Ressources · 1ʳᵉ · Spécialité Physique-Chimie
De la structure des entités à la cohésion et à la solubilité
Cohésion des solides ioniques et moléculaires, interactions de Van der Waals et liaison hydrogène, dissolution, solubilité et miscibilité (thème Constitution et transformations de la matière)
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 24 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 8 questions
Quelle interaction assure la cohésion d'un cristal de chlorure de potassium KCl ?
- A. Des liaisons hydrogène entre molécules
- B. L'interaction électrostatique entre ions
- C. Des interactions de Van der Waals seules
- D. Des liaisons covalentes entre atomes
Réponse
B. L'interaction électrostatique entre ions — KCl est un solide ionique formé d'ions K⁺ et Cl⁻ : sa cohésion vient de l'attraction électrostatique entre ions de signes opposés.
Dans une équation de dissolution, que signifie la notation (aq) ?
- A. L'espèce est un solide cristallisé
- B. L'espèce est un liquide pur
- C. L'espèce est un gaz dégagé
- D. L'espèce est dissoute dans l'eau
Réponse
D. L'espèce est dissoute dans l'eau — (aq) signifie « en solution aqueuse » : l'espèce est dissoute et solvatée par l'eau.
Une liaison hydrogène s'établit entre un atome H lié à un atome très électronégatif et…
- A. un doublet non liant de N, O ou F
- B. un atome de carbone d'une chaîne
- C. un ion sodium Na⁺ en solution
- D. un atome d'hydrogène lié au carbone
Réponse
A. un doublet non liant de N, O ou F — Le pont hydrogène associe un H lié à N, O ou F et un doublet non liant d'un atome N, O ou F voisin.
Deux liquides sont dits miscibles lorsque…
- A. ils ont la même masse volumique
- B. ils forment deux phases distinctes
- C. leur mélange forme une seule phase
- D. ils bouillent à la même température
Réponse
C. leur mélange forme une seule phase — Miscibles signifie que le mélange est homogène : une seule phase.
Dans l'ion carboxylate R–COO⁻ d'un savon, quelle partie est hydrophile ?
- A. La chaîne carbonée R
- B. L'atome de carbone terminal CH₃
- C. Le groupe carboxylate –COO⁻
- D. L'ensemble de l'ion, sans distinction
Réponse
C. Le groupe carboxylate –COO⁻ — Le groupe –COO⁻, chargé, interagit fortement avec l'eau ; la chaîne R est lipophile.
Le cyclohexane et l'eau ne sont pas miscibles. Après agitation puis repos, on observe…
- A. deux phases superposées
- B. une seule phase homogène
- C. un solide qui précipite
- D. une solution ionique
Réponse
A. deux phases superposées — Deux liquides non miscibles se séparent en deux phases ; la moins dense se place au-dessus.
Laquelle de ces espèces est la plus soluble dans l'eau ?
- A. Le diiode I₂
- B. Le cyclohexane C₆H₁₂
- C. L'octane C₈H₁₈
- D. Le méthanol CH₃OH
Réponse
D. Le méthanol CH₃OH — Le méthanol, polaire, forme des ponts hydrogène avec l'eau (il y est même miscible) ; les trois autres espèces sont apolaires.
Les interactions de Van der Waals s'exercent…
- A. uniquement entre des ions de signes opposés
- B. entre toutes les entités, polaires ou non
- C. uniquement entre molécules polaires
- D. uniquement entre atomes H et O
Réponse
B. entre toutes les entités, polaires ou non — Elles existent entre toutes les entités ; elles sont plus intenses pour des molécules polaires ou volumineuses.
Niveau moyen — 8 questions
On dissout 0,0420 mol de chlorure de calcium CaCl₂ dans de l'eau pour obtenir 0,600 L de solution. La concentration en ions Cl⁻ vaut :
- A. 0,0700 mol·L⁻¹
- B. 0,0840 mol·L⁻¹
- C. 0,140 mol·L⁻¹
- D. 0,0252 mol·L⁻¹
Réponse
C. 0,140 mol·L⁻¹ — c = 0,0420 / 0,600 = 0,0700 mol·L⁻¹ et [Cl⁻] = 2c = 0,140 mol·L⁻¹.
Quelle est l'équation de dissolution correcte du phosphate de sodium Na₃PO₄ ?
