QCM : Transformations et mélanges (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle distinction décrit correctement la dissolution du sel dans l’eau et la formation de l’eau à partir de dihydrogène et de dioxygène ?

Les deux transformations sont chimiques car elles modifient l’aspect des substances initiales.
La dissolution est physique car les espèces sont conservées, tandis que la réaction est chimique car elle produit une nouvelle espèce.
La dissolution est chimique car le sel disparaît, tandis que la réaction est physique car les gaz changent d’état.
Les deux transformations sont physiques car les substances restent dans le même récipient.

La dissolution est physique car les espèces sont conservées, tandis que la réaction est chimique car elle produit une nouvelle espèce.

Explication

Lors de la dissolution, les espèces chimiques sont conservées, alors que la réaction entre le dihydrogène et le dioxygène forme une nouvelle espèce, l’eau. Le fait que le sel ne soit plus visible ne signifie pas qu’il a été transformé en une nouvelle espèce.

2. Pendant la solidification du cyclohexane, quelle évolution de température est observée entre 4 et 6 minutes ?

La température augmente de 6,0 °C à 11,5 °C.
La température reste stable à 1,5 °C.
La température diminue de 16,0 °C à 6,5 °C.
La température reste stable à 6,5 °C.

La température reste stable à 6,5 °C.

Explication

Les mesures à 4 et 6 minutes sont toutes deux de 6,5 °C, ce qui indique un palier durant cet intervalle. La température de 1,5 °C correspond à la mesure effectuée à 10 minutes.

3. Lorsqu’un liquide se solidifie, dans quel sens l’énergie thermique est-elle transférée ?

Du milieu extérieur vers un corps plus chaud.
Du liquide vers le milieu extérieur.
Du liquide vers un réservoir électrique.
Du milieu extérieur vers le liquide.

Du liquide vers le milieu extérieur.

Explication

La solidification s’accompagne d’une cession d’énergie thermique par le liquide au milieu extérieur. Le liquide ne reçoit donc pas l’énergie du milieu pendant cette transformation.

4. À quelle température l’eau pure se solidifie-t-elle sous une pression de 1 bar ?

À 100 °C.
À −33,3 °C.
À 0 °C.
À 1 °C.

À 0 °C.

Explication

Sous une pression de 1 bar, l’eau pure se solidifie à 0 °C. La valeur de −33,3 °C concerne l’ébullition de l’ammoniac sous une pression donnée, et non la solidification de l’eau.

5. Quelle est l’énergie massique de vaporisation de l’ammoniac ?

37,8 kJ kg−137{,}8\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}}
1,37×103 kJ kg−11{,}37\times10^3\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}}
2,257×103 kJ kg−12{,}257\times10^3\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}}
333 kJ kg−1333\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}}

$$1{,}37\times10^3\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}}$$

Explication

L’énergie massique de vaporisation de l’ammoniac vaut 1,37×103 kJ kg−11{,}37\times10^3\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}}. La valeur de 333 kJ kg−1333\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}} est associée à la solidification de l’eau, avec un signe négatif pour l’énergie transférée.

6. Un appareil de puissance PP fonctionne pendant une durée Δt\Delta t exprimée en secondes. Quelle relation permet de calculer l’énergie transférée ?

E=P+ΔtE=P+\Delta t, avec l’énergie exprimée en secondes.
E=P×ΔtE=P\times\Delta t, avec l’énergie exprimée en joules.
E=PΔtE=\frac{P}{\Delta t}, avec l’énergie exprimée en joules.
E=Δt−PE=\Delta t-P, avec l’énergie exprimée en watts.

$$E=P\times\Delta t$$, avec l’énergie exprimée en joules.

Explication

L’énergie transférée est le produit de la puissance par la durée de fonctionnement, soit E=P×ΔtE=P\times\Delta t. Diviser la puissance par la durée ne donne pas l’énergie transférée par l’appareil.

7. Pour 1 kg d’eau, quelle étape transfère le plus d’énergie thermique en valeur absolue lors du passage de vapeur à 120,0 °C à eau liquide à 60,0 °C ?

Les trois étapes transfèrent une énergie de même valeur absolue.
La liquéfaction à 100,0 °C, qui transfère −2 257 kJ.
Le refroidissement de la vapeur, qui transfère −37,8 kJ.
Le refroidissement de l’eau liquide, qui transfère −167 kJ.

La liquéfaction à 100,0 °C, qui transfère −2 257 kJ.

Explication

La liquéfaction transfère −2 257 kJ, soit la valeur absolue la plus élevée parmi les trois étapes indiquées. Le refroidissement de l’eau liquide transfère −167 kJ, une quantité nettement moindre.

