QCM : Métaux, atomes et alliages (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. À température ambiante, quel métal constitue l’exception à l’état solide habituel des métaux ?

Le mercure, qui est liquide à cette température
Le cuivre, qui devient gazeux à cette température
L’aluminium, qui reste liquide à cette température
L’argent, qui reste gazeux à cette température

Le mercure, qui est liquide à cette température

Explication

Le mercure fait exception à la règle générale : à température ambiante, les autres métaux sont solides. L’aluminium est un distracteur plausible, mais il ne fait pas partie de cette exception.

2. Pour choisir un matériau qui fond à une température plus basse que l’argent, quelles températures de fusion faut-il comparer pour l’aluminium et l’argent ?

2700 kg/m³ pour l’aluminium et 10490 kg/m³ pour l’argent
2520 °C pour l’aluminium et 2160 °C pour l’argent
960 °C pour l’aluminium et 660 °C pour l’argent
660 °C pour l’aluminium et 960 °C pour l’argent

660 °C pour l’aluminium et 960 °C pour l’argent

Explication

L’aluminium fond à 660 °C, tandis que l’argent fond à 960 °C, ce qui confirme que l’aluminium fond à une température plus basse. Les valeurs de 2520 °C et 2160 °C correspondent à leurs températures de vaporisation, et non à leur fusion.

3. Quelle affirmation décrit la constitution fondamentale de la matière ?

Elle est constituée de molécules exclusivement
Elle est constituée de noyaux isolés
Elle est constituée d’atomes
Elle est constituée d’électrons seulement

Elle est constituée d’atomes

Explication

La matière est constituée d’atomes, qui sont ses unités constitutives fondamentales. Les molécules peuvent regrouper des atomes, mais elles ne remplacent pas le fait que la matière est constituée d’atomes.

4. Quelle caractéristique combine correctement la taille et la masse du noyau atomique ?

Il est environ 100 000 fois plus petit que l’atome et concentre l’essentiel de son volume
Il est environ 100 000 fois plus petit que l’atome et concentre l’essentiel de sa masse
Il est de taille comparable à l’atome et concentre une faible part de sa masse
Il est environ 100 000 fois plus grand que l’atome et concentre l’essentiel de sa masse

Il est environ 100 000 fois plus petit que l’atome et concentre l’essentiel de sa masse

Explication

Le noyau est environ 100 000 fois plus petit que l’atome, tout en concentrant l’essentiel de sa masse. L’idée qu’il concentre le volume est erronée : sa taille très réduite signifie qu’il n’occupe qu’une faible part du volume atomique.

5. Comment les charges du noyau et des électrons d’un atome se distinguent-elles ?

Le noyau et les électrons sont positifs
Le noyau est négatif et les électrons sont positifs
Le noyau est positif et les électrons sont négatifs
Le noyau et les électrons sont négatifs

Le noyau est positif et les électrons sont négatifs

Explication

Le noyau porte une charge positive, tandis que les électrons qui l’entourent portent une charge négative. Inverser les signes attribués à ces deux constituants est une confusion fréquente, mais incorrecte.

6. Un atome possède six charges positives dans son noyau : combien d’électrons doit-il avoir pour être électriquement neutre ?

Trois électrons chargés négativement
Six électrons chargés négativement
Aucun électron chargé négativement
Douze électrons chargés négativement

Six électrons chargés négativement

Explication

La neutralité exige autant de charges positives dans le noyau que d’électrons chargés négativement ; six charges positives correspondent donc à six électrons. Trois électrons ne compenseraient que la moitié des charges positives.

7. Quelle démarche permet d’obtenir un alliage à partir de plusieurs métaux ?

Faire évaporer séparément les métaux, puis refroidir leurs vapeurs
Mélanger les métaux à l’état liquide, puis laisser refroidir le mélange
Refroidir les métaux séparément, puis les assembler à température ambiante
Mélanger les métaux à l’état solide, puis chauffer le mélange sans le fondre

Mélanger les métaux à l’état liquide, puis laisser refroidir le mélange

Explication

Un alliage s’obtient en mélangeant plusieurs métaux à l’état liquide puis en laissant le mélange refroidir. Les assembler à l’état solide ne correspond pas à ce procédé de formation.

8. Pourquoi modifie-t-on les propriétés du métal initial en formant un alliage ?

Pour rendre ses propriétés chimiques identiques à celles de tous les autres métaux
Pour adapter ses propriétés physiques et chimiques à un usage particulier
Pour conserver ses propriétés tout en augmentant la quantité de métal disponible
Pour remplacer ses propriétés physiques par une composition toujours plus légère

Pour adapter ses propriétés physiques et chimiques à un usage particulier

Explication

La formation d’un alliage vise à modifier les propriétés physiques et chimiques du métal initial pour l’adapter à une utilisation particulière. Augmenter simplement la quantité de métal ne correspond pas à cet objectif d’adaptation.

9. Quelle composition distingue l’acier inoxydable des autres aciers décrits ici ?

Il contient entre 2 % et 6 % de carbone et plus de 10 % de chrome.
Il contient moins de 2 % de carbone et entre 2 % et 6 % de chrome.
Il contient moins de 2 % de carbone et plus de 10 % de chrome.
Il contient entre 2 % et 6 % de carbone et moins de 2 % de chrome.

Il contient moins de 2 % de carbone et plus de 10 % de chrome.

Explication

Les aciers sont à base de fer et contiennent moins de 2 % de carbone ; l’acier inoxydable se caractérise aussi par plus de 10 % de chrome. La composition en carbone entre 2 % et 6 % décrit les fontes, pas l’acier inoxydable.

10. Un alliage à base de fer contient 4 % de carbone : à quelle catégorie correspond-il ?

À un acier inoxydable, car sa teneur en carbone dépasse 2 %.
À un acier, car sa teneur en carbone se situe entre 2 % et 6 %.
À une fonte, car sa teneur en carbone se situe entre 2 % et 6 %.
À une fonte, car sa teneur en carbone est inférieure à 2 %.

À une fonte, car sa teneur en carbone se situe entre 2 % et 6 %.

Explication

Une teneur de 4 % se trouve dans l’intervalle de 2 % à 6 % qui caractérise les fontes à base de fer. L’acier contient moins de 2 % de carbone, donc une teneur de 4 % ne correspond pas à cette catégorie.

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Quel métal est liquide à température ambiante ?

Le mercure.

De quoi la matière est-elle constituée ?

D’atomes.

Combien de fois le noyau est-il plus petit que l’atome ?

100 000 fois.

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