QCM : Chimie générale et fluides frigorigènes (41 questions)

Explication

La matière se définit par les deux propriétés réunies : elle possède une masse et occupe un volume. Le volume sans masse omet une propriété, l’énergie confond deux notions et la masse sans volume omet l’autre propriété.

Explication

Un liquide conserve un volume propre tout en ayant une forme variable. Le solide possède aussi une forme propre, tandis que le gaz ne possède ni forme ni volume propres.

Explication

Le passage direct de l’état gazeux à l’état solide est une condensation solide, qui libère de l’énergie. La liquéfaction mène au liquide, la sublimation va du solide au gaz et la solidification part d’un liquide.

Explication

La vaporisation du fluide absorbe la chaleur de la pièce, ce qui produit le refroidissement. La liquéfaction libère au contraire la chaleur vers l’extérieur, et la solidification n’est pas l’étape décrite.

Explication

Un atome est électriquement neutre : son noyau contient des protons et des neutrons, et des électrons l’entourent. L’entité chargée correspond à la confusion avec un ion; les autres descriptions placent incorrectement les particules.

Explication

Le numéro atomique Z est le nombre de protons et, pour un atome neutre, il est égal au nombre d’électrons : Z vaut donc 12. Le nombre de masse et le nombre de neutrons sont d’autres grandeurs.

Explication

Des atomes ayant le même nombre de protons appartiennent au même élément; s’ils ont des nombres de neutrons différents, ce sont des isotopes et leurs nombres de masse diffèrent. Des nombres de masse différents ne suffisent donc pas à définir des éléments différents.

Explication

Un ion se forme lorsqu’un atome ou un groupe d’atomes gagne ou perd des électrons; cette transformation ne modifie pas le noyau. L’ajout de protons ou la perte de neutrons toucherait le noyau, tandis que l’entité chargée n’est plus neutre.

Explication

Le tableau périodique classe les éléments par numéro atomique croissant et comporte 7 périodes et 18 groupes. Un classement décroissant inverse le sens, tandis que les nombres 18 et 7 sont intervertis dans une autre réponse.

Explication

Le numéro de période indique le nombre de couches occupées, tandis que les éléments d’un même groupe ont le même nombre d’électrons de valence et des propriétés chimiques voisines. La confusion entre période et électrons de valence, ou entre groupe et période, conduit aux autres déductions.

Explication

On répartit les 19 électrons dans l’ordre K, L, M, N, avec les capacités 2, 8, 8 puis le reste : $19=2+8+8+1$. La couche externe N contient donc 1 électron de valence; les autres résultats proviennent d’une capacité M incorrecte, d’un mauvais choix de couche externe ou d’un ordre erroné.

Explication

Une différence comprise entre 0,4 et environ 1,7 correspond à une liaison covalente polaire; $1{,}2$ se situe dans cet intervalle. La catégorie apolaire correspond aux valeurs inférieures à 0,4, et la catégorie plutôt ionique aux valeurs supérieures à environ 1,7.

Explication

Une liaison covalente résulte de la mise en commun de deux électrons, avec un électron apporté par chaque atome. Le transfert caractérise plutôt la formation d’ions, tandis qu’un doublet non liant ne participe pas à une liaison.

Explication

L’azote forme habituellement trois liaisons et conserve un doublet non liant pour satisfaire la règle de l’octet. Quatre liaisons correspondent au cas habituel du carbone, deux à celui de l’oxygène et une à celui du fluor.

Explication

La méthode de Lewis ajoute un électron au total pour chaque charge négative; on retire au contraire un électron par charge positive. Ajouter directement un doublet double la correction, et garder le total neutre ne tient pas compte de la charge.

Explication

La polarité moléculaire dépend de la géométrie et de la compensation des effets des liaisons polarisées; elle est liée à la non-coïncidence des barycentres des charges partielles. La présence de liaisons polarisées ne garantit donc pas, à elle seule, une molécule polaire.

Explication

Le fluide absorbe la chaleur pendant l’évaporation à basse pression et basse température, puis la rejette pendant la condensation à haute pression après compression. Les distracteurs inversent respectivement les échanges, l’ordre des étapes ou les conditions de pression.

Explication

Les HFO se caractérisent par une double liaison C=C et un GWP très faible. L’absence de chlore avec GWP souvent élevé correspond aux HFC, la présence de chlore aux HCFC, et les molécules simples aux fluides naturels.

Explication

L’ODP mesure le potentiel d’appauvrissement de la couche d’ozone relativement au R-11, fixé à 1. Le CO₂ est la référence du GWP, et les valeurs de GWP ne définissent pas l’ODP.

Explication

Dans le code ISO 817, B indique une toxicité plus élevée et 2L une faible inflammabilité avec une vitesse de flamme inférieure à 10 cm/s. A correspond à une toxicité plus faible, 2 à une inflammabilité de classe 2 et 1 à l’absence de propagation de flamme.

Explication

La masse molaire moléculaire est la masse d’une mole de molécules et s’obtient en additionnant les masses molaires atomiques correspondant à tous les atomes de la formule. La masse d’une molécule, la quantité de matière et le nombre de molécules sont des grandeurs différentes.

Explication

On applique $n = \frac{m}{M}$ : $n = \frac{18}{36} = 0{,}50$ mol. Le résultat $2{,}0$ mol inverse le rapport, $648$ mol provient d’une multiplication, et $18$ mol reprend la valeur de la masse sans calcul.

