QCM : États de la matière et acido-basicité (72 questions)

Explication

Un mélange réunit des corps purs différents dans un même milieu et peut être séparé physiquement. Un corps pur composé contient un seul type de molécules, une molécule unique ne désigne pas l’échantillon décrit, et un corps pur simple n’est pas constitué de plusieurs corps purs.

Explication

Les éléments d’une même colonne ont la même configuration électronique externe, ce qui explique leurs propriétés chimiques proches. Une configuration totale identique, un même nombre de protons ou l’identité des éléments ne sont pas impliqués par leur position commune en colonne.

Explication

Une molécule est une association d’atomes liés. Un corps pur caractérise la composition d’un échantillon, un mélange rassemble des corps purs différents et un élément désigne un type d’atome.

Explication

Dimitri Mendeleïev a proposé la classification périodique au XIXe siècle. Dalton est associé à une hypothèse atomique, tandis que Bohr et Heisenberg sont liés aux modèles de l’atome.

Explication

Après avoir reçu de l’énergie, l’électron d’hydrogène passe à un niveau supérieur instable, puis revient vers un niveau plus stable en émettant de la lumière. Le choix « monte » inverse la transition, « absorbant » inverse l’échange d’énergie au retour, et le maintien au niveau supérieur omet la désexcitation.

Explication

Le principe d’Heisenberg exclut une connaissance simultanément assez précise de la position et du mouvement pour décrire l’électron comme une particule classique à l’échelle atomique. Il ne s’agit pas simplement d’un défaut instrumental, d’une trajectoire classique, ni d’une impossibilité de toute connaissance.

Explication

Une orbitale est définie comme le volume dans lequel la probabilité de trouver un électron est de 95 %. Une orbite privilégiée relève du modèle de Bohr, un niveau d’énergie caractérise l’énergie de l’électron, et le spin décrit une propriété de celui-ci.

Explication

Le modèle de Bohr décrit le spectre de l’hydrogène, mais ne concorde pas avec l’expérience pour les atomes à plusieurs électrons. Étendre sa réussite à tous les atomes généralise abusivement son domaine, et les deux autres réponses inversent ou effacent cette limite.

Explication

Le cuivre est une exception à la règle de Klechkowski et possède la configuration Ar 4s¹3d¹⁰. Ar 4s²3d⁹ applique le remplissage régulier, tandis que les configurations avec 3d⁸ ou 3d⁵ ne correspondent pas au cuivre.

Explication

Les exceptions présentées concernent une sous-couche d à 9 électrons ou à 4 électrons. Les valeurs 10 et 5 décrivent des sous-couches d pleine ou à moitié remplie, et les autres valeurs ne sont pas les exceptions indiquées.

Explication

La configuration externe comprend les orbitales s et p du niveau n le plus élevé; ces électrons périphériques participent aux réactions. Inclure d relève de la confusion signalée, car les orbitales d sont traitées comme des électrons de cœur.

Explication

Chaque ligne est une période correspondant au remplissage d’une nouvelle couche; chaque colonne rassemble des éléments de configuration externe et de propriétés chimiques similaires. Inverser lignes et colonnes ou attribuer à la ligne une configuration commune brouille ces deux rôles.

Explication

Une liaison chimique existe lorsque les interactions entre atomes forment une entité structurale d’énergie inférieure à la somme des énergies des atomes isolés. Une simple proximité ne suffit pas, et une énergie égale ou supérieure ne répond pas au critère de stabilisation.

Explication

Les répulsions entre nuages électroniques et entre noyaux déstabilisent le rapprochement, tandis que l’attraction entre les électrons d’un atome et le noyau de l’autre le stabilise. Inverser ces effets ou attribuer l’attraction aux noyaux confond la nature des interactions.

Explication

La règle de l’octet de Lewis indique qu’une couche externe contenant huit électrons correspond à une configuration particulièrement stable. Sept électrons ne constituent pas l’octet, et huit électrons correspondent à quatre doublets, non à huit.

