QCM : Constitution de la matière — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle proposition définit correctement une entité chimique ?

Un ensemble macroscopique d’entités identiques possédant des propriétés définies
Une matière observable constituée de plusieurs espèces chimiques différentes
Une particule microscopique pouvant être un atome, une molécule ou un ion
Une substance caractérisée par une seule formule et plusieurs phases visibles

Une particule microscopique pouvant être un atome, une molécule ou un ion

Explication

Une entité chimique est une particule microscopique qui peut être un atome, une molécule ou un ion. L’ensemble macroscopique d’entités identiques correspond plutôt à une espèce chimique.

2. Laquelle de ces descriptions caractérise une espèce chimique ?

Elle désigne plusieurs substances mélangées sans propriétés communes mesurables
Elle regroupe un grand nombre d’entités chimiques identiques et possède des propriétés définies
Elle correspond à une particule isolée pouvant porter une charge électrique
Elle représente une phase visible dont les constituants sont distinguables à l’œil nu

Elle regroupe un grand nombre d’entités chimiques identiques et possède des propriétés définies

Explication

Une espèce chimique rassemble un grand nombre d’entités identiques et se caractérise notamment par sa formule et ses propriétés physiques et chimiques. Une particule isolée relève de la notion d’entité chimique.

3. Quelle situation correspond à un corps pur ?

Un alliage composé de plusieurs métaux différents
Un récipient contenant de l’eau et de l’huile
Un échantillon constitué d’une seule espèce chimique
Une solution contenant de l’eau et du saccharose

Un échantillon constitué d’une seule espèce chimique

Explication

Un corps pur est constitué d’une seule espèce chimique. L’eau sucrée, l’eau avec l’huile et un alliage contiennent plusieurs espèces chimiques et sont donc des mélanges.

4. Pourquoi l’eau sucrée est-elle considérée comme un mélange ?

Elle contient au moins deux espèces chimiques, l’eau et le saccharose
Elle contient une seule espèce chimique sous plusieurs états physiques
Elle présente nécessairement plusieurs phases visibles après dissolution
Elle est formée d’atomes d’eau associés à des ions métalliques

Elle contient au moins deux espèces chimiques, l’eau et le saccharose

Explication

L’eau sucrée contient de l’eau et du saccharose, qui sont deux espèces chimiques différentes. La dissolution peut donner un aspect uniforme sans transformer cette préparation en corps pur.

5. Après agitation, comment reconnaît-on un mélange homogène ?

Il contient deux liquides superposés dont les interfaces restent observables
Ses constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu et il présente une seule phase
Ses constituants restent visibles et il présente plusieurs phases séparées
Il permet d’identifier chaque espèce chimique grâce à une phase différente

Ses constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu et il présente une seule phase

Explication

Un mélange homogène paraît uniforme après agitation et ne présente qu’une seule phase observable. La présence de constituants visibles et de plusieurs phases caractérise plutôt un mélange hétérogène.

6. Quel couple de liquides forme un mélange homogène parce que les liquides sont miscibles ?

L’huile et l’eau dans deux couches séparées
L’eau et l’huile
L’eau et l’éthanol
L’huile et un liquide aqueux qui reste surnageant

L’eau et l’éthanol

Explication

L’eau et l’éthanol sont miscibles : ils se mélangent pour former une seule phase homogène. L’eau et l’huile ne sont pas miscibles et forment deux phases, l’huile surnageant parce qu’elle est moins dense.

7. Quelle technique sépare et identifie les espèces chimiques d’un mélange homogène grâce à leurs affinités différentes pour une phase fixe et une phase mobile ?

La distillation fractionnée
La chromatographie sur couche mince
La filtration sous pression
La décantation gravitaire

La chromatographie sur couche mince

Explication

La chromatographie sur couche mince sépare les constituants selon leurs affinités pour une phase fixe et une phase mobile, ce qui permet ensuite de les identifier. La distillation repose plutôt sur des températures d’ébullition différentes.

8. Lors d’une chromatographie sur couche mince, quel rôle joue la phase mobile ?

Elle entraîne les espèces chimiques par capillarité
Elle transforme les espèces en nouvelles substances
Elle retient les espèces chimiques sur le support
Elle indique directement le nombre de constituants

Elle entraîne les espèces chimiques par capillarité

Explication

L’éluant constitue la phase mobile et monte par capillarité en entraînant les espèces chimiques à des vitesses différentes. La phase fixe, au contraire, sert de support et contribue à retenir les substances.

