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Chimie 3ᵉ

Ressources · 3ᵉ · Chimie

Chimie et environnement : pollution, effet de serre, chimie verte

Les gaz à effet de serre produits par les transformations chimiques et le bilan carbone ; les pluies acides et l’acidification des océans ; analyser, traiter et dépolluer l’eau ; la chimie verte.

À propos de cette page
Trois QCM de 12 questions sur la chimie de l’environnement : gaz à effet de serre, équivalent CO₂, pluies acides, océan qui s’acidifie, nitrates et station d’épuration, dilution d’un rejet, économie d’atomes, biosourcé ou biodégradable, captage du CO₂, avec une explication pour chaque réponse.

Les 36 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 ★ — 12 questions

  1. Lequel de ces gaz est un gaz à effet de serre ?

    • A. le diazote
    • B. le méthane
    • C. l’argon
    • D. le dihydrogène
    Réponse

    B. le méthane — Le méthane CH₄ est un gaz à effet de serre ; le diazote, l’argon et le dihydrogène n’en sont pas.

  2. Quand de la matière organique se décompose sans dioxygène, il se forme surtout…

    • A. du dioxygène et du diazote
    • B. du diazote et de l’argon
    • C. du méthane et du CO₂
    • D. du dihydrogène et de l’ozone
    Réponse

    C. du méthane et du CO₂ — Décharges, marais, panse des ruminants : la décomposition sans dioxygène donne du méthane et du dioxyde de carbone.

  3. Une pluie est dite acide quand son pH est…

    • A. inférieur à 5,6
    • B. supérieur à 7 (basique)
    • C. égal à 7, comme l’eau pure
    • D. compris entre 7 et 8
    Réponse

    A. inférieur à 5,6 — Une pluie non polluée a déjà un pH voisin de 5,6 ; en dessous, c’est une pluie acide.

  4. Les pluies acides sont surtout dues…

    • A. à la vapeur d’eau des nuages
    • B. au dioxygène de l’air
    • C. au méthane des marais
    • D. au SO₂ et aux oxydes d’azote
    Réponse

    D. au SO₂ et aux oxydes d’azote — Le dioxyde de soufre et les oxydes d’azote forment les acides sulfurique et nitrique dans les nuages.

  5. Les douze principes de la chimie verte ont été publiés en…

    • A. 1 898
    • B. 1 998
    • C. 1 948
    • D. 2 018
    Réponse

    B. 1 998 — Par les chimistes américains Paul Anastas et John Warner, en 1 998.

  6. L’eau qui sort d’une station d’épuration est…

    • A. propre, mais pas potable
    • B. potable, prête pour le robinet
    • C. plus polluée qu’à l’entrée
    • D. de l’eau pure, sans ions
    Réponse

    A. propre, mais pas potable — Épurer n’est pas potabiliser : l’eau épurée est rendue à la rivière, pas au robinet.

  7. Dans le bassin aéré d’une station d’épuration, la matière organique est dégradée par…

    • A. du chlore
    • B. du sable
    • C. des bactéries
    • D. des ultraviolets
    Réponse

    C. des bactéries — Des bactéries la dégradent en consommant le dioxygène de l’air insufflé : une dépollution biochimique.

  8. Limite de qualité des nitrates dans l’eau du robinet en France :

    • A. 5 g/L
    • B. 500 mg/L
    • C. 0,5 mg/L
    • D. 50 mg/L
    Réponse

    D. 50 mg/L — Au-delà de 50 mg/L de nitrates, l’eau n’est pas conforme : elle est déconseillée aux femmes enceintes et aux nourrissons.

