QCM : Constitution et transformations de la matière — 19 questions

Questions et réponses du QCM

1. Comment définit-on un corps pur ?

Une substance composée d’une seule espèce chimique
Une substance dont les constituants sont toujours visibles
Une substance constituée de plusieurs phases distinctes
Une substance composée de plusieurs espèces chimiques

Une substance composée d’une seule espèce chimique

Explication

Un corps pur contient une seule espèce chimique. Une substance composée de plusieurs espèces chimiques correspond à un mélange, même si ses constituants ne sont pas visibles.

2. Quelle caractéristique permet de reconnaître un mélange ?

Il contient une seule espèce chimique
Il possède une température de fusion constante
Il présente nécessairement plusieurs phases visibles
Il contient plusieurs espèces chimiques

Il contient plusieurs espèces chimiques

Explication

Un mélange est constitué de plusieurs espèces chimiques. La présence de plusieurs constituants ne signifie pas forcément que plusieurs phases sont visibles, car un mélange peut être homogène.

3. Une préparation présente un aspect uniforme, sans constituant discernable à l’œil nu. Comment la qualifier ?

Comme une substance à plusieurs phases visibles
Comme un mélange hétérogène
Comme un corps pur composé
Comme un mélange homogène

Comme un mélange homogène

Explication

Un mélange homogène ne laisse pas distinguer ses constituants. Un mélange hétérogène se reconnaît au contraire à la présence d’au moins une phase ou d’un constituant discernable.

4. Un mélange contient 15 g de sel pour une masse totale de 60 g. Quelle est la composition massique du sel ?

7575
0,250{,}25
44
4545

$$0{,}25$$

Explication

La composition massique se calcule par le rapport mconstituantmmeˊlange\frac{m_{\text{constituant}}}{m_{\text{mélange}}}, soit 1560=0,25\frac{15}{60}=0{,}25. La valeur 4545 correspondrait à une différence de masses et non à un rapport.

5. Quelles sont les températures de fusion et de vaporisation de l’eau pure à pression usuelle ?

0 ∘C0\ ^\circ\mathrm{C} et 100 ∘C100\ ^\circ\mathrm{C}
−100 ∘C-100\ ^\circ\mathrm{C} et 100 ∘C100\ ^\circ\mathrm{C}
100 ∘C100\ ^\circ\mathrm{C} et 0 ∘C0\ ^\circ\mathrm{C}
0 ∘C0\ ^\circ\mathrm{C} et 50 ∘C50\ ^\circ\mathrm{C}

$$0\ ^\circ\mathrm{C}$$ et $$100\ ^\circ\mathrm{C}$$

Explication

L’eau pure fond à 0 ∘C0\ ^\circ\mathrm{C} et se vaporise à 100 ∘C100\ ^\circ\mathrm{C} à pression usuelle. La fusion est le passage du solide au liquide, tandis que la vaporisation est le passage du liquide au gaz.

6. Quel indice expérimental permet d’identifier un corps pur lors d’un changement d’état de l’eau ?

Une disparition progressive de la matière
Une variation de volume sans changement thermique
Une température qui augmente sans interruption
Un palier de température constante

Un palier de température constante

Explication

Lors du changement d’état d’un corps pur, la température reste constante pendant un palier caractéristique. Une température qui augmente sans interruption ne constitue pas cet indice d’identification.

7. Quelle relation permet de calculer la masse volumique d’un corps de masse mm et de volume VV ?

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

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

Explication

La masse volumique est le rapport de la masse au volume, donc ρ=mV\rho=\frac{m}{V}. La relation m=ρ×Vm=\rho\times V permet de calculer la masse, mais elle ne définit pas directement la masse volumique.

