QCM : Matière, solutions et structure atomique (32 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Qu’est-ce qui caractérise un corps pur ?

Il est constitué d’une seule molécule, sans pouvoir contenir d’atomes ni d’ions.
Il contient plusieurs espèces chimiques réparties de façon uniforme dans tout son volume.
Il contient plusieurs espèces chimiques que l’on peut distinguer à l’œil nu.
Il est constitué d’une seule espèce chimique, qui peut être un atome, un ion ou une molécule.

Il est constitué d’une seule espèce chimique, qui peut être un atome, un ion ou une molécule.

Explication

Un corps pur ne contient qu’une seule espèce chimique, laquelle peut prendre la forme d’un atome, d’un ion ou d’une molécule. Un mélange homogène peut sembler uniforme, mais il contient plusieurs espèces chimiques.

2. Une substance contient plusieurs espèces chimiques : comment la classe-t-on ?

Comme un corps pur, dès lors que ses espèces sont réparties uniformément.
Comme un mélange homogène, même si ses espèces restent distinguables.
Comme un corps pur, puisque ses espèces forment une substance unique.
Comme un mélange, puisqu’elle réunit plusieurs espèces chimiques.

Comme un mélange, puisqu’elle réunit plusieurs espèces chimiques.

Explication

Un mélange est constitué de plusieurs espèces chimiques. Une répartition uniforme ne transforme pas ces espèces multiples en un corps pur.

3. Dans un échantillon, les constituants sont répartis dans tout le volume et ne sont plus distinguables : de quel type de mélange s’agit-il ?

D’un mélange homogène, où les espèces sont réparties dans tout le volume.
D’un mélange hétérogène, où les espèces restent distinguables dans tout le volume.
D’un corps pur, où une seule espèce est répartie dans tout le volume.
D’un mélange hétérogène, où les espèces forment une phase uniforme.

D’un mélange homogène, où les espèces sont réparties dans tout le volume.

Explication

Un mélange homogène présente des espèces réparties dans tout le volume et impossibles à distinguer. Un mélange hétérogène se caractérise au contraire par des espèces qui restent distinguables.

4. Quelle composition décrit principalement l’air ?

Un corps pur gazeux composé d’environ 80 % de diazote et 20 % de dioxygène.
Un mélange gazeux composé d’environ 80 % de dioxygène et 20 % de diazote.
Un mélange gazeux composé d’environ 80 % de diazote et 20 % de dioxygène.
Un mélange liquide composé d’environ 80 % de diazote et 20 % de dioxygène.

Un mélange gazeux composé d’environ 80 % de diazote et 20 % de dioxygène.

Explication

L’air est un mélange gazeux constitué essentiellement de 80 % de diazote et de 20 % de dioxygène. L’inversion de ces proportions donne une composition incorrecte.

5. Que rapporte la masse volumique d’un corps ?

La masse du soluté au volume de la solution.
La masse totale du corps à son volume.
Le volume du corps à sa masse totale.
La masse du corps à la quantité de soluté dissoute.

La masse totale du corps à son volume.

Explication

La masse volumique rapporte la masse totale d’un corps à son volume. Le rapport entre la masse de soluté et le volume de solution correspond plutôt à la concentration massique.

6. Quelle relation permet de calculer la masse volumique ρ\rho d’un corps de masse mm et de volume VV ?

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

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

Explication

La masse volumique se calcule en divisant la masse par le volume, soit ρ=mV\rho = \frac{m}{V}. Le rapport inversé exprime le volume par unité de masse, et non la masse volumique.

7. Quelle est la masse volumique de l’eau liquide ?

1 g⋅L−11\ \text{g·L}^{-1}
1 kg⋅m−31\ \text{kg·m}^{-3}
1 g⋅mL−11\ \text{g·mL}^{-1}
1 kg⋅L−11\ \text{kg·L}^{-1}

$$1\ \text{kg·L}^{-1}$$

Explication

La masse volumique de l’eau liquide est de 1 kg⋅L−11\ \text{kg·L}^{-1}. La valeur numérique seule ne suffit pas : les unités sont différentes dans les autres propositions.