- A. Na₃PO₄(s) → 3 Na⁺(aq) + PO₄³⁻(aq)
- B. Na₃PO₄(s) → 3 Na³⁺(aq) + PO₄³⁻(aq)
- C. Na₃PO₄(s) → 3 Na⁺(aq) + PO₄⁻(aq)
- D. Na₃PO₄(s) → Na₃⁺(aq) + PO₄³⁻(aq)
Réponse
A. Na₃PO₄(s) → 3 Na⁺(aq) + PO₄³⁻(aq) — L'indice 3 devient un coefficient : trois ions Na⁺ compensent la charge −3 de l'ion phosphate.
Une solution de chlorure de magnésium contient des ions Cl⁻ à 0,360 mol·L⁻¹. La concentration apportée en MgCl₂ est :
- A. 0,360 mol·L⁻¹
- B. 0,720 mol·L⁻¹
- C. 0,0900 mol·L⁻¹
- D. 0,180 mol·L⁻¹
Réponse
D. 0,180 mol·L⁻¹ — MgCl₂ libère deux ions Cl⁻ : c = [Cl⁻] / 2 = 0,180 mol·L⁻¹.
Pour extraire une espèce dissoute dans l'eau, le solvant extracteur doit être…
- A. miscible à l'eau et plus dense qu'elle
- B. non miscible à l'eau, l'espèce y étant plus soluble
- C. miscible à l'eau, l'espèce y étant beaucoup plus soluble
- D. non miscible à l'eau et obligatoirement moins dense
Réponse
B. non miscible à l'eau, l'espèce y étant plus soluble — Non miscible pour former deux phases, et meilleur solvant de l'espèce que l'eau ; sa densité peut être supérieure ou inférieure à 1.
Le propan-1-ol (Téb = 97 °C) bout bien plus haut que le propane (Téb = −42 °C) car…
- A. ses molécules s'associent par ponts hydrogène
- B. ses molécules sont des ions de signes opposés
- C. ses liaisons covalentes C–C sont plus fortes
- D. il ne subit aucune interaction de Van der Waals
Réponse
A. ses molécules s'associent par ponts hydrogène — Le groupe –OH permet des ponts hydrogène entre molécules, absents dans le propane.
Le naphtalène C₁₀H₈ est bien plus soluble dans le cyclohexane que dans l'eau parce que…
- A. le naphtalène forme des ions dans le cyclohexane
- B. l'eau est un solvant apolaire
- C. le cyclohexane établit des ponts hydrogène
- D. soluté et solvant sont tous deux apolaires
Réponse
D. soluté et solvant sont tous deux apolaires — Deux espèces apolaires interagissent par Van der Waals, comme au sein de chacune : « qui se ressemble s'assemble ».
Une ampoule à décanter contient de l'eau (d = 1,00) et du chloroforme (d = 1,48), non miscibles. Alors…
- A. la phase aqueuse est en bas
- B. la phase organique est en bas
- C. les deux phases se mélangent
- D. la phase organique est en haut
Réponse
B. la phase organique est en bas — La phase la plus dense est en bas : ici la phase organique (1,48 > 1,00).
Quelle masse de chlorure de potassium KCl (M = 74,6 g·mol⁻¹) faut-il dissoudre pour obtenir 0,300 L de solution où [K⁺] = 0,0250 mol·L⁻¹ ?
- A. 0,0560 g
- B. 1,12 g
- C. 0,560 g
- D. 5,60 g
Réponse
C. 0,560 g — n = 0,0250 × 0,300 = 7,50 × 10⁻³ mol et m = 7,50 × 10⁻³ × 74,6 = 0,560 g.
Niveau difficile — 8 questions
L'éthanol est miscible à l'eau en toutes proportions, l'octan-1-ol très peu. L'explication la plus juste :
- A. l'octan-1-ol ne possède pas de groupe hydroxyle
- B. l'éthanol est une espèce ionique, pas l'octanol
- C. l'octan-1-ol est plus polaire que l'éthanol
- D. sa longue chaîne carbonée est hydrophobe
Réponse
D. sa longue chaîne carbonée est hydrophobe — Les deux alcools ont un groupe –OH, mais la longue chaîne apolaire de l'octan-1-ol domine et limite sa solubilité.
