QCM : Chimie générale atomistique — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Deux nucléides possèdent le même numéro atomique ZZ, mais des nombres de neutrons différents. Quelle relation ont-ils ?

Ce sont des isotopes du même élément.
Ce sont des molécules formées par deux éléments distincts.
Ce sont nécessairement des ions de charges opposées.
Ce sont des nucléides appartenant à deux éléments différents.

Ce sont des isotopes du même élément.

Explication

Des isotopes ont le même nombre de protons, donc le même numéro atomique, mais des nombres de neutrons différents. Des éléments différents se distinguent au contraire par des valeurs différentes de ZZ.

2. Un atome cherche à atteindre deux électrons périphériques plutôt que huit : quelle règle décrit cette situation ?

La règle de l’octet
La règle du nombre de masse
La règle du duet
La règle de l’électroneutralité

La règle du duet

Explication

La règle du duet correspond à la recherche de deux électrons périphériques, tandis que la règle de l’octet concerne huit électrons périphériques. Le nombre de masse et l’électroneutralité ne définissent pas ces deux objectifs électroniques.

3. Quelle propriété distingue un corps pur d’un mélange ?

Un corps pur possède plusieurs phases et un mélange en possède une seule
Un corps pur a une composition déterminée et un mélange a une composition variable
Un corps pur se sépare physiquement et un mélange résiste aux séparations
Un corps pur forme de nouvelles espèces et un mélange conserve ses constituants

Un corps pur a une composition déterminée et un mélange a une composition variable

Explication

Un corps pur possède une composition déterminée, tandis qu’un mélange a une composition variable et peut être séparé par des méthodes physiques. La possibilité de séparation physique caractérise le mélange, et non le corps pur.

4. Qu’est-ce qui caractérise un nucléide ?

La proportion de chaque isotope présent dans un échantillon naturel.
Le nombre d’électrons de valence et sa position dans le tableau périodique.
La valeur de sa masse molaire et son état physique à température ambiante.
Les valeurs de son nombre de protons ZZ et de son nombre de neutrons NN.

Les valeurs de son nombre de protons $$Z$$ et de son nombre de neutrons $$N$$.

Explication

Un nucléide est défini par un couple précis de nombres de protons et de neutrons, ZZ et NN. La masse molaire et l’état physique décrivent d’autres propriétés qui ne définissent pas un nucléide.

5. Quelle affirmation décrit correctement les isotopes naturels et artificiels de l’hydrogène ?

Les trois isotopes sont naturels et présentent des abondances comparables.
11H^1_1\mathrm{H} et 12H^2_1\mathrm{H} sont naturels, tandis que 13H^3_1\mathrm{H} est instable et produit artificiellement.
12H^2_1\mathrm{H} et 13H^3_1\mathrm{H} sont artificiels, tandis que 11H^1_1\mathrm{H} est instable.
11H^1_1\mathrm{H} et 13H^3_1\mathrm{H} sont naturels, tandis que 12H^2_1\mathrm{H} est produit artificiellement.

$$^1_1\mathrm{H}$$ et $$^2_1\mathrm{H}$$ sont naturels, tandis que $$^3_1\mathrm{H}$$ est instable et produit artificiellement.

Explication

Le protium 11H^1_1\mathrm{H} et le deutérium 12H^2_1\mathrm{H} existent naturellement, avec des abondances très différentes. Le tritium 13H^3_1\mathrm{H} est instable et produit artificiellement.

6. Pourquoi des atomes peuvent-ils s’associer spontanément pour former une liaison chimique ?

Les atomes associés perdent nécessairement toute leur énergie interne
Les atomes associés deviennent toujours des éléments chimiques différents
L’agencement lié possède une énergie inférieure à celle des atomes séparés
L’agencement lié possède une énergie supérieure à celle des atomes séparés

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

Explication

Une liaison chimique se forme lorsque l’association des atomes conduit à un agencement d’énergie plus faible que celle des atomes séparés, ce qui le stabilise. Une énergie supérieure correspondrait à une situation moins favorable, et non à la stabilisation recherchée.