Explication

Dans une liaison hétéro nucléaire, l’atome le plus électronégatif attire davantage le doublet et porte une charge partielle négative. Le partage équitable concerne les atomes de même électronégativité; une attraction accrue ne signifie pas nécessairement un transfert complet d’électrons.

Explication

Le chlore étant plus électronégatif, il porte δ− et le carbone δ+ ; le moment dipolaire est orienté du carbone vers le chlore. Inverser les charges ou le sens du vecteur revient à confondre l’atome le plus électronégatif avec l’atome positif.

Explication

La polarité moléculaire dépend de la somme vectorielle des moments dipolaires, laquelle est nulle ici malgré les liaisons polaires. La réponse « molécule polaire » confond polarité des liaisons et résultat de leur somme ; les charges partielles seules ne déterminent pas la polarité globale.

Explication

Une liaison ionique résulte du transfert d’un électron depuis l’élément très électropositif vers l’élément très électronégatif. Le transfert inverse confond le rôle des deux éléments, tandis que la mise en commun correspond à une liaison covalente.

Explication

Dans l’eau, des interactions de faible énergie avec les ions correspondent à leur solvatation et contribuent à briser les liaisons ioniques. La création de nouvelles liaisons ioniques ou le transfert d’électrons ne décrit pas ce processus.

Explication

Le caractère partiellement double de la liaison entre les carbones conjugués empêche la rotation libre. La considérer comme une liaison simple néglige ce caractère ; la délocalisation des électrons π explique la conjugaison, mais ne rend pas la rotation libre.

Explication

Une liaison π résulte du recouvrement latéral de deux orbitales p, tandis que le recouvrement axial d’orbitales hybrides forme une liaison σ. Attribuer la liaison π au recouvrement axial inverse cette distinction.

Explication

Les recouvrements latéraux simultanés et partiels des orbitales p dans une molécule conjuguée répartissent les électrons π entre les carbones. La localisation sur une seule liaison s’oppose à cette délocalisation ; le squelette σ provient plutôt des recouvrements axiaux.

Explication

Dans le benzène, les recouvrements axiaux des orbitales sp² constituent le squelette σ hexagonal, tandis que le nuage π est délocalisé sur l’ensemble de la molécule. La délocalisation concerne le système π, pas le squelette σ.

Explication

Dans une liaison hydrogène, l’hydrogène est lié à X, ici l’azote, tandis que Y, ici l’oxygène, porte le doublet libre. L’option qui inverse X et Y confond leurs rôles, la liaison covalente décrit un autre type de liaison et l’azote comme l’oxygène font partie des atomes admis.

Explication

Une énergie de 20 kJ·mol⁻¹ se situe dans l’intervalle de 10 à 30 kJ·mol⁻¹ caractéristique de la liaison hydrogène, la plus forte des interactions intermoléculaires. L’interaction de Van der Waals est moins forte, une liaison covalente n’est pas une interaction intermoléculaire et l’intervalle de 30 à 50 kJ·mol⁻¹ ne correspond pas à la valeur donnée.

Explication

Une liaison hydrogène est intramoléculaire si elle relie deux atomes de la même molécule, et intermoléculaire si elle relie des molécules différentes. L’option inversant les catégories confond ces définitions, tandis que covalente et ionique désignent d’autres types de liaison.

Explication

L’acide para-hydroxy-benzoïque bout à 215 °C, contre 159 °C pour l’isomère ortho qui forme une liaison hydrogène intramoléculaire. L’attribution inverse échange les deux isomères, les valeurs de 10 à 30 concernent une énergie et non une température, et l’option sans isomérie ne désigne pas le composé comparé.

Explication

La solubilité aqueuse dépend de l’équilibre entre la longueur de la chaîne hydrophobe et le nombre de groupes hydrophiles capables de former des liaisons hydrogène. Se limiter à la chaîne carbonée néglige les groupes hydrophiles, inverser les rôles hydrophobe et hydrophile fausse l’analyse, et la masse moléculaire ne remplace pas ce principe.

Explication

Chez les monoalcools, l’allongement de la chaîne carbonée augmente la partie hydrophobe et diminue la solubilité aqueuse. La tendance inverse renverse cette relation, l’augmentation liée aux groupes OH concerne les polyalcools à chaîne égale, et la présence d’une fonction alcool ne rend pas la solubilité indépendante de la chaîne.