8. Quelle transformation correspond à la température de fusion d’un corps ?

Le passage de l’état liquide à l’état solide.
Le passage de l’état solide à l’état liquide.
Le passage de l’état gazeux à l’état liquide.
Le passage de l’état liquide à l’état gazeux.

Le passage de l’état solide à l’état liquide.

Explication

La fusion est le changement d’état du solide vers le liquide. Le passage du liquide au gaz correspond à l’ébullition.

9. Quel est l’objectif de la chromatographie sur couche mince appliquée à un liquide homogène ?

Distinguer ses constituants en les laissant se déposer au fond du récipient.
Transformer ses constituants en gaz pour comparer leurs températures d’ébullition.
Mesurer sa masse volumique pour déterminer sa composition.
Séparer ses constituants pour permettre leur identification.

Séparer ses constituants pour permettre leur identification.

Explication

La CCM sépare les constituants d’un mélange liquide homogène afin de permettre leur identification. Mesurer la masse volumique peut caractériser un corps, mais ne correspond pas à l’objectif de cette séparation.

10. Quel enchaînement décrit correctement une chromatographie sur couche mince ?

Déposer une goutte du mélange sur une plaque, la maintenir hors de l’éluant, puis faire migrer les espèces vers le haut.
Déposer une goutte du mélange sur une plaque, plonger la plaque dans l’éluant, puis laisser les espèces migrer vers le haut.
Déposer une goutte du mélange dans l’éluant, retirer les espèces séparées, puis les faire migrer sur une plaque sèche.
Plonger d’abord une plaque vide dans l’éluant, déposer le mélange, puis laisser les espèces migrer vers le bas.

Déposer une goutte du mélange sur une plaque, plonger la plaque dans l’éluant, puis laisser les espèces migrer vers le haut.

Explication

En CCM, on dépose d’abord le mélange sur une plaque, puis on plonge celle-ci dans l’éluant ; les espèces migrent ensuite vers le haut. La plaque doit être en contact avec l’éluant pour que la migration ait lieu.

11. Pour rechercher une espèce A dans un mélange par CCM, quel résultat indique sa présence ?

Une tache du mélange se trouve plus haut que celle du témoin constitué de A pur.
Le mélange ne produit aucune tache, tandis que le témoin constitué de A pur en produit une.
Le mélange et le témoin constitué de A pur produisent chacun plusieurs taches.
Une tache du mélange se trouve à la même hauteur que celle du témoin constitué de A pur.

Une tache du mélange se trouve à la même hauteur que celle du témoin constitué de A pur.

Explication

On compare le mélange à un témoin de A pur : une tache à la même hauteur indique la présence de A. Une tache située plus haut ne correspond pas à ce critère de comparaison.

12. Comment définit-on une solution en chimie ?

Un mélange liquide homogène formé d’un ou plusieurs solutés introduits dans un solvant
Un mélange gazeux homogène obtenu en dispersant des solutés dans un solvant
Un liquide pur composé d’une seule espèce chimique dissoute
Un mélange liquide hétérogène où plusieurs liquides restent en phases distinctes

Un mélange liquide homogène formé d’un ou plusieurs solutés introduits dans un solvant

Explication

Une solution est un mélange liquide homogène dans lequel un ou plusieurs solutés sont introduits dans un solvant. Un mélange où les constituants restent en phases distinctes est hétérogène, et ne correspond donc pas à cette définition.

13. Dans une solution aqueuse, quelle espèce joue le rôle de solvant ?

L’eau, qui constitue l’espèce liquide majoritaire de la solution
L’espèce dissoute, qui constitue la fraction minoritaire de la solution
L’espèce présente sous forme solide avant sa dissolution
Toute espèce qui donne sa couleur à la solution

L’eau, qui constitue l’espèce liquide majoritaire de la solution

Explication

Une solution aqueuse est une solution dont le solvant majoritaire est l’eau. L’espèce dissoute minoritaire est le soluté, et non le solvant.

14. Que représente la concentration massique d’un soluté dans une solution ?

La masse totale de solution présente par unité de volume de soluté
La masse de soluté présente par unité de volume de solution
Le volume de solution contenant une unité de masse de solvant
La quantité de solvant nécessaire pour dissoudre une unité de masse de soluté

La masse de soluté présente par unité de volume de solution

Explication

La concentration massique rapporte la masse du soluté au volume de la solution. La masse totale de solution par volume ne décrit pas cette concentration du soluté.

