QCM : Structure cristalline du chlorure de sodium (13 questions)

Question 1

1. Quelle organisation caractérise un solide cristallin à l’échelle microscopique ?

Un ensemble d’entités réparties au hasard dans le solide

Un empilement régulier et périodique d’entités

Un assemblage irrégulier sans répétition à longue distance

Une forme extérieure régulière sans organisation interne définie

Explication

Un solide cristallin se distingue par un empilement géométrique régulier et périodique d’atomes, d’ions ou de molécules. L’absence d’ordre à longue distance caractérise plutôt un solide amorphe, tandis qu’une forme extérieure seule ne définit pas la structure microscopique.

Answer

Un empilement régulier et périodique d’entités

Question 2

2. Dans un modèle, un motif géométrique est reproduit sans fin par translation pour construire un cristal. Comment nomme-t-on ce motif élémentaire ?

Un ion

Un cristal

Un polyèdre

Une maille

Explication

La maille est le motif géométrique élémentaire répété indéfiniment par translation. Le cristal est l’ensemble construit par cette répétition, l’ion est une entité chimique et le polyèdre désigne une forme macroscopique.

Answer

Une maille

Question 3

3. En observant des grains de sel de table, quelle forme géométrique régulière faut-il reconnaître comme caractéristique de l’halite ?

Une forme irrégulière sans géométrie reconnaissable

Une forme cubique ou parallélépipédique

Une forme pyramidale ou conique

Une forme sphérique ou ovoïde

Explication

Les grains d’halite présentent une forme géométrique régulière cubique ou parallélépipédique. Les formes sphérique, pyramidale et irrégulière ne correspondent pas à la caractéristique donnée pour les grains de sel.

Answer

Une forme cubique ou parallélépipédique

Question 4

4. Un cristal d’halite présente deux faces adjacentes : quel angle caractéristique forme-t-on entre leurs plans ?

Un angle de 90°

Un angle de 120°

Un angle de 180°

Un angle de 60°

Explication

Les faces de l’halite sont des plans orthogonaux, donc elles forment des angles droits de 90°. Les valeurs de 60° et 120° ne décrivent pas l’orthogonalité, et 180° correspond à des plans alignés.

Answer

Un angle de 90°

Question 5

5. Dans une maille cubique, un ion est placé au centre du cube. Quelle fraction de cet ion appartient à cette maille ?

1

1/2

1/8

1/4

Explication

Une entité située au centre est entièrement à l’intérieur de la maille et contribue donc pour 1. La fraction 1/2 correspond à une face, 1/4 à une arête et 1/8 à un sommet.

Answer

Les sommets et les centres des faces

Answer

Au milieu des arêtes et au centre de la maille

Answer

4 unités NaCl

Answer

1 Na⁺ pour 1 Cl⁻, soit NaCl

Answer

$$V=3{,}0^3\ \text{cm}^3$$

Answer

$$2{,}0\times10^3\ \text{kg·m}^{-3}$$

Question 6

6. Un ion se trouve au milieu d’une arête d’une maille cubique. Quelle contribution de cet ion faut-il attribuer à chaque maille qui le partage ?

1

1/8

1/4

1/2

Explication

Une entité située au milieu d’une arête est partagée entre quatre mailles, donc chacune en reçoit 1/4. La contribution 1/2 concerne une face, 1/8 un sommet et 1 un site intérieur.

Question 7

7. Dans une représentation de la structure de l’halite, quelles positions les ions chlorure occupent-ils dans le réseau cubique ?

Les sommets et les centres des faces

Les milieux des arêtes et le centre de la maille

Les centres des faces et les milieux des arêtes

Les sommets et le centre de la maille

Explication

Dans l’halite, les ions chlorure occupent les sommets et les centres des faces. Les milieux des arêtes et le centre de la maille sont occupés par les ions sodium ; attribuer aux chlorures les seuls sommets omet les faces.