8. Quelle paire de valeurs associe correctement les masses volumiques de l’eau et de l’air ?

0,1 g/mL0{,}1\ \mathrm{g/mL} pour l’eau et 129 g/L129\ \mathrm{g/L} pour l’air
1000 g/L1000\ \mathrm{g/L} pour l’air et 1,29 g/mL1{,}29\ \mathrm{g/mL} pour l’eau
1,29 g/L1{,}29\ \mathrm{g/L} pour l’eau et 1 g/mL1\ \mathrm{g/mL} pour l’air
1 g/mL1\ \mathrm{g/mL} pour l’eau et 1,29 g/L1{,}29\ \mathrm{g/L} pour l’air

$$1\ \mathrm{g/mL}$$ pour l’eau et $$1{,}29\ \mathrm{g/L}$$ pour l’air

Explication

La masse volumique de l’eau est 1 g/mL1\ \mathrm{g/mL}, équivalente à 1000 g/L1000\ \mathrm{g/L}, tandis que celle de l’air est 1,29 g/L1{,}29\ \mathrm{g/L}. Les valeurs doivent être associées aux bons corps et aux unités correspondantes.

9. Comment calcule-t-on la densité d’un liquide ou d’un solide par rapport à l’eau ?

d=ρ×ρeaud=\rho\times\rho_{\text{eau}}
d=ρρeaud=\frac{\rho}{\rho_{\text{eau}}}
d=ρ+ρeaud=\rho+\rho_{\text{eau}}
d=ρeauρd=\frac{\rho_{\text{eau}}}{\rho}

$$d=\frac{\rho}{\rho_{\text{eau}}}$$

Explication

La densité est le rapport de la masse volumique du corps à celle de l’eau, avec des unités identiques, selon d=ρρeaud=\frac{\rho}{\rho_{\text{eau}}}. Elle ne possède pas d’unité, contrairement à la masse volumique.

10. Dans quelle situation un corps flotte-t-il dans l’eau ?

Lorsque son volume est supérieur à celui de l’eau
Lorsque sa masse volumique est inférieure à celle de l’eau
Lorsque sa masse volumique est supérieure à celle de l’eau
Lorsque sa masse volumique est égale à celle de l’air

Lorsque sa masse volumique est inférieure à celle de l’eau

Explication

Un corps flotte dans l’eau lorsque sa masse volumique est inférieure à celle de l’eau. Une masse volumique supérieure à celle de l’eau conduit au contraire à l’enfoncement du corps.

11. Quel principe permet à un test chimique de mettre en évidence une espèce chimique ?

Il compare la température de l’échantillon à celle de l’eau.
Il exploite une propriété chimique caractéristique et un détecteur de présence.
Il observe la couleur générale du mélange sans réaction chimique.
Il mesure la masse de l’échantillon avec une balance étalonnée.

Il exploite une propriété chimique caractéristique et un détecteur de présence.

Explication

Un test chimique repose sur une propriété chimique caractéristique associée à un détecteur de présence. La simple mesure d’une grandeur physique ou l’observation globale du mélange ne constitue pas nécessairement un test chimique d’identification.

12. Quel résultat expérimental identifie correctement le dioxygène et le dihydrogène ?

Le dioxygène colore en bleu le sulfate de cuivre anhydre et le dihydrogène trouble l’eau de chaux.
Le dioxygène rallume une bûchette incandescente et le dihydrogène provoque une petite explosion à la flamme.
Le dioxygène trouble l’eau de chaux et le dihydrogène colore en bleu le sulfate de cuivre anhydre.
Le dioxygène provoque une petite explosion à la flamme et le dihydrogène rallume une bûchette incandescente.

Le dioxygène rallume une bûchette incandescente et le dihydrogène provoque une petite explosion à la flamme.

Explication

Le dioxygène rallume une bûchette incandescente, tandis que le dihydrogène produit une petite explosion au contact d’une flamme. Le trouble de l’eau de chaux caractérise le dioxyde de carbone, pas le dioxygène.

13. Quelle est la fonction de la chromatographie sur couche mince dans l’étude d’un mélange ?

Elle transforme les espèces chimiques en une substance unique.
Elle détecte une réaction chimique sans distinguer ses produits.
Elle mesure la masse de chaque espèce sans les séparer.
Elle sépare les espèces chimiques et permet de les identifier.

Elle sépare les espèces chimiques et permet de les identifier.

Explication

La chromatographie sur couche mince sépare les constituants d’un mélange et contribue à leur identification. Elle ne fournit pas directement la masse de chaque espèce et ne transforme pas le mélange en une substance unique.

