QCM : Liquides et solutions — 29 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle définition décrit le mieux un corps pur ?

Un ensemble de molécules différentes présentes en proportions variables
Une seule molécule constituée de plusieurs atomes
Un mélange contenant nécessairement de l’eau liquide
Un très grand nombre de molécules identiques

Un très grand nombre de molécules identiques

Explication

Un corps pur correspond à un très grand nombre de molécules identiques. Il se distingue donc d’un mélange, qui contient plusieurs espèces chimiques.

2. Quelle affirmation distingue correctement une mole d’une molécule ?

Une mole est une entité individuelle, tandis qu’une molécule est une quantité de matière
Une mole et une molécule désignent exactement la même grandeur
Une mole correspond uniquement à une masse, tandis qu’une molécule correspond uniquement à un volume
Une mole est une quantité de matière, tandis qu’une molécule est une entité individuelle

Une mole est une quantité de matière, tandis qu’une molécule est une entité individuelle

Explication

La mole mesure une quantité de matière, alors qu’une molécule est une entité individuelle constituée d’atomes.

3. Quelle propriété caractérise l’eau dans les êtres vivants ?

Elle est exclusivement présente sous forme de vapeur et ne contient aucun composé dissous
Elle est le constituant le plus abondant et se trouve à l’état liquide avec de nombreux composés dissous
Elle constitue uniquement les structures minérales des organismes
Elle est généralement le constituant le moins abondant et se trouve à l’état solide

Elle est le constituant le plus abondant et se trouve à l’état liquide avec de nombreux composés dissous

Explication

L’eau est le constituant le plus abondant des êtres vivants et se trouve à l’état liquide en contenant de nombreux composés en solution.

4. Un échantillon contient N molécules et possède une masse m, de masse molaire M. Quelle expression permet de calculer sa quantité de matière ?

n = N + N_A = m + M
n = N × N_A = m × M
n = N_A/N = M/m
n = N/N_A = m/M

n = N/N_A = m/M

Explication

La quantité de matière vérifie n = N/N_A = m/M, où N_A est la constante d’Avogadro, m la masse et M la masse molaire.

5. Quelle expression représente l’énergie totale d’une molécule ?

E_T = E_L + E_C = E_L + E_trans + E_rot + E_vib
E_T = E_L − E_C
E_T = E_trans − E_rot − E_vib
E_T = E_L × E_C

E_T = E_L + E_C = E_L + E_trans + E_rot + E_vib

Explication

L’énergie totale est la somme de l’énergie de liaison et de l’énergie cinétique, cette dernière regroupant les contributions translationnelle, rotationnelle et vibrationnelle.

6. Quelle distinction entre énergie de liaison et énergie cinétique est correcte ?

L’énergie cinétique mesure la force d’une liaison, tandis que l’énergie de liaison mesure la température
L’énergie de liaison est liée au mouvement, tandis que l’énergie cinétique renforce les liaisons
Les deux énergies sont cohésives et ne dépendent pas du mouvement
L’énergie de liaison favorise le rassemblement, tandis que l’énergie cinétique favorise la dispersion

L’énergie de liaison favorise le rassemblement, tandis que l’énergie cinétique favorise la dispersion

Explication

L’énergie de liaison est cohésive et favorise le rassemblement des particules, tandis que l’énergie cinétique est associée au mouvement et favorise leur dispersion.

7. Quel état physique est cohérent et fluide ?

L’état gazeux
L’état solide
L’état liquide
Aucun état physique

L’état liquide

Explication

L’état liquide est cohérent, car ses particules restent associées, et fluide, car il peut s’écouler et prendre la forme du récipient.

8. Quelle relation permet de relier la pression, le volume, la quantité de matière et la température d’un gaz parfait ?

P/V = nRT
PV = n/R/T
P + V = nRT
PV = nRT

PV = nRT

Explication

La loi des gaz parfaits s’écrit PV = nRT, avec la température T exprimée en kelvins.

9. Dans les conditions où une mole de gaz occupe 22,4 L, quelle valeur de pression correspond à ces conditions usuelles ?

1 atm, soit 760 mmHg
22,4 atm, soit 760 hPa
1 bar, soit 22,4 mmHg
1013 atm, soit 1 mmHg

1 atm, soit 760 mmHg

Explication

Sous une pression de 1 atm, équivalente à 760 mmHg, 1013 hPa et 1 bar, une mole de gaz occupe 22,4 L.