7. Quelle combinaison décrit correctement le neutron ?

Une masse proche de celle de l’électron et une charge positive
Une masse très faible et une charge électrique négative
Une masse élevée et une charge électrique égale à la charge élémentaire
Une masse proche de celle du proton et une charge électrique nulle

Une masse proche de celle du proton et une charge électrique nulle

Explication

Le neutron possède une masse approximativement égale à celle du proton et ne porte pas de charge électrique. La charge négative caractérise l’électron, tandis que la charge positive égale à la charge élémentaire caractérise le proton.

8. Quelle valeur exprime la constante d’Avogadro ?

1,6605×10−24 g1{,}6605 \times 10^{-24}\ \mathrm{g}
6,022×1023 mol−16{,}022 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}
12 g mol−112\ \mathrm{g\,mol}^{-1}
6,022×10−23 mol6{,}022 \times 10^{-23}\ \mathrm{mol}

$$6{,}022 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$$

Explication

La constante d’Avogadro vaut 6,022×1023 mol−16{,}022 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1} et relie la quantité de matière au nombre de particules. La valeur 1,6605×10−24 g1{,}6605 \times 10^{-24}\ \mathrm{g} correspond à l’unité de masse atomique, pas à la constante d’Avogadro.

9. Quelle observation permet de reconnaître une transformation chimique plutôt qu’une transformation physique ?

Le changement d’aspect d’une substance déjà présente
La formation de nouvelles espèces chimiques
La séparation des constituants par une méthode physique
La modification de l’état physique sans nouvelle substance

La formation de nouvelles espèces chimiques

Explication

Une transformation chimique se reconnaît à la formation de nouvelles espèces chimiques. Un changement d’état ou d’aspect sans apparition de nouvelles espèces correspond à une transformation physique.

10. De quelle manière la chimie répond-elle aux besoins humains tout en faisant progresser la connaissance de la Nature ?

En étudiant les organismes vivants sans utiliser de techniques analytiques
En observant les phénomènes naturels sans produire de substances nouvelles
En remplaçant les lois naturelles par des classifications de substances
En créant de nouvelles substances et en développant des méthodes d’analyse

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

Explication

La chimie contribue à comprendre les lois de la Nature et répond aux besoins humains par la création de substances nouvelles et par des méthodes d’analyse. L’observation seule ne rend pas compte de cette double contribution scientifique et pratique.

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

Comme la quantité contenant exactement 12 particules de n’importe quelle substance.
Comme le volume occupé par une substance gazeuse à température et pression données.
Comme la quantité contenant autant de particules qu’il y a d’atomes dans 12 g de carbone 12.
Comme la masse en grammes d’un seul atome de carbone 12 dans un échantillon.

Comme la quantité contenant autant de particules qu’il y a d’atomes dans 12 g de carbone 12.

Explication

La mole est une quantité de matière définie par un nombre de particules égal à celui des atomes présents dans 12 g de carbone 12. Elle ne désigne ni la masse d’une particule ni un volume déterminé.

12. Quel est l’objectif central de la chimie lorsqu’elle étudie la matière ?

Expliquer, comprendre et prévoir ses propriétés et sa réactivité
Classer les substances selon leur origine naturelle ou industrielle
Mesurer les masses sans relier les résultats aux propriétés
Décrire les formes visibles sans interpréter leurs transformations

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. La simple description des formes visibles ne permet pas d’atteindre cet objectif explicatif et prédictif.

13. Quelle grandeur permet d’identifier précisément un élément chimique dans la classification périodique ?

Son nombre d’électrons périphériques
Son nombre de masse A
Son numéro atomique Z
Son nombre de neutrons

Son numéro atomique Z

Explication

Le numéro atomique Z caractérise l’identité de chaque élément chimique et lui est associé à un nom et à un symbole propres. Le nombre de masse A ne suffit pas, car il dépend à la fois des protons et des neutrons.

14. Dans le modèle planétaire de Rutherford, quelle organisation de l’atome est correcte ?

Des protons positifs orbitent autour d’un noyau électronique sous l’effet de la répulsion électrique.
Des électrons négatifs orbitent autour d’un noyau positif sous l’effet de l’attraction électrostatique.
Des neutrons négatifs se déplacent autour d’un noyau positif sous l’effet de la gravitation.
Des électrons positifs restent dans le noyau tandis que les neutrons orbitent autour de celui-ci.