Explication

Les atomes se réarrangent lorsque les réactifs se transforment en produits, mais ne disparaissent pas. L’idée de disparition des atomes confond consommation des espèces et conservation des atomes ; leur création contredit cette conservation ; l’absence de changement nie la formation de nouvelles espèces.

Explication

Les coefficients stœchiométriques sont les plus petits entiers qui permettent d’équilibrer l’équation. Les indices comptent les atomes dans une formule, les états physiques sont indiqués par des symboles comme (s) ou (aq), et les charges sont portées par les ions.

Explication

Une équation équilibrée conserve chaque élément, la charge électrique totale et la masse totale. Négliger la charge oublie une conservation importante des équations ioniques ; négliger les éléments ou ne compter que les particules ne vérifie pas la conservation atomique.

Explication

Après les éléments présents dans un seul réactif et un seul produit, la méthode équilibre en dernier l’oxygène ou les éléments présents dans plusieurs espèces, puis vérifie les éléments et la charge. Modifier les indices change les formules ; vérifier la charge trop tôt ne suit pas cet ordre ; l’état physique ne remplace pas l’équilibrage.

Explication

Les coefficients stœchiométriques donnent les proportions en quantité de matière, ici une mole de propane pour cinq moles de dioxygène. Les masses doivent tenir compte des masses molaires ; inverser les proportions ne respecte pas l’équation ; les coefficients ne comptent pas les types d’espèces.

Explication

Une chaudière mal réglée ou dont l’évacuation est obstruée peut produire du monoxyde de carbone, un gaz inodore, incolore et mortel. Le dioxyde de carbone n’est pas le gaz toxique signalé ici ; l’odeur et la couleur sont attribuées à tort au monoxyde ; le danger ne vient pas d’une production de dioxygène.

Explication

L’avancement, exprimé en moles, décrit l’évolution des quantités de matière pendant la transformation. La durée, la quantité initiale d’un réactif et la masse totale sont des grandeurs différentes.

Explication

La quantité de produit suit $n(C)=n_0(C)+3x$, donc $n(C)=0+3\times1,5=4,5\,\mathrm{mol}$. La valeur 1,5 oublie le coefficient de C, 3,0 emploie le coefficient de A et 6,5 ajoute incorrectement l’avancement sans respecter la relation.

Explication

Le réactif limitant est celui qui est entièrement consommé lorsque l’avancement atteint sa valeur maximale. La plus petite quantité initiale ne suffit pas à l’identifier, et un produit formé n’est pas un réactif.

Explication

L’annulation de A donne $x=3,0\,\mathrm{mol}$ et celle de B donne $4,0-2x=0$, soit $x=2,0\,\mathrm{mol}$. La plus petite valeur fixe $x_{\max}$ et identifie B comme limitant; choisir A néglige le coefficient, tandis que 4,0 oublie de le prendre en compte.

Explication

Une solution aqueuse est un mélange homogène où l’eau joue le rôle de solvant et où un ou plusieurs solutés sont dissous. L’inversion des rôles, la présence de plusieurs phases et l’absence de soluté ne correspondent pas à cette définition.

Explication

La concentration massique vaut $C_m=m/V$, donc $12/0,30=40\,\mathrm{g/L}$. Le résultat 0,025 inverse le rapport, l’unité mol/L correspond à une concentration molaire, et 3,6 provient d’une multiplication incorrecte.

Explication

La quantité de soluté se conserve : $C_1V_1=C_2V_2$, donc $C_2=0,80\times25/100=0,20\,\mathrm{mol/L}$. La valeur 3,2 inverse les volumes, 0,80 ignore la dilution et 0,025 résulte d’une mauvaise combinaison des données.

Explication

À 25 °C, une solution est basique lorsque son pH est supérieur à 7; un pH de 8,2 satisfait ce critère. Une solution acide a un pH inférieur à 7, une solution neutre a un pH égal à 7, et le pH n’est pas une concentration exprimée en mol/L.

Explication

L’état d’un gaz est caractérisé par sa pression, son volume, sa température et sa quantité de matière. La masse, la masse volumique et la nature du gaz ne remplacent pas l’une de ces quatre grandeurs.

Explication

La pression absolue s’obtient en ajoutant la pression atmosphérique à la pression relative : $2{,}0+1{,}013=3{,}013\ \mathrm{bar}$. Garder $2{,}0\ \mathrm{bar}$ omet l’atmosphère, la soustraire inverse la relation, et ajouter $101{,}013$ à une valeur en bars mélange les unités.

Explication

Le modèle du gaz parfait considère que les particules n’interagissent pas entre elles et ont un volume négligeable. Les interactions importantes, un volume particulaire notable ou l’immobilité des particules ne font pas partie de cette hypothèse.

Explication

Avec $PV=nRT$, on obtient $P=\frac{nRT}{V}=\frac{0{,}50\times8{,}314\times300}{0{,}010}=124710\ \mathrm{Pa}$, soit environ $1{,}25\times10^5\ \mathrm{Pa}$. Le résultat plus faible traduit une erreur d’échelle, l’emploi d’une température en degrés Celsius ou l’omission de la quantité de matière.

Explication

Une mole contient $6{,}02214076 \times 10^{23}$ entités ; pour deux moles, on multiplie ce nombre par $2$, soit $1{,}204428152 \times 10^{24}$. La valeur d’une seule mole oublie le facteur deux, la moitié résulte d’une division erronée, et $2$ confond quantité de matière et nombre d’entités.