8. Quelle distinction fondamentale sépare un corps pur d’un mélange ?

Un corps pur est nécessairement solide, tandis qu’un mélange est nécessairement liquide.
Un corps pur contient plusieurs espèces chimiques, tandis qu’un mélange n’en contient qu’une.
Un corps pur présente plusieurs constituants visibles, tandis qu’un mélange a un aspect uniforme.
Un corps pur contient une espèce chimique, tandis qu’un mélange en contient plusieurs.

Un corps pur contient une espèce chimique, tandis qu’un mélange en contient plusieurs.

Explication

Un corps pur est constitué d’une seule espèce chimique, alors qu’un mélange en réunit plusieurs. La présence de constituants visibles caractérise plutôt un mélange hétérogène et ne définit pas un corps pur.

9. Un échantillon présente un aspect uniforme, sans constituants distincts visibles : comment le classe-t-on ?

Comme un alliage, car son aspect ne varie pas.
Comme un mélange homogène, car son aspect est uniforme.
Comme un mélange hétérogène, car il contient plusieurs espèces.
Comme un corps pur, car ses constituants sont invisibles.

Comme un mélange homogène, car son aspect est uniforme.

Explication

Un mélange homogène se caractérise par un aspect uniforme, sans constituants visibles séparément. Un mélange hétérogène présente au contraire plusieurs constituants visibles.

10. Dans le trimix décrit, quelles sont les proportions volumiques de dioxygène et d’hélium ?

Un quart de dioxygène et 20 % de diazote.
Un quart de dioxygène et 20 % d’hélium.
20 % de dioxygène et un quart d’hélium.
20 % de dioxygène et un quart de diazote.

20 % de dioxygène et un quart d’hélium.

Explication

Le trimix décrit contient 20 % de dioxygène en volume et un quart d’hélium en volume. L’échange des deux proportions entre les gaz confond leurs fractions respectives.

11. Comment calcule-t-on le pourcentage massique d’un constituant dans un mélange ?

On divise le volume du constituant par le volume du mélange, puis on multiplie par 100.
On divise la masse du constituant par la masse du mélange, puis on multiplie par 100.
On divise la masse du mélange par celle du constituant, puis on multiplie par 100.
On soustrait la masse du constituant à celle du mélange, puis on multiplie par 100.

On divise la masse du constituant par la masse du mélange, puis on multiplie par 100.

Explication

Le pourcentage massique est le rapport entre la masse du constituant et la masse totale du mélange, multiplié par 100. Un rapport de volumes correspond à une composition volumique, et non massique.

12. Un tube d’acier de 5,0 kg contient 105 g de carbone : quelle grandeur peut-on déterminer à partir de ces données ?

La masse de carbone correspondant à un pourcentage donné.
Le pourcentage massique de carbone dans l’alliage.
La masse volumique de l’alliage à partir de sa composition.
Le volume de carbone présent dans l’alliage.

Le pourcentage massique de carbone dans l’alliage.

Explication

La masse de carbone et la masse totale de l’alliage permettent de calculer la fraction massique du carbone, puis de l’exprimer en pourcentage. Le volume ou la masse volumique ne peuvent pas être déduits de ces deux masses seules.

13. Quelle relation définit la masse volumique d’une espèce ?

Le rapport de sa masse à son volume.
La différence entre sa masse et son volume.
Le rapport de son volume à sa masse.
Le produit de sa masse par son volume.

Le rapport de sa masse à son volume.

Explication

La masse volumique correspond à la masse rapportée au volume de l’espèce. Le rapport inverse décrit le volume par unité de masse, et non la masse volumique.

14. Quelle valeur de masse volumique de l’eau est utilisée dans les exercices mentionnés ?

1,00 g·mL⁻¹, équivalant à 1,00 kg·m⁻³.
1,00 g·L⁻¹, équivalant à 1,00 kg·mL⁻¹.
1,00 kg·L⁻¹, équivalant à 1,00 g·L⁻¹.
1,00 g·mL⁻¹, équivalant à 1,00 kg·L⁻¹.

1,00 g·mL⁻¹, équivalant à 1,00 kg·L⁻¹.

Explication

La masse volumique de l’eau est donnée comme 1,00 g·mL⁻¹ ou, de manière équivalente, 1,00 kg·L⁻¹. Ces deux expressions représentent la même valeur avec des unités différentes.

15. Un banc Kofler peut mesurer jusqu’à 260 °C : que permet-il de conclure pour comparer les températures de fusion des acides maléique et fumarique ?