Explication

À longueur de chaîne égale, davantage de groupes OH augmente la solubilité des polyalcools, car ces groupes favorisent les interactions avec l’eau. La tendance des monoalcools concerne l’allongement de la chaîne, l’option de solubilité plus faible inverse l’effet des OH, et l’égalité des chaînes n’empêche pas l’effet du nombre de groupes.

Explication

Dans la série linéaire des alcanes, une chaîne plus longue s’accompagne de davantage d’interactions stabilisatrices et d’une température d’ébullition plus élevée. L’option qui prévoit une baisse malgré davantage d’interactions inverse la tendance, celle qui associe hausse et moins d’interactions contredit sa cause, et la solubilité des monoalcools est une propriété différente.

Explication

À pression donnée, un corps pur possède des températures d’ébullition et de congélation constantes, alors que celles d’un mélange dépendent de sa composition. Inverser les deux cas confond corps pur et mélange ; attribuer la constance aux deux ignore cette distinction ; faire varier la température du corps pur avec la composition lui attribue une propriété du mélange.

Explication

Le solvant est le constituant présent en plus grande quantité et dans le même état physique que la solution. Le constituant minoritaire est confondu avec le solvant, le constituant dissous avec le rôle du soluté, et l’eau n’est pas définie comme solvant par sa seule identité.

Explication

Un soluté est une substance qui peut être dissoute dans un solvant. Le solvant est le milieu de dissolution, la solution désigne le mélange obtenu, et le constituant majoritaire relève de la définition du solvant.

Explication

La molarité varie avec la température parce qu’elle est rapportée au volume de la solution, qui se dilate. La molalité et les fractions massique et molaire ne dépendent pas de la température ; leur attribuer une variation due au volume confond leur définition avec celle de la molarité.

Explication

Un acide de Brønsted est une substance capable de donner un proton à une base. Une base accepte le proton ; l’autoprotolyse concerne un transfert entre molécules de la même espèce, et le rôle de solvant ne définit pas le donneur de proton.

Explication

Une base de Brønsted accepte un proton grâce à un doublet électronique auquel celui-ci peut se lier. L’acide donne le proton, une espèce amphotère peut agir dans les deux sens, et le terme soluté ne désigne pas ce comportement acido-basique.

Explication

L’eau est amphiprotique parce qu’elle peut céder un proton pour former OH⁻ ou en accepter un pour former H₃O⁺. La réduire au rôle d’acide ou de base ignore l’un de ces comportements ; l’autoprotolyse est un cas particulier de transfert entre molécules d’eau, et non la définition générale de cette propriété.

Explication

Pour une solution diluée, le pH est le logarithme décimal négatif de la concentration en H₃O⁺. Employer OH⁻ confond pH et pOH ; omettre le signe négatif change la formule, et prendre le produit des concentrations ne correspond pas à la définition du pH.

Explication

À $pH=pK_a+1$, la base conjuguée représente 90 % et l’acide 10 %. L’inversion des proportions correspond à un pH inférieur au pKa, la proportion 1 %/99 % à un écart de deux unités, et le partage égal au pH égal au pKa.

Explication

Dans le sang, dont le pH est supérieur au pKa de l’indométacine, la forme ionisée $RCOO^-$ prédomine, tandis que le milieu gastrique favorise la forme moléculaire $RCOOH$. L’association inversée échange ces dominances; les deux autres associations attribuent à tort la même forme aux deux milieux.

Explication

Pour la chlorpromazine, $RNH_3^+$ prédomine lorsque le pH est inférieur au pKa; c’est aussi la forme majoritaire dans le sang. $RNH_2$ correspond à la prédominance au-dessus du pKa, $RCOO^-$ est la forme d’un acide carboxylique, et des proportions égales sont attendues au pH égal au pKa.