15. Une solution a une concentration massique de 12 g⋅L−112\,\text{g·L}^{-1} et un volume de 0,50 L0{,}50\,\text{L}. Quelle masse de soluté contient-elle ?

6,0 g6{,}0\,\text{g}
12,5 g12{,}5\,\text{g}
0,042 g0{,}042\,\text{g}
24 g24\,\text{g}

$$6{,}0\,\text{g}$$

Explication

La relation msoluteˊ=Cm×Vsolutionm_{\text{soluté}}=C_m\times V_{\text{solution}} donne 12×0,50=6,0 g12\times0{,}50=6{,}0\,\text{g}. La valeur 24 g24\,\text{g} résulte d’une division au lieu de multiplier la concentration par le volume.

16. Quelle séquence convient pour préparer une solution par dissolution d’un solide ?

Peser le solide, le transférer dans une fiole jaugée, compléter au trait, puis ajouter le solvant restant et mélanger
Peser le solide, le transférer dans une fiole jaugée, ajouter une partie du solvant, mélanger, puis compléter au trait
Prélever une solution mère à la pipette, la verser dans une fiole jaugée, puis compléter au trait avec du solvant
Verser le solide dans un bécher, ajouter tout le solvant, puis transvaser sans ajuster le volume dans la fiole

Peser le solide, le transférer dans une fiole jaugée, ajouter une partie du solvant, mélanger, puis compléter au trait

Explication

La dissolution suit l’ordre suivant : pesée du solide, introduction dans une fiole jaugée, ajout partiel du solvant, mélange et complément jusqu’au trait. La séquence avec une pipette jaugée décrit un prélèvement de solution mère, donc une dilution.

17. Que se passe-t-il lors d’une dilution d’une solution existante ?

On retire du solvant pour réduire le volume sans changer la concentration
On ajoute du solvant pour réduire la concentration sans changer la masse de soluté
On ajoute du soluté solide pour augmenter la concentration sans changer le volume
On ajoute une autre solution pour augmenter la masse de soluté et conserver la concentration

On ajoute du solvant pour réduire la concentration sans changer la masse de soluté

Explication

Une dilution consiste à ajouter du solvant à une solution existante, ce qui réduit sa concentration sans modifier la masse de soluté. Ajouter un solide correspond à introduire du soluté, et non à diluer la solution.

18. Quel matériel et quel enchaînement permettent de réaliser une dilution avec une solution mère ?

Peser le soluté de la solution mère, le transférer dans une fiole jaugée, ajouter du solvant et compléter au trait
Verser la solution mère dans un bécher, ajouter le solvant jusqu’au volume voulu, puis transférer dans une fiole jaugée
Prélever la solution mère avec une pipette jaugée, la transférer dans une fiole jaugée, ajouter du solvant, mélanger et compléter au trait
Prélever la solution mère avec une fiole jaugée, la verser dans une pipette jaugée, puis ajouter du solvant jusqu’au repère

Prélever la solution mère avec une pipette jaugée, la transférer dans une fiole jaugée, ajouter du solvant, mélanger et compléter au trait

Explication

La dilution se réalise en prélevant la solution mère avec une pipette jaugée et en la transférant dans une fiole jaugée, où l’on ajoute le solvant avant d’ajuster au trait. Peser le soluté solide correspond à une préparation par dissolution plutôt qu’à une dilution.

19. Lors d’une dilution, une solution mère vérifie Cm0=20 g⋅L−1C_{m0}=20\,\text{g·L}^{-1} et V0=10 mLV_0=10\,\text{mL}. Quel est Cm1C_{m1} si le volume final est V1=50 mLV_1=50\,\text{mL} ?