Il peut mesurer celle de l’acide fumarique à 287 °C, mais pas celle de l’acide maléique à 131 °C.
Il ne peut mesurer aucune des deux températures, car elles dépassent sa précision.
Il peut mesurer celle de l’acide maléique à 131 °C, mais pas celle de l’acide fumarique à 287 °C.
Il peut mesurer les deux températures, car sa précision est de 1 °C.

Il peut mesurer celle de l’acide maléique à 131 °C, mais pas celle de l’acide fumarique à 287 °C.

Explication

La fusion de l’acide maléique à 131 °C est dans la plage du banc, tandis que celle de l’acide fumarique à 287 °C dépasse sa limite de 260 °C. La précision de 1 °C ne permet pas d’étendre la température maximale mesurable.

16. Que représente le degré alcoolique d’un vin ?

Le pourcentage volumique d’éthanol pur dans le vin.
Le pourcentage massique d’éthanol pur dans le vin.
La masse d’éthanol pur contenue dans un litre de vin.
Le rapport entre la masse volumique du vin et celle de l’eau.

Le pourcentage volumique d’éthanol pur dans le vin.

Explication

Le degré alcoolique exprime le pourcentage volumique d’éthanol pur dans le vin. Un pourcentage massique décrit une proportion en masse plutôt qu’en volume.

17. Pour déterminer si un mélange contient une espèce donnée, comment utilise-t-on la chromatographie sur couche mince ?

On compare les constituants du mélange à des espèces de référence placées dans une autre cuve.
On compare les constituants du mélange à des espèces de référence déposées sur la même plaque.
On chauffe le mélange avec les espèces de référence afin de comparer leurs températures d’ébullition.
On mesure la masse des constituants avant et après leur dépôt sur une plaque.

On compare les constituants du mélange à des espèces de référence déposées sur la même plaque.

Explication

La chromatographie sur couche mince permet la comparaison lorsque le mélange et les espèces de référence sont déposés sur la même plaque. Des dépôts réalisés dans une autre cuve ne permettent pas cette comparaison directe dans les mêmes conditions.

18. Pour rechercher lequel de plusieurs sucres est présent dans du lait reconstitué, à quels dépôts de référence le compare-t-on par chromatographie ?

À des dépôts de glucose, de saccharose, de fructose et de galactose.
À des dépôts de glucose, de maltose, de fructose et de lactose.
À des dépôts de glucose, de maltose, de saccharose et de lactose.
À des dépôts de maltose, de saccharose, de lactose et de galactose.

À des dépôts de glucose, de maltose, de fructose et de lactose.

Explication

Le lait reconstitué est comparé aux quatre références glucose, maltose, fructose et lactose. Les autres listes remplacent au moins un de ces sucres par du saccharose ou du galactose.

19. Que signifie le classement CMR du dichlorométhane ?

Il est classé comme inflammable, corrosif et toxique pour la reproduction.
Il est classé comme cancérogène, mutagène et toxique pour la reproduction.
Il est classé comme corrosif, mutagène et toxique pour les organismes aquatiques.
Il est classé comme cancérogène, irritant et toxique pour les organismes aquatiques.

Il est classé comme cancérogène, mutagène et toxique pour la reproduction.

Explication

CMR désigne les substances cancérogènes, mutagènes et toxiques pour la reproduction, catégories associées au dichlorométhane. Les autres dangers proposés ne correspondent pas à la signification de cette classification.

20. Quel objectif doit avoir le test demandé pour identifier le dioxygène dans un mélange trimix ?

Distinguer les gaz du mélange selon leurs masses volumiques.
Mettre en évidence la présence de dioxygène dans le mélange.
Mesurer la proportion de dioxygène sans vérifier sa présence.
Déterminer la température d’ébullition du dioxygène dans le mélange.

Mettre en évidence la présence de dioxygène dans le mélange.

Explication

Le test demandé doit révéler si le dioxygène est présent dans le trimix. Mesurer sa proportion ou comparer des propriétés physiques ne répond pas à cet objectif d’identification.

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Quelle transformation décrit la dissolution du sel dans l’eau ?

Une transformation physique.

Quelle transformation décrit l’équation 2 H2(g)+O2(g)→2 H2O(ℓ)2\,\mathrm{H_2(g)}+\mathrm{O_2(g)}\rightarrow2\,\mathrm{H_2O(\ell)} ?

Une transformation chimique.

Quelle est l’énergie massique de vaporisation de l’ammoniac ?

Lv(NH3)=1,37×103 kJ kg−1L_v(\mathrm{NH_3})=1{,}37\times10^3\ \mathrm{kJ\,kg^{-1}}

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