Explication

Le pH 9 se situe entre $pK_{a2}=7,21$ et $pK_{a3}=12,67$ : l’espèce majoritaire est donc $HPO_4^{2-}$. $H_2PO_4^-$ prédomine dans l’intervalle précédent, $PO_4^{3-}$ au-dessus de 12,67, et $H_3PO_4$ au-dessous de 2,12.

Explication

Le nombre d’oxydation est une valeur conventionnelle qui sert à attribuer les électrons aux différents atomes. L’assimiler à une charge réelle, au nombre de liaisons ou au nombre d’électrons de valence confond des notions distinctes.

Explication

Dans un corps simple, le nombre d’oxydation de chaque élément est 0, y compris pour un métal tel que $Cu(s)$. Les valeurs positives proposées correspondent à des ions cuivre possibles, tandis que −1 ne s’applique pas au cuivre métallique neutre.

Explication

Dans un peroxyde, l’oxygène a le nombre d’oxydation −1; ainsi, dans $H_2O_2$, chaque oxygène porte cette valeur conventionnelle. −2 est la valeur habituelle de l’oxygène hors peroxydes, +1 correspond généralement à l’hydrogène, et 0 s’applique aux éléments dans un corps simple.

Explication

Dans un ion polyatomique, la somme des nombres d’oxydation est égale à la charge de l’ion : elle vaut donc $-2$ ici. Une somme nulle serait celle d’une molécule neutre, $+2$ inverse le signe, et la charge d’un seul atome ne donne pas la somme de l’ion.

Explication

La structure primaire correspond à la séquence d’acides aminés reliés par des liaisons peptidiques et ne confère pas, à elle seule, de propriété fonctionnelle. Le repliement tridimensionnel relève de la structure tertiaire, l’assemblage de sous-unités de la structure quaternaire, et le réarrangement régulier de la structure secondaire.

Explication

La structure tertiaire est le repliement tridimensionnel qui confère sa fonction à la protéine, tandis que la structure quaternaire, formée par plusieurs sous-unités, n’est pas obligatoire. La structure primaire désigne la séquence, et une conformation dénaturée a perdu sa fonction biologique.

Explication

La conformation native est la conformation fonctionnelle, tandis que la conformation dénaturée a perdu sa fonction biologique. La structure primaire est une séquence et les structures secondaire et quaternaire désignent des niveaux d’organisation différents.

Explication

La chaîne latérale variable, liée au carbone α, détermine les propriétés chimiques spécifiques de l’acide aminé. Le groupement carboxyle, le groupement amine et le carbone α font partie de sa structure, mais ne sont pas la partie variable visée.

Explication

La structure secondaire correspond au réarrangement régulier des acides aminés en hélices α ou en feuillets β. La structure tertiaire décrit l’arrangement spatial global, la structure primaire la séquence, et la structure quaternaire l’association de sous-unités.

Explication

Dans l’hélice α, une liaison hydrogène relie l’hydrogène lié à l’azote à l’oxygène d’une liaison peptidique en aval, et ces liaisons sont parallèles à l’axe de l’hélice. Les liaisons peptidiques constituent la chaîne, les interactions hydrophobes contribuent notamment à la cohésion des feuillets β, et les ponts disulfure sont des liaisons entre atomes de soufre.

Explication

Les brins β empilés sont maintenus par des liaisons hydrogène et par des interactions hydrophobes entre acides aminés hydrophobes. Les ponts disulfure ne sont pas le mécanisme indiqué pour la cohésion du feuillet, et les liaisons peptidiques forment la chaîne d’acides aminés.

Explication

Dans un feuillet β parallèle, tous les brins ont la même orientation, avec les N-ter d’un côté et les C-ter de l’autre. Un feuillet antiparallèle présente des orientations opposées et une alternance des extrémités sur un même côté; l’hélice α et la structure tertiaire sont d’autres niveaux d’organisation.

Explication

L’ionisation des groupements amine, carboxyle et de certaines chaînes latérales permet aux acides aminés de capter ou de libérer des protons, ce qui amortit les variations de pH. La production d’ions confond tampon et création de protons, tandis que les deux autres réponses limitent à tort le mécanisme à un seul type de groupement ou à un seul sens d’échange.