  9. Un objet biosourcé est…

    • A. décomposé vite dans la nature
    • B. fait à partir de matière végétale
    • C. fait à partir de pétrole recyclé
    • D. sans aucune espèce chimique
    Réponse

    B. fait à partir de matière végétale — Biosourcé = d’origine végétale ; cela ne dit rien de sa fin de vie.

  10. La chimie verte cherche d’abord à…

    • A. traiter les déchets une fois produits
    • B. colorer les produits chimiques en vert
    • C. éviter les déchets dès la conception
    • D. fermer toutes les usines de chimie
    Réponse

    C. éviter les déchets dès la conception — Premier principe : prévenir les déchets plutôt que les traiter ensuite.

  11. Quel test reconnaît le dioxyde de carbone ?

    • A. l’eau de chaux se trouble
    • B. une flamme se ravive
    • C. une petite détonation
    • D. le papier pH devient vert
    Réponse

    A. l’eau de chaux se trouble — Le dioxyde de carbone trouble l’eau de chaux ; la flamme ravivée signale le dioxygène, la détonation le dihydrogène.

  12. Le bilan carbone d’une activité se compte en…

    • A. litres de pétrole brûlés
    • B. degrés de réchauffement
    • C. parties par million
    • D. tonnes d’équivalent CO₂
    Réponse

    D. tonnes d’équivalent CO₂ — On convertit chaque gaz à effet de serre en équivalent CO₂ (kg ou t de CO₂e) pour pouvoir les additionner.

Niveau moyen ★★ — 12 questions

  1. C₂H₆O + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O. Cette transformation rejette…

    • A. du CO₂, gaz à effet de serre
    • B. seulement de l’eau, sans danger
    • C. du méthane et de l’ozone
    • D. du dioxyde de soufre
    Réponse

    A. du CO₂, gaz à effet de serre — L’un des produits est le CO₂ ; la vapeur d’eau ne s’accumule pas dans l’air.

  2. Le méthane rejeté en un an par une petite mare compte pour 600 kg de CO₂e (1 kg de méthane compte pour 30 kg de CO₂). Masse de méthane rejetée :

    • A. 18 000 kg
    • B. 570 kg
    • C. 20 kg
    • D. 2 kg
    Réponse

    C. 20 kg — Masse = équivalent CO₂ ÷ coefficient : 600 ÷ 30 = 20 kg de méthane.

  3. Une région rejette 500 t de CO₂e par an ; ses prairies en absorbent 150 t. Bilan net :

    • A. 650 t de CO₂e
    • B. 350 t de CO₂e
    • C. 150 t de CO₂e
    • D. 500 t de CO₂e
    Réponse

    B. 350 t de CO₂e — Bilan net = émissions − absorptions : 500 - 150 = 350 t.

  4. Une pluie de pH 6,0 recueillie en haute montagne est…

    • A. une pluie acide : son pH est inférieur à 7
    • B. une pluie basique : son pH dépasse 6
    • C. une pluie neutre, comme l’eau pure
    • D. pas une pluie acide : son pH est trop haut
    Réponse

    D. pas une pluie acide : son pH est trop haut — On parle de pluie acide sous 5,6, le pH d’une pluie non polluée ; 6,0 dépasse ce seuil, et il faudrait plus de 7 pour une eau basique.

  5. 2 SO₂ + O₂ + 2 H₂O → 2 H₂SO₄ décrit…

    • A. la formation d’un acide dans les nuages
    • B. le chaulage d’un lac acidifié
    • C. la dissolution du dioxyde de carbone dans la mer
    • D. la combustion du charbon au foyer
    Réponse

    A. la formation d’un acide dans les nuages — Le dioxyde de soufre devient de l’acide sulfurique : c’est l’origine d’une pluie acide.

  6. Le calcaire répandu dans un lac acide…

    • A. apporte des ions H⁺ : le pH baisse
    • B. consomme des ions H⁺ : le pH remonte
    • C. dilue l’acide sans aucune réaction
    • D. retient le dioxyde de soufre de l’air
    Réponse