14. Lors d’une chromatographie sur couche mince, que signifie une seule tache en lecture verticale ?

Elle montre que toutes les espèces ont été retenues au départ.
Elle prouve que le solvant n’a pas traversé la plaque.
Elle indique que l’échantillon contient deux espèces chimiques.
Elle indique que l’échantillon contient un composé.

Elle indique que l’échantillon contient un composé.

Explication

En lecture verticale, une seule tache indique la présence d’un composé selon le critère donné. Deux taches signaleraient un mélange, tandis que l’alignement horizontal sert à comparer des espèces entre différents dépôts.

15. Dans une solution aqueuse obtenue en dissolvant du sel dans l’eau, comment appelle-t-on le sel et l’eau ?

Le sel et l’eau sont deux solvants du mélange.
Le sel est le solvant et l’eau est le soluté.
Le sel est le soluté et l’eau est le solvant.
Le sel et l’eau sont deux solutés de la solution.

Le sel est le soluté et l’eau est le solvant.

Explication

Le soluté est l’espèce chimique dissoute, ici le sel, tandis que le solvant est le liquide qui dissout cette espèce, ici l’eau. Une solution aqueuse est homogène lorsque la dissolution du soluté dans l’eau est totale.

16. Une solution contient 6 g de soluté dans 1,5 L de solution. Quelle est sa concentration en masse ?

4 g/L4\ \mathrm{g/L}
9 g/L9\ \mathrm{g/L}
0,25 g/L0,25\ \mathrm{g/L}
7,5 g/L7,5\ \mathrm{g/L}

$$4\ \mathrm{g/L}$$

Explication

La concentration en masse se calcule avec Cm=mVC_m=\frac{m}{V}, donc Cm=61,5=4 g/LC_m=\frac{6}{1,5}=4\ \mathrm{g/L}. La multiplication de la masse par le volume ne correspond pas à cette définition.

17. Que faut-il faire pour préparer une solution plus diluée à partir d’une solution concentrée ?

Évaporer l’eau afin d’augmenter le volume de la solution.
Ajouter de l’eau à un volume donné de la solution concentrée.
Ajouter du soluté jusqu’à obtenir un volume plus important.
Retirer une partie du solvant sans modifier la quantité de soluté.

Ajouter de l’eau à un volume donné de la solution concentrée.

Explication

Une dilution consiste à ajouter de l’eau à une solution concentrée afin d’obtenir une solution moins concentrée. L’ajout de soluté ou l’évaporation de l’eau tendrait plutôt à augmenter la concentration.

18. Quel volume de solution mère à 10 g/L10\ \mathrm{g/L} faut-il prélever pour préparer 250 mL250\ \mathrm{mL} de solution fille à 0,40 g/L0,40\ \mathrm{g/L} ?

25 mL25\ \mathrm{mL}
10 mL10\ \mathrm{mL}
160 mL160\ \mathrm{mL}
100 mL100\ \mathrm{mL}

$$10\ \mathrm{mL}$$

Explication

La relation de dilution donne Cm0V0=Cm1V1C_{m0}V_0=C_{m1}V_1, donc V0=0,40×0,25010=0,010 L=10 mLV_0=\frac{0,40\times0,250}{10}=0,010\ \mathrm{L}=10\ \mathrm{mL}. Un volume plus grand prélèverait une quantité de soluté incompatible avec la concentration finale demandée.

19. Pendant une dilution, quelles grandeurs évoluent comme indiqué ?

La masse de soluté augmente, le volume reste constant et la concentration augmente.
La masse de soluté reste constante, le volume augmente et la concentration diminue.
La masse de soluté diminue, le volume augmente et la concentration reste constante.
La masse de soluté reste constante, le volume diminue et la concentration augmente.

La masse de soluté reste constante, le volume augmente et la concentration diminue.

Explication

L’ajout d’eau ne change pas la quantité de soluté présente : sa masse est conservée, tandis que le volume augmente et que la concentration diminue. Une diminution du volume avec augmentation de la concentration correspondrait plutôt à une concentration par évaporation.

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Qu'est-ce qu'un corps pur en chimie ?

Une substance composée d’une seule espèce chimique.

Qu'est-ce qu'un mélange en chimie ?

Une substance composée de plusieurs espèces chimiques.

Quand un mélange est-il homogène ?

Lorsqu’on ne distingue pas ses constituants.

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