10. Quelle relation permet de calculer l’énergie nécessaire à un changement d’état pour une masse m ?

Q = m × L
Q = m + L
Q = L/m
Q = m/L

Q = m × L

Explication

L’énergie nécessaire est donnée par Q = m × L, où m est exprimée en kilogrammes et L en joules par kilogramme.

11. Selon la loi d’Henry, quelle expression permet de calculer la quantité de gaz dissous ?

V_STPD = P_i / (s × V)
V_STPD = s × V × P_i
V_STPD = s × V / P_i
V_STPD = s + V + P_i

V_STPD = s × V × P_i

Explication

La loi d’Henry relie la quantité de gaz dissous à la solubilité, au volume de solution et à la pression partielle selon V_STPD = s × V × P_i.

12. Dans la loi d’Henry, quelle unité correspond à la pression partielle P_i ?

Le millilitre de gaz par millilitre de solution
Le millilitre de solution
Le millilitre de gaz
L’atmosphère

L’atmosphère

Explication

Dans cette loi, P_i est une pression partielle exprimée en atmosphères. Les autres unités correspondent respectivement à V_STPD, V et s.

13. Quelle définition décrit correctement un électrolyte ?

Un atome neutre ayant autant de protons que d’électrons
Un ion chargé présent avant toute dissolution
Une molécule qui empêche la formation d’ions dans l’eau
Un composé qui forme des ions lorsqu’il est dissous dans l’eau

Un composé qui forme des ions lorsqu’il est dissous dans l’eau

Explication

Un électrolyte est le composé mis en solution qui forme des ions dans l’eau. Les ions sont les espèces chargées effectivement présentes après dissociation.

14. Qu’est-ce qui distingue un ion d’un atome neutre ?

L’ion contient toujours davantage de protons que d’électrons
L’atome neutre est toujours constitué de plusieurs atomes liés
L’atome neutre a nécessairement gagné des électrons dans l’eau
L’ion possède une charge globale due à une perte ou un gain d’électrons

L’ion possède une charge globale due à une perte ou un gain d’électrons

Explication

Un ion est un atome ou un groupe d’atomes ayant perdu ou gagné des électrons, ce qui lui confère une charge globale. Un atome neutre possède autant de protons que d’électrons.

15. Que se passe-t-il lorsqu’une molécule électrolytique se dissout dans l’eau ?

Elle reste intacte et l’eau neutralise toutes ses charges
Elle se dissocie et l’eau s’organise autour des ions formés
Elle précipite avant que les ions puissent apparaître
Elle gagne systématiquement des protons sans se séparer

Elle se dissocie et l’eau s’organise autour des ions formés

Explication

Dans l’eau, les molécules électrolytiques se dissocient, tandis que les molécules d’eau s’organisent autour des ions chargés et contribuent à leur séparation.

16. Que représente le coefficient de dissociation α ?

La constante fondée sur les concentrations à l’équilibre
La pression exercée par les molécules non dissociées
La fraction des molécules initiales qui se sont dissociées
La concentration totale des ions présents en solution

La fraction des molécules initiales qui se sont dissociées

Explication

α est le rapport entre le nombre de molécules dissociées et le nombre initial de molécules, avec une valeur comprise entre 0 et 1. Il ne s’agit pas de la constante K.

17. Quelle comparaison entre un électrolyte fort et un électrolyte faible est correcte ?

L’électrolyte fort se dissocie complètement, tandis que le faible se dissocie partiellement
Les deux se dissocient partiellement et de manière irréversible
Les deux se dissocient complètement, mais à des vitesses différentes
L’électrolyte fort se dissocie partiellement, tandis que le faible se dissocie complètement

L’électrolyte fort se dissocie complètement, tandis que le faible se dissocie partiellement

Explication

Un électrolyte fort a α = 1 et se dissocie complètement et irréversiblement. Un électrolyte faible a α < 1 et sa dissociation est partielle et réversible.

18. Pour des ions monovalents, quelle formule correspond à la loi de dilution d’Ostwald ?

K = Cα/(1 + α)
K = α/(C(1 − α))
K = C(1 − α)/α²
K = Cα²/(1 − α)

K = Cα²/(1 − α)

Explication

Pour des ions monovalents, la loi de dilution d’Ostwald s’écrit K = Cα²/(1 − α). La constante de dissociation peut également s’écrire K = [A⁻][B⁺]/[AB].

19. Comment évolue le coefficient de dissociation α lorsque la concentration C diminue fortement ?

α tend vers 1 lorsque C tend vers zéro
α augmente jusqu’à une valeur supérieure à 1
α reste nécessairement égal à 1 quelle que soit C
α tend vers 0 lorsque C tend vers zéro

α tend vers 1 lorsque C tend vers zéro

Explication

La loi de dilution indique que lorsque la concentration C tend vers zéro, α tend vers 1. À l’inverse, lorsque C tend vers l’infini, α tend vers 0.