Laquelle de ces affirmations sur la dissolution du bromure de lithium LiBr dans l'eau est FAUSSE ?
- A. Les ions Li⁺ s'entourent des atomes O de l'eau
- B. Les liaisons covalentes Li–Br sont rompues
- C. Les ions Br⁻ attirent les atomes H de l'eau
- D. La solution obtenue conduit le courant
Réponse
B. Les liaisons covalentes Li–Br sont rompues — LiBr est un solide ionique : il n'y a pas de liaison covalente Li–Br, mais des ions que l'eau dissocie et solvate.
Pourquoi l'eau pure n'enlève-t-elle pas une tache de graisse ?
- A. la graisse est ionique et trop cohésive
- B. l'eau est bien plus dense que la graisse
- C. la graisse, apolaire, est lipophile
- D. la graisse s'associe par ponts hydrogène
Réponse
C. la graisse, apolaire, est lipophile — La graisse est apolaire : elle n'établit pas d'interactions favorables avec l'eau, il faut un tensioactif.
HF bout à 20 °C et HBr à −67 °C, alors que HBr possède beaucoup plus d'électrons. Cet écart s'explique par…
- A. les ponts hydrogène entre molécules HF
- B. la plus grande taille de la molécule HF
- C. le caractère ionique du solide HF
- D. les liaisons covalentes H–F plus fortes
Réponse
A. les ponts hydrogène entre molécules HF — F est très électronégatif : HF forme des ponts hydrogène. Une ébullition ne rompt aucune liaison covalente.
On mélange 25,0 mL de Na₂SO₄ à 0,0150 mol·L⁻¹ et 25,0 mL de NaCl à 0,0150 mol·L⁻¹. Dans le mélange, [Na⁺] vaut :
- A. 0,0450 mol·L⁻¹
- B. 0,0225 mol·L⁻¹
- C. 0,0300 mol·L⁻¹
- D. 0,0150 mol·L⁻¹
Réponse
B. 0,0225 mol·L⁻¹ — n(Na⁺) = 0,0250 × 0,0300 + 0,0250 × 0,0150 = 1,125 × 10⁻³ mol, dans 0,0500 L : 0,0225 mol·L⁻¹. Oublier la dilution donne 0,0450.
Laquelle de ces espèces est amphiphile ?
- A. L'hexane C₆H₁₄, liquide apolaire
- B. Le chlorure de sodium NaCl
- C. Le glucose C₆H₁₂O₆, très soluble
- D. L'ion dodécanoate C₁₁H₂₃COO⁻
Réponse
D. L'ion dodécanoate C₁₁H₂₃COO⁻ — L'ion dodécanoate associe une tête –COO⁻ hydrophile et une chaîne C₁₁H₂₃ lipophile.
Un élève affirme que l'éthanol dissous dans l'eau se dissocie en ions. Que répondre ?
- A. ses molécules restent entières, solvatées
- B. il se dissocie en ions C₂H₅⁺ et HO⁻ solvatés
- C. il forme deux phases car il est apolaire
- D. il se dissocie en ions H⁺ et C₂H₅O⁻ solvatés
Réponse
A. ses molécules restent entières, solvatées — L'éthanol est une espèce moléculaire : ses molécules restent entières et sont solvatées par ponts hydrogène.
Une espèce A a pour solubilités : 12 g·L⁻¹ dans l'eau, 310 g·L⁻¹ dans l'éther diéthylique (non miscible à l'eau), 450 g·L⁻¹ dans la propanone (miscible à l'eau). Pour l'extraire de l'eau, on choisit :
- A. la propanone, où A est le plus soluble
- B. l'eau, où A est déjà dissoute
- C. l'éther diéthylique
- D. un mélange eau-propanone
Réponse
C. l'éther diéthylique — La propanone est miscible à l'eau : pas de deux phases. L'éther, non miscible et bon solvant de A, convient.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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