QCM : Mélanges et transformations de la matière (16 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Après avoir observé deux échantillons à l’œil nu, Lina ne distingue aucun constituant dans le premier, mais en voit plusieurs dans le second. Comment classe-t-elle les deux mélanges ?

Le premier est homogène et le second hétérogène
Les deux sont homogènes, car ce sont des mélanges
Les deux sont hétérogènes, car leurs constituants existent
Le premier est hétérogène et le second homogène

Le premier est homogène et le second hétérogène

Explication

Un mélange est homogène lorsque ses constituants ne sont pas distinguables à l’œil nu et hétérogène lorsque plusieurs sont visibles. Inverser les catégories confond les critères, et attribuer la même catégorie aux deux échantillons ignore leur différence de visibilité.

2. Deux liquides sont agités puis laissés au repos : le premier mélange reste uniforme, tandis que le second se sépare en deux couches visibles. Quelle conclusion convient ?

Le premier couple est miscible et le second non miscible
Les deux couples sont non miscibles puisqu’ils sont liquides
Le premier couple est non miscible et le second miscible
Les deux couples sont miscibles puisqu’ils ont été agités

Le premier couple est miscible et le second non miscible

Explication

Des liquides miscibles forment un mélange homogène, tandis que des liquides non miscibles donnent plusieurs phases visibles après agitation et décantation. Inverser les critères attribue mal les couches observées, et l’agitation ou l’état liquide ne suffit pas à établir la miscibilité.

3. Un élève dissout complètement un solide dans de l’eau et obtient un mélange uniforme. Comment nomme-t-on ce mélange, et quels rôles jouent ses composants ?

Un solvant, composé du solide dissous et de l’eau
Une solution, avec le solide comme soluté et l’eau comme solvant
Une solution, avec l’eau comme soluté et le solide comme solvant
Un mélange hétérogène, avec le solide comme soluté et l’eau comme solvant

Une solution, avec le solide comme soluté et l’eau comme solvant

Explication

La dissolution d’un soluté solide dans un solvant comme l’eau forme un mélange homogène appelé solution. Inverser soluté et solvant échange leurs rôles, et les classifications hétérogène ou solvant seul ne désignent pas le mélange obtenu.

4. Dans trois expériences, on mélange deux substances, on déforme un solide sans changer sa composition, puis on fait réagir deux réactifs pour obtenir de nouveaux produits. Dans quelle expérience les molécules initiales ne se conservent-elles pas ?

Dans les trois expériences, dès que l’aspect change
Dans l’expérience où les réactifs forment de nouveaux produits
Dans l’expérience où les substances sont simplement mélangées
Dans l’expérience où le solide change de forme

Dans l’expérience où les réactifs forment de nouveaux produits

Explication

Une transformation chimique consomme des réactifs et forme de nouveaux produits : les molécules initiales ne se conservent pas. La déformation physique et le mélange conservent les molécules; un changement d’aspect ne suffit donc pas à prouver une réaction.

5. Un récipient fermé contient des substances qui réagissent chimiquement. Comment évolue la masse totale du contenu au cours de la transformation ?

Elle diminue parce que les réactifs sont consommés
Elle augmente parce que les produits apparaissent
Elle reste conservée seulement si les molécules initiales subsistent
Elle reste conservée malgré la formation de nouveaux produits

Elle reste conservée malgré la formation de nouveaux produits

Explication

La masse se conserve lors des transformations chimiques, même si les molécules initiales sont remplacées par de nouveaux produits. La conservation de la masse ne signifie pas que les molécules restent les mêmes; la formation ou la consommation de substances ne fait pas, à elle seule, varier la masse totale.

6. Quel est le plus petit constituant de la matière ?

La molécule
Le composé chimique
Le mélange
L’atome

L’atome

Explication

L’atome est le plus petit constituant de la matière. La molécule est composée d’atomes liés, tandis qu’un composé et un mélange désignent des assemblages de substances.