20. Dans une solution aqueuse, quel constituant est appelé solvant ?

La substance ayant la plus grande masse molaire
L’ensemble des ions dissociés
Le composé le plus abondant
Le corps dissous en plus petite quantité

Le composé le plus abondant

Explication

Le solvant est le constituant majoritaire de la solution. Le soluté correspond au corps dissous, qu’il soit constitué de molécules ou d’ions.

21. Une solution contient 2 mol d’eau et 0,5 mol de soluté. Quelle est la fraction molaire de l’eau ?

0,20
0,80
2,50
0,50

0,80

Explication

La fraction molaire de l’eau vaut n(H₂O) / n(total), soit 2 / (2 + 0,5) = 0,80.

22. À quelle condition une solution est-elle considérée comme diluée selon sa fraction molaire en eau ?

Lorsqu’elle est égale à 0
Lorsque la fraction molaire de l’eau est inférieure à 0,50
Lorsqu’elle est supérieure à 0,99
Lorsqu’elle est comprise entre 0,50 et 0,90

Lorsqu’elle est supérieure à 0,99

Explication

Une solution est dite diluée lorsque la fraction molaire de l’eau est supérieure à 0,99, c’est-à-dire à 99 %.

23. Quelle expression permet de calculer la concentration molale d’un soluté ?

nᵢ/m_sol­vant
m_sol­vant/nᵢ
mᵢ/V
nᵢ/V

nᵢ/m_sol­vant

Explication

La concentration molale est le rapport entre la quantité de matière du soluté et la masse du solvant : Cmolale = nᵢ / msolvant.

24. Quelle grandeur compte les particules présentes en solution après la dissociation d’un soluté ?

La mole
La concentration massique
La masse molaire
L’osmole

L’osmole

Explication

L’osmole quantifie les unités cinétiques présentes en solution, c’est-à-dire les molécules et les ions après dissociation. La mole compte l’entité introduite initialement.

25. Combien d’osmoles sont produites par une mole de NaCl totalement dissociée dans l’eau ?

Trois osmoles
Une demi-osmole
Une osmole
Deux osmoles

Deux osmoles

Explication

Une mole de NaCl totalement dissociée produit une osmole de Na⁺ et une osmole de Cl⁻, soit deux osmoles au total.

26. Quelle expression correspond à l’osmolalité ?

n_osm/m_sol­vant
n_osm/V
n_soluté/m_solution
m_soluté/V

n_osm/m_sol­vant

Explication

L’osmolalité est le nombre d’osmoles rapporté à la masse du solvant : Cosmolale = nosm / msolvant. L’expression nosm/V définit l’osmolarité.

27. Un électrolyte fort se dissocie en ν particules par unité introduite. Comment exprimer son osmolarité ?

C_osmolaire = C_molaire − ν
C_osmolaire = (ν + 1)C_molaire
C_osmolaire = νC_molaire
C_osmolaire = C_molaire/ν

C_osmolaire = νC_molaire

Explication

Pour un électrolyte fort, la dissociation produit ν particules par unité initiale, donc Cosmolaire = νCmolaire.

28. De quoi dépend principalement une propriété colligative ?

Du nombre de particules de soluté présentes
De la nature chimique du soluté
De la masse molaire du solvant uniquement
De la couleur de la solution

Du nombre de particules de soluté présentes

Explication

Une propriété colligative dépend du nombre de particules de soluté présentes, et non de leur nature chimique. Elle distingue donc les effets liés à la quantité de particules de ceux liés à leur identité.

29. Quel mécanisme explique l’apparition des propriétés colligatives lors de la préparation d’une solution ?

L’augmentation systématique de la masse molaire du solvant
La dilution du solvant par le soluté
La disparition des particules de soluté
La transformation du soluté en solvant

La dilution du solvant par le soluté

Explication

Les propriétés colligatives résultent de la dilution du solvant par le soluté. Elles peuvent ainsi être utilisées pour dénombrer les particules de soluté présentes.

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Qu'est-ce que la matière ?

La matière est formée par l’association de molécules.

Qu'est-ce qu'un corps pur ?

Un corps pur correspond à un très grand nombre de molécules identiques.

Qu'est-ce qu'une mole ?

Une mole est le nombre d’atomes de carbone dans 12 g de carbone 12.

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