10 g⋅L−110\,\text{g·L}^{-1}
100 g⋅L−1100\,\text{g·L}^{-1}
20 g⋅L−120\,\text{g·L}^{-1}
4,0 g⋅L−14{,}0\,\text{g·L}^{-1}

$$4{,}0\,\text{g·L}^{-1}$$

Explication

La conservation de la masse de soluté impose Cm0V0=Cm1V1C_{m0}V_0=C_{m1}V_1, donc Cm1=20×10/50=4,0 g⋅L−1C_{m1}=20\times10/50=4{,}0\,\text{g·L}^{-1}. La concentration ne reste pas à 20 g⋅L−120\,\text{g·L}^{-1}, car le volume augmente par ajout de solvant.

20. Quelle description rend compte de la structure et de la charge globale d’un atome ?

Un noyau positif entouré d’électrons négatifs, l’ensemble étant électriquement neutre
Un noyau positif entouré de neutrons négatifs, l’ensemble étant chargé positivement
Un noyau négatif entouré d’électrons positifs, l’ensemble étant électriquement neutre
Un noyau neutre entouré d’électrons négatifs, l’ensemble étant chargé négativement

Un noyau positif entouré d’électrons négatifs, l’ensemble étant électriquement neutre

Explication

Un atome possède un noyau chargé positivement et des électrons chargés négativement, et sa charge globale est neutre. Un noyau neutre entouré d’électrons négatifs donnerait une charge globale négative, et ne décrit pas un atome neutre.

21. Quelles particules constituent le noyau atomique ?

Des protons chargés positivement et des neutrons électriquement neutres
Des protons électriquement neutres et des neutrons chargés positivement
Des protons chargés positivement et des électrons chargés négativement
Des neutrons électriquement neutres et des électrons chargés négativement

Des protons chargés positivement et des neutrons électriquement neutres

Explication

Le noyau est constitué de protons positifs et de neutrons neutres. Les électrons chargés négativement se déplacent autour du noyau et ne font pas partie de ses constituants.

22. Un atome possède un nombre de masse A=31A=31 et un numéro atomique Z=15Z=15. Combien de neutrons contient-il ?

4646
1616
3131
1515

$$16$$

Explication

Le nombre de neutrons se calcule avec N=A−ZN=A-Z, soit 31−15=1631-15=16. Le nombre 1515 correspond au nombre de protons, et non au nombre de neutrons.

23. Dans la notation symbolique d’un atome, que représentent ZZ et AA ?

ZZ est la charge du noyau et AA le nombre d’électrons
ZZ est le nombre de neutrons et AA le nombre de protons
ZZ est le nombre de protons et AA le nombre total de nucléons
ZZ est le nombre total de nucléons et AA le nombre de neutrons

$$Z$$ est le nombre de protons et $$A$$ le nombre total de nucléons

Explication

Le numéro atomique ZZ donne le nombre de protons, tandis que le nombre de masse AA correspond au total des nucléons, protons et neutrons. Confondre ces deux grandeurs conduit à attribuer à ZZ le total des nucléons.

24. Pourquoi la masse totale des électrons est-elle généralement négligeable devant celle du noyau dans un atome ?

Parce qu’un électron possède la même masse qu’un neutron.
Parce que le noyau contient moins de particules que le nuage électronique.
Parce qu’un électron est environ 2 000 fois plus léger qu’un proton.
Parce que les électrons perdent leur masse lorsqu’ils sont liés à l’atome.

Parce qu’un électron est environ 2 000 fois plus léger qu’un proton.

Explication

La masse d’un électron est environ 2 000 fois inférieure à celle d’un proton, ce qui rend la contribution totale des électrons faible devant celle du noyau. Un électron n’a pas la même masse qu’un neutron, dont la masse est proche de celle d’un proton.

25. Pour estimer la masse d’un atome de nombre de masse AA en négligeant la masse des électrons, quelle approximation convient ?

matome≈A×meˊlectronm_{\text{atome}} \approx A \times m_{\text{électron}}
matome≈2A×mprotonm_{\text{atome}} \approx 2A \times m_{\text{proton}}
matome≈Z×mneutronm_{\text{atome}} \approx Z \times m_{\text{neutron}}
matome≈A×mneutronm_{\text{atome}} \approx A \times m_{\text{neutron}}

$$m_{\text{atome}} \approx A \times m_{\text{neutron}}$$

Explication

Le nombre de masse AA compte les nucléons, et l’approximation assimile la masse d’un proton à celle d’un neutron tout en négligeant les électrons. Utiliser ZZ compterait les protons sans tenir compte des neutrons.

