QCM : Éléments chimiques et radioactivité (5 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Comment se sont formés les noyaux des quelque cent éléments chimiques stables ?

Par le refroidissement de l’hélium dans les nuages interstellaires
Par la fusion chimique des éléments dans les océans primitifs
Par des réactions nucléaires dans les étoiles à partir de l’hydrogène initial
Par la désintégration spontanée des noyaux présents sur la Terre

Par des réactions nucléaires dans les étoiles à partir de l’hydrogène initial

Explication

Les noyaux des éléments stables résultent de réactions nucléaires qui se produisent dans les étoiles à partir de l’hydrogène initial. Le refroidissement de l’hélium dans les nuages interstellaires ne décrit pas leur formation.

2. Quelle association décrit correctement les éléments les plus abondants dans la matière de l’Univers, la Terre et les êtres vivants ?

Univers : oxygène et azote ; Terre : carbone, fer et magnésium ; êtres vivants : silicium, hydrogène et hélium
Univers : fer et silicium ; Terre : carbone, hydrogène, oxygène et azote ; êtres vivants : hydrogène et hélium
Univers : carbone et oxygène ; Terre : hydrogène et hélium ; êtres vivants : fer, silicium, magnésium et azote
Univers : hydrogène et hélium ; Terre : oxygène, hydrogène, fer, silicium et magnésium ; êtres vivants : carbone, hydrogène, oxygène et azote

Univers : hydrogène et hélium ; Terre : oxygène, hydrogène, fer, silicium et magnésium ; êtres vivants : carbone, hydrogène, oxygène et azote

Explication

La matière connue de l’Univers est principalement constituée d’hydrogène et d’hélium, tandis que la Terre et les êtres vivants présentent les compositions indiquées dans cette association. Une confusion courante consiste à attribuer aux êtres vivants les éléments caractéristiques de la Terre.

3. Comment appelle-t-on le phénomène par lequel un noyau instable se désintègre spontanément ?

L’ionisation atomique
La fusion nucléaire
La fission nucléaire
La radioactivité

La radioactivité

Explication

La désintégration spontanée de noyaux instables est appelée radioactivité. La fission correspond à une transformation nucléaire, mais ce terme ne désigne pas le phénomène général défini ici.

4. Que peut-on prévoir au sujet de l’instant où un noyau radioactif individuel se désintègre ?

Cet instant dépend du nombre initial de noyaux de l’échantillon
Cet instant est identique pour tous les noyaux d’un même type
Cet instant est aléatoire pour le noyau considéré
Cet instant est fixé par la demi-vie de l’échantillon

Cet instant est aléatoire pour le noyau considéré

Explication

L’instant de désintégration d’un noyau individuel est aléatoire. La demi-vie caractérise le comportement statistique d’un ensemble de noyaux, et ne fixe pas l’instant de désintégration d’un noyau particulier.

5. Dans un échantillon macroscopique, que représente la demi-vie d’un noyau radioactif ?

La durée au bout de laquelle un noyau individuel a nécessairement fini de se désintégrer
La durée au bout de laquelle le nombre de noyaux désintégrés égale le nombre initial
La durée au bout de laquelle la moitié des noyaux initialement présents s’est désintégrée
La durée nécessaire pour que tous les noyaux de l’échantillon se soient désintégrés

La durée au bout de laquelle la moitié des noyaux initialement présents s’est désintégrée

Explication

La demi-vie est la durée nécessaire pour que la moitié des noyaux initialement présents dans un échantillon macroscopique se soit désintégrée. Elle ne prédit pas le moment de désintégration d’un noyau individuel, qui est aléatoire.

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Comment se forment les noyaux des éléments chimiques stables ?

Par des réactions nucléaires dans les étoiles à partir de l’hydrogène initial.

Quels éléments constituent principalement la matière connue de l’Univers ?

L’hydrogène et l’hélium.

Quels éléments composent surtout la Terre ?

L’oxygène, l’hydrogène, le fer, le silicium et le magnésium.

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