9. Sur un chromatogramme, comment peut-on conclure que deux taches correspondent à la même espèce chimique ?

Elles se trouvent à la même hauteur
Elles apparaissent dans deux dépôts différents
Elles possèdent la même largeur
Elles sont situées sur le même bord

Elles se trouvent à la même hauteur

Explication

Deux taches placées à la même hauteur correspondent à la même espèce chimique dans les conditions de l’expérience. Le nombre d’espèces se déduit plutôt du nombre de taches observées pour un mélange.

10. Qu’est-ce qu’un test chimique positif permet de mettre en évidence ?

La vitesse de migration d’une tache
La masse exacte d’un échantillon
La présence d’une espèce chimique
La température de fusion d’un solide

La présence d’une espèce chimique

Explication

Un test chimique est une expérience dont le résultat positif révèle la présence d’une espèce chimique. Il ne fournit pas directement sa masse, sa température de fusion ou sa migration chromatographique.

11. Quel résultat permet d’identifier le dioxygène avec une bûchette incandescente ?

La bûchette incandescente se rallume
Le sulfate de cuivre devient bleu
Une légère détonation retentit
L’eau de chaux devient trouble

La bûchette incandescente se rallume

Explication

Le dioxygène rallume une bûchette incandescente, ce qui constitue son test caractéristique. La légère détonation au contact d’une flamme identifie plutôt le dihydrogène, tandis que l’eau de chaux trouble révèle le dioxyde de carbone.

12. À quelle transformation correspond la température de fusion d’une espèce ?

Au passage de l’état solide à l’état liquide
Au passage de l’état liquide à l’état solide
Au passage de l’état gazeux à l’état liquide
Au passage de l’état liquide à l’état gazeux

Au passage de l’état solide à l’état liquide

Explication

La température de fusion est celle à laquelle une espèce passe de l’état solide à l’état liquide. Le passage de l’état liquide à l’état gazeux correspond à la vaporisation, associée à la température d’ébullition.

13. Que caractérise la température d’ébullition d’une espèce ?

Le passage du liquide au solide par solidification
Le passage du solide au liquide par fusion
Le passage du liquide au gaz par vaporisation
Le passage du gaz au liquide par liquéfaction

Le passage du liquide au gaz par vaporisation

Explication

La température d’ébullition correspond au passage de l’état liquide à l’état gazeux lors de la vaporisation. La fusion concerne, elle, le passage de l’état solide à l’état liquide.

14. Sous une pression donnée, pourquoi les températures de changement d’état peuvent-elles aider à identifier un corps pur ?

Elles varient continuellement et dépendent de la quantité
Elles sont identiques pour les espèces de même état
Elles changent selon la couleur et la forme du récipient
Elles restent constantes et dépendent de l’espèce chimique

Elles restent constantes et dépendent de l’espèce chimique

Explication

Pour un corps pur, un changement d’état se produit à température constante sous une pression donnée, et cette température dépend de l’espèce chimique. La quantité de matière ou l’apparence du récipient ne détermine pas cette valeur caractéristique.

15. Quelle expression permet de calculer la masse volumique d’un échantillon dont la masse est mm et le volume est VV ?

ρ=mV\rho=\frac{m}{V}
ρ=m×V\rho=m\times V
ρ=m+V\rho=m+V
ρ=Vm\rho=\frac{V}{m}

$$\rho=\frac{m}{V}$$

Explication

La masse volumique est le quotient de la masse par le volume, soit ρ=mV\rho=\frac{m}{V}. Le quotient inverse Vm\frac{V}{m} ne donne pas la masse volumique et possède une unité différente.

16. Un liquide a une masse volumique de 0,80 g mL−10,80\ \mathrm{g\,mL^{-1}} et occupe un volume de 250 mL250\ \mathrm{mL}. Quelle est sa masse ?

250,8 g250,8\ \mathrm{g}
312,5 g312,5\ \mathrm{g}
0,0032 g0,0032\ \mathrm{g}
200 g200\ \mathrm{g}

$$200\ \mathrm{g}$$

Explication

La masse se calcule avec m=ρ×Vm=\rho\times V, donc m=0,80×250=200 gm=0,80\times250=200\ \mathrm{g}. Diviser le volume par la masse volumique conduirait à calculer un volume dans une situation où la masse est recherchée.