26. Deux atomes sont des isotopes du même élément lorsqu’ils ont…

le même nombre de protons et le même nombre de neutrons.
des nombres de protons différents et le même nombre de neutrons.
le même nombre de protons et des nombres de neutrons différents.
des nombres de protons et de neutrons tous deux différents.

le même nombre de protons et des nombres de neutrons différents.

Explication

Les isotopes d’un élément conservent le même nombre de protons, mais leur nombre de neutrons diffère. Des nombres de protons différents caractérisent des éléments chimiques différents.

27. Quelle est la capacité maximale en électrons de la couche M ?

8 électrons
18 électrons
2 électrons
32 électrons

18 électrons

Explication

La couche M peut contenir au maximum 18 électrons, conformément à la capacité associée à cette couche. La valeur de 8 électrons correspond à la couche L.

28. Un atome possède des électrons à répartir dans les couches K, L et M : dans quel ordre celles-ci se remplissent-elles ?

K, puis M, puis L.
K, puis L, puis M.
M, puis L, puis K.
L, puis K, puis M.

K, puis L, puis M.

Explication

Selon le principe de construction, les électrons remplissent d’abord K, ensuite L, puis M et les couches suivantes. Commencer par L inverserait l’ordre de remplissage des deux premières couches.

29. Quelle description définit la couche externe d’un atome ?

La couche qui possède le niveau d’énergie le plus faible.
La couche la plus proche du noyau, qu’elle soit pleine ou non.
La dernière couche qui n’est pas remplie ou qui vient d’être complètement remplie.
La couche qui contient le plus grand nombre d’électrons possible.

La dernière couche qui n’est pas remplie ou qui vient d’être complètement remplie.

Explication

La couche externe est la dernière couche électronique qui n’est pas encore remplie ou qui vient d’être complètement remplie. La couche la plus proche du noyau est la couche K, mais elle n’est pas nécessairement la couche externe.

30. Que devient un atome qui gagne deux électrons ?

Un anion chargé négativement.
Un cation chargé positivement.
Un isotope dont le nombre de neutrons augmente.
Un atome neutre dont le nombre de protons augmente.

Un anion chargé négativement.

Explication

Le gain d’électrons donne à l’atome une charge négative et forme un anion. La perte d’électrons, au contraire, conduit à un cation positif.

31. Pourquoi les gaz nobles sont-ils chimiquement stables ?

Leur noyau ne contient pas de neutrons.
Leurs électrons sont répartis en nombres égaux dans toutes les couches.
Leur couche externe contient un duet ou un octet d’électrons.
Leur couche externe contient toujours huit électrons.

Leur couche externe contient un duet ou un octet d’électrons.

Explication

Les gaz nobles sont stables parce que leur couche externe est remplie selon un duet ou un octet. Le duet concerne notamment une couche externe remplie de deux électrons, et non une couche de huit électrons.

32. En règle générale, pourquoi un élément autre que l’hydrogène tend-il à gagner ou perdre des électrons ?

Pour augmenter le nombre de couches électroniques jusqu’à celui du gaz noble le plus proche.
Pour obtenir la configuration électronique du gaz noble le plus proche, avec un duet ou un octet externe.
Pour obtenir autant de protons que de neutrons dans son noyau.
Pour rendre identiques les nombres d’électrons de toutes ses couches.

Pour obtenir la configuration électronique du gaz noble le plus proche, avec un duet ou un octet externe.

Explication

Les éléments tendent à gagner ou perdre des électrons afin d’atteindre la configuration du gaz noble le plus proche, soit un duet sur K, soit un octet externe. Modifier le nombre de neutrons ne permet pas d’obtenir cette configuration électronique.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 55 flashcards sur Matière, solutions et structure atomique.

Qu’est-ce qu’un corps pur ?

Une seule espèce chimique, qui peut être un atome, un ion ou une molécule.

Qu’est-ce qu’un mélange ?

Un ensemble constitué de plusieurs espèces chimiques.

Comment les espèces chimiques sont-elles réparties dans un mélange homogène ?

Dans tout le volume, sans pouvoir être distinguées.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Matière, solutions et structure atomique.

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