7. En 1869, comment Mendeleïev organise-t-il les 63 atomes connus et que fait-il pour les atomes encore inconnus ?

Il les classe par numéro atomique, regroupe les propriétés semblables et prévoit des cases pour des isotopes.
Il les classe par masse croissante, regroupe les propriétés semblables et prévoit des cases pour des atomes inconnus.
Il les classe par masse décroissante, regroupe les propriétés semblables et prévoit des cases pour des molécules.
Il les classe par masse croissante, regroupe les propriétés semblables et prévoit des cases pour des atomes à découvrir.

Il les classe par masse croissante, regroupe les propriétés semblables et prévoit des cases pour des atomes à découvrir.

Explication

Mendeleïev range les 63 atomes connus par masse croissante, rassemble ceux aux propriétés identiques et laisse des emplacements pour des atomes qu’il prévoit de découvrir. Le numéro atomique, la masse décroissante et les molécules ne correspondent pas à cette démarche.

8. Pour noter un atome de chlore dans une formule, quelle forme peut prendre son symbole chimique ?

Une majuscule seule ou suivie d’une minuscule
Une minuscule seule ou suivie d’une majuscule
Deux majuscules, seules ou suivies d’une minuscule
Une majuscule suivie de deux minuscules

Une majuscule seule ou suivie d’une minuscule

Explication

Un symbole chimique comprend une majuscule, éventuellement suivie d’une minuscule, comme Cl pour le chlore. Une formule moléculaire représente une molécule, l’ordre des lettres est inversé dans la deuxième proposition, et un symbole ne comporte pas nécessairement deux ou trois lettres.

9. Un modèle représente deux atomes liés entre eux. Selon la définition, cet assemblage peut-il constituer une molécule ?

Non, car deux atomes présents ensemble ne forment une molécule que s’ils sont séparés.
Non, car un atome isolé constitue déjà une molécule.
Non, car une molécule comprend au moins trois atomes liés.
Oui, car une molécule comprend au moins deux atomes liés.

Oui, car une molécule comprend au moins deux atomes liés.

Explication

Une molécule est composée d’au moins deux atomes liés entre eux : deux atomes liés suffisent donc. L’erreur « trois atomes » relève un seuil trop élevé, tandis que la présence sans liaison et l’atome isolé ne répondent pas à la définition.

10. Une molécule contient un atome de carbone et quatre atomes d’hydrogène. Quelle écriture respecte la règle de formulation chimique ?

CH
C₄H
C₁H₄
CH₄

CH₄

Explication

La formule s’écrit avec les symboles des atomes et un indice pour le nombre de chaque sorte; l’indice 1 ne s’écrit pas. CH omet le nombre d’hydrogènes, C₁H₄ conserve inutilement l’indice 1, et C₄H attribue les nombres aux mauvais atomes.

11. Une équipe veut expliquer au niveau moléculaire une réaction entre deux substances. Quelle démarche doit-elle suivre pour produire une équation bilan correcte ?

Écrire d’abord les produits en mots, les modéliser, puis établir une équation sans examiner les réactifs.
Écrire le bilan en mots, modéliser les atomes des réactifs et des produits, puis vérifier leur conservation dans l’équation bilan.
Écrire le bilan en mots, équilibrer les réactifs entre eux, puis modéliser uniquement les produits formés.
Modéliser les molécules, écrire l’équation bilan, puis nommer les substances en mots sans comparer leurs atomes.

Écrire le bilan en mots, modéliser les atomes des réactifs et des produits, puis vérifier leur conservation dans l’équation bilan.

Explication

La démarche consiste à écrire le bilan en mots, représenter les réactifs et les produits avec leurs atomes, puis établir une équation qui conserve le nombre d’atomes de chaque sorte. Modéliser sans vérifier la conservation néglige une étape essentielle, tandis que les autres erreurs omettent ou inversent des étapes.

12. Dans une transformation chimique, des molécules de réactifs disparaissent et de nouvelles molécules apparaissent. Que deviennent les atomes au cours de cette transformation ?

Ils se séparent puis certains disparaissent lorsque les réactifs sont consommés.
Ils se séparent puis se réarrangent en nouvelles molécules, tout en étant conservés.
Ils se séparent puis certains sont créés pour compléter les nouvelles molécules.
Ils restent associés comme avant, tandis que seules les molécules changent de nom.