Des électrons négatifs orbitent autour d’un noyau positif sous l’effet de l’attraction électrostatique.

Explication

Le modèle de Rutherford décrit des électrons négatifs en mouvement autour d’un noyau positif, liés par attraction électrostatique. Les protons et les neutrons appartiennent au noyau et ne constituent pas les particules orbitales.

15. Un noyau possède Z=17Z = 17 protons et N=18N = 18 neutrons. Quelle est sa valeur du nombre de masse AA ?

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

$$A = 35$$

Explication

Le nombre de masse s’obtient en additionnant les protons et les neutrons : A=Z+N=17+18=35A = Z + N = 17 + 18 = 35. La valeur Z=17Z = 17 désigne le nombre de protons, tandis que N=18N = 18 désigne celui des neutrons.

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

Le nombre de particules contenues dans une mole d’atomes de l’élément considéré.
La masse d’un seul atome, exprimée directement en grammes dans les conditions usuelles.
La masse d’une mole d’atomes, calculée en tenant compte des proportions naturelles de ses isotopes.
La masse d’un noyau isolé, obtenue en additionnant ses protons et ses électrons.

La masse d’une mole d’atomes, calculée en tenant compte des proportions naturelles de ses isotopes.

Explication

La masse molaire est la masse correspondant à une mole d’atomes et tient compte de l’abondance naturelle des différents isotopes. Le nombre de particules par mole correspond plutôt à la constante d’Avogadro, tandis que la masse d’un atome est une grandeur différente.

17. Un échantillon présente deux phases visibles, une phase liquide et une phase solide. Comment faut-il le classer ?

Comme un mélange hétérogène
Comme une transformation chimique
Comme un mélange homogène
Comme un corps pur monophasé

Comme un mélange hétérogène

Explication

La présence de plusieurs phases observables caractérise un mélange hétérogène. Un mélange homogène ne présente qu’une seule phase visible, tandis qu’une transformation chimique désigne un changement d’espèces et non une catégorie de mélange.

18. Dans quel groupe de la classification périodique se trouvent le magnésium et le calcium ?

Le groupe 1, celui des métaux alcalins
Le groupe 17, celui des halogènes
Le groupe 2, celui des métaux alcalino-terreux
Le groupe 18, celui des gaz nobles

Le groupe 2, celui des métaux alcalino-terreux

Explication

Le magnésium et le calcium appartiennent au groupe 2, qui rassemble les métaux alcalino-terreux. Le groupe 1 correspond aux métaux alcalins, comme le lithium et le sodium.

19. Quelle observation de l’expérience de Rutherford en 1911 a remis en cause un modèle diffus de l’atome ?

Une très faible fraction des particules alpha était déviée à grand angle.
La majorité des particules alpha était absorbée par la feuille d’or.
Toutes les particules alpha traversaient la feuille d’or sans changer de direction.
Les particules alpha produisaient un spectre lumineux continu après impact.

Une très faible fraction des particules alpha était déviée à grand angle.

Explication

L’expérience a montré qu’environ une particule alpha sur 8000 subissait une forte déviation, révélant une région centrale très concentrée. L’absence de déviation pour toutes les particules ne correspond pas à l’observation expérimentale.

20. Un atome neutre possède 1313 protons dans son noyau. Combien d’électrons possède-t-il ?

1313 électrons
Aucun électron
1212 électrons
2626 électrons

$$13$$ électrons

Explication

Dans un atome électriquement neutre, le nombre d’électrons est égal au nombre de protons afin que les charges se compensent. Cet atome possède donc 1313 électrons.

21. Quelles sont les trois particules fondamentales qui composent l’atome ?

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

L’électron, le proton et le neutron

Explication

Les trois particules fondamentales de l’atome sont l’électron, le proton et le neutron. Le noyau est une partie de l’atome et le photon n’appartient pas à cette liste de particules fondamentales atomiques.

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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 répond-elle aux besoins humains ?

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

Quelle contribution la chimie apporte-t-elle à la connaissance ?

Elle contribue à la compréhension des lois de la Nature.

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