    B. consomme des ions H⁺ : le pH remonte — CaCO₃ + 2 H⁺ → Ca²⁺ + H₂O + CO₂ : les ions H⁺ sont consommés.

  7. Une eau contient 40 mg/L de nitrates. Masse de nitrates dans 3 L :

    • A. 13 mg
    • B. 1 200 mg
    • C. 120 mg
    • D. 40 mg
    Réponse

    C. 120 mg — Masse = concentration × volume : 40 × 3 = 120 mg.

  8. Entrée : 50 mg/L ; sortie : 15 mg/L. L’abattement est de…

    • A. 30 %
    • B. 35 %
    • C. 15 %
    • D. 70 %
    Réponse

    D. 70 % — (50 - 15) ÷ 50 × 100 = 70 %.

  9. Une solution d’ions zinc doit être traitée avant le rejet. On…

    • A. précipite les ions par la soude et on filtre
    • B. la dilue dans un seau d’eau et on la jette
    • C. la fait bouillir sous la hotte du labo
    • D. y ajoute du sel pour la neutraliser
    Réponse

    A. précipite les ions par la soude et on filtre — La soude précipite les ions zinc (précipité blanc) ; on filtre et le solide va au bidon de récupération.

  10. 125 g de réactifs donnent 110 g de produit voulu. Économie d’atomes :

    • A. 12 %
    • B. 88 %
    • C. 114 %
    • D. 15 %
    Réponse

    B. 88 % — 110 ÷ 125 × 100 = 88 %.

  11. Le polyéthylène tiré de la canne à sucre est…

    • A. biodégradable, pas biosourcé
    • B. biosourcé et biodégradable
    • C. biosourcé, pas biodégradable
    • D. ni biosourcé ni biodégradable
    Réponse

    C. biosourcé, pas biodégradable — Il vient d’une plante, mais sa molécule est celle du polyéthylène du pétrole : il ne se dégrade pas plus vite.

  12. Une enzyme permet une réaction à 35 °C au lieu de 180 °C. Principe de chimie verte :

    • A. matières renouvelables
    • B. produit biodégradable
    • C. supprimer les solvants
    • D. économiser l’énergie
    Réponse

    D. économiser l’énergie — Un catalyseur qui travaille près de la température ambiante économise l’énergie.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions

  1. « Le monoxyde de carbone est un gaz à effet de serre, puisqu’il est toxique. » Que répondre ?

    • A. Exact : tout gaz toxique renforce l’effet de serre de la Terre
    • B. Exact : CO réchauffe 270 fois plus que le dioxyde de carbone, sur cent ans
    • C. Toxique ne veut pas dire « à effet de serre » : on ne compte pas CO
    • D. Faux : seul le diazote est un gaz à effet de serre
    Réponse

    C. Toxique ne veut pas dire « à effet de serre » : on ne compte pas CO — CO est un polluant toxique, mais il ne fait pas partie des gaz à effet de serre comptés ; 270 est le coefficient du protoxyde d’azote.

  2. Des levures transforment du glucose à l’abri de l’air : glucose → éthanol + dioxyde de carbone. Un élève affirme : « sans dioxygène, il se forme du méthane ». Que répondre ?

    • A. Il a tort : on lit les produits du bilan, ici du CO₂
    • B. Il a raison : sans dioxygène, il se forme du méthane
    • C. Il a tort : sans dioxygène, aucun gaz ne peut se former
    • D. Il a raison : l’éthanol est un gaz à effet de serre
    Réponse

    A. Il a tort : on lit les produits du bilan, ici du CO₂ — C’est une fermentation alcoolique : ses produits sont l’éthanol et le dioxyde de carbone. On lit les produits écrits dans le bilan avant d’appliquer une règle générale.

  3. Dans une vallée, une décharge rejette 2 t de méthane et une usine d’engrais 0,1 t de protoxyde d’azote (coefficients 30 et 270). Total :

    • A. 2,1 t de CO₂e
    • B. 87 t de CO₂e
    • C. 300 t de CO₂e
    • D. 33 t de CO₂e
    Réponse

    B. 87 t de CO₂e — 2 × 30 = 60 ; 0,1 × 270 = 27 ; 60 + 27 = 87 t de CO₂e.

  4. Les océans dissolvent une partie de notre CO₂. Pour le climat et pour la mer, c’est…

    • A. un puits sans le moindre effet sur l’eau de mer
    • B. une source de CO₂ pour l’air, qui rend en plus l’eau de mer acide
    • C. un puits qui rend l’eau de mer plus basique
    • D. un puits qui limite le réchauffement mais acidifie l’eau
    Réponse

    D. un puits qui limite le réchauffement mais acidifie l’eau — L’océan retire du CO₂ de l’air (puits), mais l’acide carbonique formé fait baisser son pH.