17. Quelle valeur correspond à la masse volumique de l’eau ?

0,10 g mL−10,10\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
1,0 g mL−11,0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
10 g mL−110\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
100 g mL−1100\ \mathrm{g\,mL^{-1}}

$$1,0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}$$

Explication

La masse volumique de l’eau vaut 1,0 g mL−11,0\ \mathrm{g\,mL^{-1}}, ce qui équivaut à 1000 g L−11000\ \mathrm{g\,L^{-1}} et 1000 kg m−31000\ \mathrm{kg\,m^{-3}}. Une valeur de 0,10 g mL−10,10\ \mathrm{g\,mL^{-1}} est dix fois trop faible.

18. Un échantillon a une masse volumique de 1,25 g mL−11,25\ \mathrm{g\,mL^{-1}}, tandis que celle de l’eau vaut 1,00 g mL−11,00\ \mathrm{g\,mL^{-1}}. Que peut-on prévoir pour cet échantillon placé dans l’eau ?

Il coule, car sa densité vaut 1,251,25.
Il reste en équilibre, car les deux volumes sont différents.
Il se dissout, car sa masse volumique dépasse celle de l’eau.
Il flotte, car sa masse volumique est supérieure à celle de l’eau.

Il coule, car sa densité vaut $$1,25$$.

Explication

La densité vaut d=1,251,00=1,25d=\frac{1,25}{1,00}=1,25, donc elle est supérieure à 11 et l’échantillon coule. Une densité supérieure à celle de l’eau ne provoque pas la dissolution de l’échantillon.

19. Quelle expression permet de calculer le pourcentage massique d’une espèce EE dans un mélange ?

%m(E)=mtotalemE×100\%m(E)=\frac{m_{totale}}{m_E}\times100
%m(E)=mEmtotale×100\%m(E)=\frac{m_E}{m_{totale}}\times100
%m(E)=VEVtotal×100\%m(E)=\frac{V_E}{V_{total}}\times100
%m(E)=mEVtotal×100\%m(E)=\frac{m_E}{V_{total}}\times100

$$\%m(E)=\frac{m_E}{m_{totale}}\times100$$

Explication

Le pourcentage massique compare la masse de l’espèce à la masse totale selon %m(E)=mEmtotale×100\%m(E)=\frac{m_E}{m_{totale}}\times100. Le rapport entre le volume de l’espèce et le volume total correspond au pourcentage volumique.

20. Un mélange contient 3,84 L3,84\ \mathrm{L} de dioxygène dans un volume total de 12,0 L12,0\ \mathrm{L}. Quel est son pourcentage volumique de dioxygène ?

3,13 %3,13\ \%
15,36 %15,36\ \%
31,0 %31,0\ \%
32,0 %32,0\ \%

$$32,0\ \%$$

Explication

Le pourcentage volumique se calcule par %V(E)=VEVtotal×100\%V(E)=\frac{V_E}{V_{total}}\times100, donc 3,8412,0×100=32,0 %\frac{3,84}{12,0}\times100=32,0\ \%. Le calcul avec le produit des deux volumes ne correspond pas à la définition d’un pourcentage volumique.

21. Quelle est la composition volumique approximative de l’air ?

78 % de dioxygène, 21 % de diazote et 1 % d’autres gaz
78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz
50 % de diazote, ja 50 % de dioxygène et une fraction négligeable d’autres gaz
95 % de diazote, 5 % de dioxygène et 0 % d’autres gaz

78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz

Explication

L’air contient approximativement 78 % de diazote, 21 % de dioxygène et 1 % d’autres gaz en composition volumique. Inverser les proportions du diazote et du dioxygène donne une composition incompatible avec ces valeurs.

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Qu'est-ce qu'une entité chimique ?

Une particule microscopique constituant la matière, comme un atome, une molécule ou un ion.

Qu'est-ce qu'une espèce chimique ?

Un grand nombre d'entités chimiques identiques caractérisées par leur formule, aspect et propriétés.

De quoi est constitué le chlorure de sodium ?

D'ions chlorure Cl⁻ et d'ions sodium Na⁺.

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