Question 8

8. En examinant une maille de NaCl, un élève repère les ions sodium. Où doit-il les trouver ?

Aux sommets et aux centres des faces

Aux centres des faces et au centre de la maille

Aux sommets et au centre de la maille

Au milieu des arêtes et au centre de la maille

Explication

Les ions sodium occupent les milieux des douze arêtes et le centre de la maille. Les sommets et les centres des faces sont les sites des ions chlorure ; la position centrale ne remplace pas les milieux des arêtes.

Question 9

9. Un décompte des ions d’une maille de NaCl donne 4 ions chlorure et 4 ions sodium. Combien d’unités NaCl cette maille contient-elle ?

8 unités NaCl

2 unités NaCl

4 unités NaCl

1 unité NaCl

Explication

Chaque unité NaCl comprend un ion sodium et un ion chlorure ; les populations de 4 ions de chaque espèce forment donc 4 unités NaCl. Compter les huit ions séparément double le nombre d’unités, tandis que le nombre d’ions d’une espèce donne directement quatre paires.

Question 10

10. Dans une maille contenant 4 ions Na⁺ et 4 ions Cl⁻, quelle est la charge électrique totale, en unités de charge élémentaire e ?

+8

0

+4

−8

Explication

Les quatre ions Na⁺ apportent +4e et les quatre ions Cl⁻ apportent −4e ; la somme vaut zéro. La réponse +8 néglige les charges négatives, −8 inverse le signe des charges, et +4 omet la contribution des ions chlorure.

Question 11

11. Une maille contient 4 ions Na⁺ et 4 ions Cl⁻ ; quel rapport entre leurs nombres permet d’établir la formule statistique la plus simple ?

1 Na⁺ pour 1 Cl⁻, soit NaCl

1 Na⁺ pour 2 Cl⁻, soit NaCl₂

2 Na⁺ pour 1 Cl⁻, soit Na₂Cl

4 Na⁺ pour 4 Cl⁻, soit Na₄Cl₄

Explication

Le rapport 4/4 se simplifie en 1/1, d’où la formule statistique NaCl. Na₄Cl₄ conserve le rapport sans le réduire, tandis que NaCl₂ et Na₂Cl attribuent des proportions inégales.

Question 12

12. Une maille cubique a une arête de 3,0 cm ; quelle expression donne son volume ?

V=2\times3{,}0^3\ \text{cm}^3

V=\frac{4}{3}\pi(3{,}0)^3\ \text{cm}^3

V=6\times3{,}0^2\ \text{cm}^3

V=3{,}0^3\ \text{cm}^3

Explication

Le volume d’une maille cubique est le cube de son arête, soit $V=a^3$ . L’expression avec $3{,}0^2$ correspond à une aire, celle avec un facteur 2 ajoute un facteur injustifié, et la formule avec $\frac{4}{3}\pi$ concerne une sphère.

Question 13

13. Pour un cristal dont la maille a une masse de $3{,}0\times10^{-25}\ \text{kg}$ et un volume de $1{,}5\times10^{-28}\ \text{m}^3$ , quelle masse volumique obtient-on ?

5{,}0\times10^{-4}\ \text{kg·m}^{-3}

2{,}0\times10^3\ \text{kg·m}^{-3}

2{,}0\times10^2\ \text{kg·m}^{-3}

4{,}5\times10^{-53}\ \text{kg·m}^{-3}

Explication

La masse volumique est $\rho=\frac{m_{\text{maille}}}{V_{\text{maille}}}$ ; ici, $\frac{3{,}0\times10^{-25}}{1{,}5\times10^{-28}}=2{,}0\times10^3\ \text{kg·m}^{-3}$ . La valeur $5{,}0\times10^{-4}$ inverse le rapport, le produit donne une grandeur incorrecte, et $2{,}0\times10^2$ décale l’exposant.

QCM : Structure cristalline du chlorure de sodium (13 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle organisation caractérise un solide cristallin à l’échelle microscopique ?