Ils se séparent puis se réarrangent en nouvelles molécules, tout en étant conservés.

Explication

Les atomes des réactifs se séparent et se réarrangent pour former de nouvelles molécules, mais tous sont conservés. L’idée de création ou de disparition d’atomes contredit cette conservation, et les atomes ne restent pas assemblés comme dans les réactifs.

13. Dans une chaudière, du méthane brûle dans le dioxygène de l’air et forme du dioxyde de carbone ainsi que de l’eau. Quelles substances sont les réactifs ?

Le dioxygène et le dioxyde de carbone.
Le dioxyde de carbone et l’eau.
Le méthane et le dioxygène.
Le méthane et l’eau.

Le méthane et le dioxygène.

Explication

Les réactifs sont les substances consommées au cours de la combustion : le méthane et le dioxygène. Le dioxyde de carbone et l’eau sont les produits formés, tandis que les autres associations mélangent réactifs et produits.

14. Une équation doit représenter la combustion du méthane tout en conservant les atomes de carbone, d’hydrogène et d’oxygène. Quelle équation équilibrée faut-il écrire ?

CH4+2 O2→CO2+H2O\mathrm{CH_4 + 2\,O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O}
CO2+2 H2O→CH4+2 O2\mathrm{CO_2 + 2\,H_2O \rightarrow CH_4 + 2\,O_2}
CH4+O2→CO2+2 H2O\mathrm{CH_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + 2\,H_2O}
CH4+2 O2→CO2+2 H2O\mathrm{CH_4 + 2\,O_2 \rightarrow CO_2 + 2\,H_2O}

$$\mathrm{CH_4 + 2\,O_2 \rightarrow CO_2 + 2\,H_2O}$$

Explication

L’équation équilibrée conserve un atome de carbone, quatre atomes d’hydrogène et quatre atomes d’oxygène de chaque côté. Sans le coefficient 2 devant O2\mathrm{O_2}, il manque de l’oxygène; sans le coefficient 2 devant H2O\mathrm{H_2O}, l’hydrogène n’est pas conservé, et l’équation inversée place les produits du mauvais côté.

15. Quelle description situe correctement le système solaire dans l’Univers ?

Il appartient à la galaxie d’Andromède, composée d’étoiles.
Il constitue l’Univers, composé de plusieurs galaxies.
Il appartient à la Voie Lactée, une galaxie composée d’étoiles.
Il constitue une galaxie composée de plusieurs univers.

Il appartient à la Voie Lactée, une galaxie composée d’étoiles.

Explication

L’Univers comprend des galaxies composées d’étoiles, et le système solaire appartient à la Voie Lactée. Confondre galaxie et système planétaire inverse les échelles, tandis qu’Andromède et l’Univers ne sont pas la galaxie du système solaire.

16. En classant les planètes du système solaire selon leur taille, leur état et leur distance au Soleil, quelle répartition faut-il retenir ?

Quatre planètes telluriques, petites et solides près du Soleil, et quatre géantes gazeuses, grosses et éloignées.
Huit planètes telluriques, petites et solides près du Soleil, sans géantes gazeuses éloignées.
Quatre planètes telluriques, grosses et gazeuses près du Soleil, et quatre géantes solides et petites au loin.
Quatre planètes telluriques, petites et gazeuses près du Soleil, et quatre géantes solides et grosses au loin.

Quatre planètes telluriques, petites et solides près du Soleil, et quatre géantes gazeuses, grosses et éloignées.

Explication

Le système solaire comprend quatre planètes telluriques, petites et solides, proches du Soleil, et quatre planètes géantes, grosses et gazeuses, éloignées. Les autres répartitions échangent les caractéristiques des catégories ou leur nombre.

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Comment distingue-t-on un mélange homogène d’un mélange hétérogène à l’œil nu ?

Les constituants sont indiscernables dans un mélange homogène et visibles dans un mélange hétérogène.

Que forment deux liquides miscibles ?

Un mélange homogène.

Que forment des liquides non miscibles après agitation et décantation ?

Plusieurs phases visibles.

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