Explication

Lorsque le pH est inférieur au pI, la charge globale de l’acide aminé est positive. Une charge négative inverse cette relation, une charge nulle correspond au pI, et la masse n’intervient pas dans cette règle.

Explication

Le pI est la moyenne des deux pKa encadrant la charge globale nulle : $(2+8)/2=5$. Choisir 8 revient à prendre le pKa supérieur seul, et 10 à omettre la division par deux.

Explication

Les acides aminés constitutifs des protéines appartiennent à la série L, tandis que certains acides aminés D libres exercent des fonctions biologiques. La réponse sur les D protéiques confond leur rôle libre avec leur incorporation dans les protéines, celle sur les L généralise abusivement, et celle sur l’inactivité nie les exemples biologiques connus.

Explication

Le pI de HbA est inférieur à celui de HbS. Choisir HbS inverse la comparaison, tandis que l’hétérozygotie ne détermine pas cette différence entre les protéines.

Explication

Une protéine plus acide a un pI plus faible, se déprotone plus rapidement et acquiert plus vite une charge négative, favorisant sa migration vers le pôle positif. La réponse attribuant cet effet à Y inverse le rôle de l’acidité, et celle orientant X vers le pôle négatif inverse le sens de migration des protéines négatives.

Explication

L’isoélectrofocalisation peut séparer des protéines qui diffèrent d’une seule charge ou d’un pI de 0,01 unité. Les autres réponses modifient le seuil de résolution ou remplacent la différence de charge par une différence de masse.

Explication

Une protéine négative migre vers le pôle positif, puis s’immobilise lorsque le pH atteint son pI et que sa charge nette devient nulle. Le déplacement vers le pôle négatif inverse le sens imposé par la charge, et l’immobilisation ne se produit pas lorsque le pH s’éloigne du pI.

Explication

Le Western blot utilise un anticorps spécifique pour détecter une protéine dans un mélange et permet d’en estimer la taille. La chromatographie après hydrolyse renseigne sur les acides aminés, Edman détermine une séquence et l’électrophorèse sans anticorps n’assure pas cette détection spécifique.

Explication

Les isoformes appartiennent à une même famille et diffèrent par leur taille. L’idée d’une taille identique contredit cette distinction, tandis qu’une famille distincte ou une séquence nécessairement différente n’est pas établie par les bandes observées.

Explication

Ces conditions sévères rompent toutes les liaisons peptidiques et libèrent les acides aminés sans conserver leur ordre. La séquence n’est donc pas conservée, contrairement à ce que suggère le premier distracteur sur l’ordre; les autres décrivent une hydrolyse partielle ou la méthode d’Edman.

Explication

Après hydrolyse, la chromatographie échangeuse d’ions permet de déterminer la composition et la quantité des acides aminés, mais leur ordre est perdu. Déduire la séquence ou l’extrémité N-terminale confond cette analyse avec une méthode de séquençage telle qu’Edman.

Explication

La structure tertiaire correspond au repliement et à l’arrangement spatial de la protéine, lesquels lui confèrent sa fonction. L’ordre linéaire relève de la séquence primaire, l’association de plusieurs chaînes de la structure quaternaire, et les liaisons peptidiques ne définissent pas à elles seules le repliement.

Explication

Le brassage mécanique peut provoquer la dénaturation, et une protéine dénaturée perd sa fonction. L’hydrolyse rompt les liaisons peptidiques, une mutation modifie la séquence, et la renaturation désigne le retour vers un repliement fonctionnel plutôt que sa perte.

Explication

Dans la voie physiologique, l’alpha-sécrétase libère s-APP soluble, puis la gamma-sécrétase produit p3 et le fragment cytoplasmique AICD. La production d’Aβ caractérise la voie amyloïdogénique; p3 n’est pas le premier fragment libéré, et Tau n’est pas un produit du clivage de l’APP.

Explication

Les marqueurs du LCR décrits associent une diminution d’Aβ42 à une augmentation de Tau totale et de Tau hyperphosphorylée. Les autres profils inversent une ou plusieurs de ces variations, ou traitent les marqueurs comme des fragments issus du clivage de l’APP.