2. Dans un modèle, un motif géométrique est reproduit sans fin par translation pour construire un cristal. Comment nomme-t-on ce motif élémentaire ?

3. En observant des grains de sel de table, quelle forme géométrique régulière faut-il reconnaître comme caractéristique de l’halite ?

4. Un cristal d’halite présente deux faces adjacentes : quel angle caractéristique forme-t-on entre leurs plans ?

5. Dans une maille cubique, un ion est placé au centre du cube. Quelle fraction de cet ion appartient à cette maille ?

6. Un ion se trouve au milieu d’une arête d’une maille cubique. Quelle contribution de cet ion faut-il attribuer à chaque maille qui le partage ?

7. Dans une représentation de la structure de l’halite, quelles positions les ions chlorure occupent-ils dans le réseau cubique ?

8. En examinant une maille de NaCl, un élève repère les ions sodium. Où doit-il les trouver ?

9. Un décompte des ions d’une maille de NaCl donne 4 ions chlorure et 4 ions sodium. Combien d’unités NaCl cette maille contient-elle ?

10. Dans une maille contenant 4 ions Na⁺ et 4 ions Cl⁻, quelle est la charge électrique totale, en unités de charge élémentaire e ?

11. Une maille contient 4 ions Na⁺ et 4 ions Cl⁻ ; quel rapport entre leurs nombres permet d’établir la formule statistique la plus simple ?

12. Une maille cubique a une arête de 3,0 cm ; quelle expression donne son volume ?

13. Pour un cristal dont la maille a une masse de $3{,}0\times10^{-25}\ \text{kg}$ et un volume de $1{,}5\times10^{-28}\ \text{m}^3$ , quelle masse volumique obtient-on ?

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Questions et réponses du QCM

1. Quelle organisation caractérise un solide cristallin à l’échelle microscopique ?

2. Dans un modèle, un motif géométrique est reproduit sans fin par translation pour construire un cristal. Comment nomme-t-on ce motif élémentaire ?

3. En observant des grains de sel de table, quelle forme géométrique régulière faut-il reconnaître comme caractéristique de l’halite ?

4. Un cristal d’halite présente deux faces adjacentes : quel angle caractéristique forme-t-on entre leurs plans ?

5. Dans une maille cubique, un ion est placé au centre du cube. Quelle fraction de cet ion appartient à cette maille ?

6. Un ion se trouve au milieu d’une arête d’une maille cubique. Quelle contribution de cet ion faut-il attribuer à chaque maille qui le partage ?

7. Dans une représentation de la structure de l’halite, quelles positions les ions chlorure occupent-ils dans le réseau cubique ?

8. En examinant une maille de NaCl, un élève repère les ions sodium. Où doit-il les trouver ?

9. Un décompte des ions d’une maille de NaCl donne 4 ions chlorure et 4 ions sodium. Combien d’unités NaCl cette maille contient-elle ?

10. Dans une maille contenant 4 ions Na⁺ et 4 ions Cl⁻, quelle est la charge électrique totale, en unités de charge élémentaire e ?

11. Une maille contient 4 ions Na⁺ et 4 ions Cl⁻ ; quel rapport entre leurs nombres permet d’établir la formule statistique la plus simple ?

12. Une maille cubique a une arête de 3,0 cm ; quelle expression donne son volume ?

13. Pour un cristal dont la maille a une masse de 3,0×10−25 kg3{,}0\times10^{-25}\ \text{kg}3,0×10−25 kg et un volume de 1,5×10−28 m31{,}5\times10^{-28}\ \text{m}^31,5×10−28 m3, quelle masse volumique obtient-on ?

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13. Pour un cristal dont la maille a une masse de $3{,}0\times10^{-25}\ \text{kg}$ et un volume de $1{,}5\times10^{-28}\ \text{m}^3$ , quelle masse volumique obtient-on ?