  5. Le pH de surface de l’océan est passé de 8,2 à 8,1. L’eau de mer…

    • A. est devenue acide, avec un pH sous 7
    • B. est devenue neutre
    • C. s’acidifie, mais reste basique
    • D. est devenue plus basique
    Réponse

    C. s’acidifie, mais reste basique — Son pH baisse, mais reste supérieur à 7 : elle est toujours basique.

  6. Depuis 1 990, les pluies acides ont beaucoup reculé en France. La raison principale :

    • A. les rejets de SO₂ ont fortement baissé
    • B. les voitures rejettent moins de CO₂
    • C. la couche d’ozone s’est reformée au-dessus de l’Europe
    • D. on chaule tous les lacs chaque année
    Réponse

    A. les rejets de SO₂ ont fortement baissé — Carburants désoufrés et fumées lavées : −92 % de SO₂ entre 1 990 et 2 021 (Citepa).

  7. 2 L d’un rejet contenant 50 mg d’ions plomb sont versés dans 98 L d’eau. Concentration en plomb du mélange :

    • A. 50 mg/L
    • B. 0,5 mg/L
    • C. 25 mg/L
    • D. 0,05 mg/L
    Réponse

    B. 0,5 mg/L — 50 ÷ 100 = 0,5 mg/L : la concentration baisse, mais les 50 mg de plomb sont toujours là. Diluer ne dépollue pas.

  8. Une station retire 85 % de l’ammonium d’une eau qui en contient 60 mg/L. Teneur en ammonium à la sortie :

    • A. 51 mg/L
    • B. 0,85 mg/L
    • C. 7 mg/L
    • D. 9 mg/L
    Réponse

    D. 9 mg/L — Il reste 100 − 85 = 15 % de l’ammonium : 60 × 15 ÷ 100 = 9 mg/L. Les 51 mg/L sont ceux qui ont été retirés.

  9. Une station rejette 2 mg/L de phosphates pour 8 mg/L en entrée. Elle limite surtout…

    • A. l’acidité des pluies
    • B. le trou de la couche d’ozone
    • C. la prolifération des algues
    • D. l’effet de serre renforcé
    Réponse

    C. la prolifération des algues — Les phosphates nourrissent les algues : les retirer limite l’eutrophisation de la rivière.

  10. Un procédé a une économie d’atomes de 20 %. Pour 200 kg de produit voulu, la masse de déchets est de…

    • A. 1 000 kg
    • B. 800 kg
    • C. 160 kg
    • D. 40 kg
    Réponse

    B. 800 kg — Réactifs : 200 ÷ 0,20 = 1 000 kg ; déchets : 1 000 − 200 = 800 kg, quatre fois plus que le produit lui-même.

  11. C₂H₄ + H₂O → C₂H₆O : on fabrique de l’éthanol, seul produit de la réaction. Son économie d’atomes vaut…

    • A. 50 % : deux réactifs pour un seul produit
    • B. 33 % : trois espèces chimiques dans l’équation
    • C. impossible à calculer sans les masses
    • D. 100 % : tous les atomes vont dans l’éthanol
    Réponse

    D. 100 % : tous les atomes vont dans l’éthanol — L’éthanol est le seul produit : toute la masse des réactifs s’y retrouve (la masse se conserve), aucun sous-produit.

  12. Le captage du CO₂ d’une usine consiste à…

    • A. récupérer le CO₂ des fumées et le stocker sous terre
    • B. changer le CO₂ des fumées en dioxygène en le chauffant très fort
    • C. rejeter les fumées plus haut dans le ciel
    • D. remplacer le CO₂ des fumées par du méthane
    Réponse

    A. récupérer le CO₂ des fumées et le stocker sous terre — On sépare le CO₂ des fumées et on l’injecte dans une roche profonde (en Norvège depuis 1 996).

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