son nombre de masse AA ?

A=17A=17
A=35A=35
A=1A=1
A=18A=18

$$A=35$$

Explication

Le nombre de masse est la somme du nombre de protons et du nombre de neutrons : A=Z+N=17+18=35A=Z+N=17+18=35. La valeur 1717 correspond au numéro atomique et 1818 au nombre de neutrons, pas au nombre total de nucléons.

14. Quel objectif électronique explique l’association des atomes selon les règles du duet ou de l’octet ?

Réduire le nombre atomique à deux ou huit unités
Placer les électrons périphériques dans plusieurs noyaux différents
Obtenir une couche périphérique comportant deux ou huit électrons
Obtenir un noyau contenant deux ou huit protons

Obtenir une couche périphérique comportant deux ou huit électrons

Explication

Les atomes s’associent pour atteindre des arrangements stables comportant deux ou huit électrons périphériques, conformément aux règles du duet ou de l’octet. Ces règles concernent la couche électronique externe et non le nombre de protons du noyau.

15. Dans quelles conditions une liaison chimique peut-elle former une entité stable ?

Lorsque les atomes présentent nécessairement le même nombre de neutrons
Lorsque l’association conserve les atomes dans des positions totalement immobiles
Lorsque les atomes liés possèdent une énergie supérieure à celle des atomes séparés
Lorsque l’agencement lié possède une énergie inférieure à celle des atomes séparés

Lorsque l’agencement lié possède une énergie inférieure à celle des atomes séparés

Explication

Une liaison chimique résulte d’une association spontanée lorsque l’énergie de l’agencement des atomes est inférieure à celle des atomes séparés. La stabilité ne dépend pas d’un même nombre de neutrons ni de l’immobilité complète des atomes.

16. Que représente la masse molaire d’un élément naturel ?

La masse d’un seul de ses atomes, exprimée en grammes
La masse d’une mole de ses atomes, en tenant compte de ses isotopes naturels
La masse d’un échantillon dont le nombre d’atomes reste inconnu
La masse d’une mole de protons constituant ses noyaux

La masse d’une mole de ses atomes, en tenant compte de ses isotopes naturels

Explication

La masse molaire est la masse d’une mole d’atomes d’un élément naturel et tient compte des proportions de ses différents isotopes. La masse d’un seul atome relève de la masse atomique, qui correspond à une autre grandeur.

17. Comment définit-on une mole d’une substance ?

Une quantité dont le nombre de particules dépend de la masse de chaque atome
Une quantité contenant autant de particules que d’atomes dans 12 g de carbone 12
Une quantité contenant autant d’électrons que d’atomes dans 1 g d’hydrogène
Une masse contenant exactement 12 g de n’importe quel élément chimique

Une quantité contenant autant de particules que d’atomes dans 12 g de carbone 12

Explication

Une mole contient autant de particules qu’il y a d’atomes dans 12 grammes de carbone 12. Sa définition porte donc sur un nombre de particules de référence, et non sur une masse de 12 grammes applicable à toutes les substances.

18. Deux nucléides sont des isotopes d’un même élément lorsqu’ils possèdent quelles caractéristiques ?

Des valeurs différentes de ZZ et le même NN
Le même ZZ et des valeurs différentes de NN
Des valeurs différentes de ZZ et de NN
Le même NN et le même nombre de masse

Le même $$Z$$ et des valeurs différentes de $$N$$

Explication

Les isotopes ont le même nombre atomique ZZ, mais des nombres de neutrons NN différents, ce qui entraîne aussi des nombres de masse différents. Des nucléides ayant des valeurs différentes de ZZ appartiennent à des éléments différents.

19. Selon quel principe général le tableau périodique organise-t-il les éléments ?

Selon leur masse molaire et leur état physique
Selon leur numéro atomique et leurs propriétés
Selon leur nombre de liaisons et leur température de fusion
Selon leur nombre de neutrons et leur abondance naturelle

Selon leur numéro atomique et leurs propriétés

Explication

Le tableau périodique classe les éléments d’après leur numéro atomique ZZ et leurs propriétés. La masse molaire et l’état physique peuvent caractériser un élément, mais ne constituent pas le principe général d’organisation indiqué ici.

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Quel est l'objet principal de la chimie ?

Expliquer, comprendre et prévoir les propriétés et la réactivité de la matière.

Comment la chimie contribue-t-elle à la connaissance ?

Elle contribue à la connaissance et à la compréhension des lois de la Nature.

Comment la chimie répond-elle aux besoins humains ?

Par la création de nouvelles substances et des méthodes d’analyse.

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