Ressources · 4ᵉ · Chimie
L’air : composition, molécules et dissolution des gaz
L’air, un mélange de molécules (diazote N₂, dioxygène O₂, atomes d’argon, dioxyde de carbone CO₂, vapeur d’eau H₂O) et son modèle ; mesurer la masse d’un litre d’air ; les gaz dissous dans l’eau, la pression et la vie aquatique ; les polluants de l’air, leurs sources, leurs effets et l’indice ATMO
À propos de cette page
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
Dans un modèle moléculaire, à quoi ressemble une molécule de dioxygène ?
- A. une seule boule rouge
- B. deux boules bleues liées
- C. deux boules rouges liées
- D. une noire entre deux rouges
Réponse
C. deux boules rouges liées — Le dioxygène O₂ : deux atomes d’oxygène (rouges) liés. Deux boules bleues, c’est le diazote N₂ ; une noire entre deux rouges, le dioxyde de carbone CO₂.
Sur 100 particules d’air sec, combien sont environ des molécules de diazote ?
- A. 78
- B. 21
- C. 50
- D. 99
Réponse
A. 78 — Environ 78 molécules N₂ sur 100 particules, comme 78 % du volume.
Quel dessin simplifié représente le mieux l’air ?
- A. 1 molécule N₂ pour 4 molécules O₂
- B. 4 atomes N seuls pour 1 atome O seul
- C. autant de molécules N₂ que d’O₂
- D. 4 molécules N₂ pour 1 molécule O₂
Réponse
D. 4 molécules N₂ pour 1 molécule O₂ — Environ 78 N₂ pour 21 O₂ : à peu près 4 pour 1, et ce sont des molécules de deux atomes.
Dans la mesure de la masse d’un litre d’air, que représente m₂ − m₁ ?
- A. la masse de la bouteille vide
- B. la masse de l’air ajouté
- C. le volume de l’air ajouté
- D. la masse de tout l’air contenu
Réponse
B. la masse de l’air ajouté — m₂ − m₁ est la différence des deux pesées : la masse de l’air ajouté à la pompe.
Quelle unité convient pour la masse d’un litre d’air ?
- A. le gramme par litre (g/L)
- B. le litre par gramme (L/g)
- C. le gramme seul (g)
- D. le litre seul (L)
Réponse
A. le gramme par litre (g/L) — Une masse divisée par un volume : des g/L.
Que respirent les poissons ?
- A. l’oxygène des molécules d’eau
- B. le diazote dissous dans l’eau
- C. le dioxygène dissous dans l’eau
- D. le dioxyde de carbone dissous
Réponse
C. le dioxygène dissous dans l’eau — Leurs branchies prélèvent le dioxygène O₂ dissous ; l’oxygène lié dans les molécules H₂O ne leur sert pas.
Quand la pression d’un gaz au-dessus de l’eau augmente, la masse de ce gaz qui peut se dissoudre…
- A. diminue
- B. ne change pas
- C. devient nulle
- D. augmente
Réponse
D. augmente — À température fixée, elle est proportionnelle à la pression : elle augmente.
Au contact de l’air, à 20 °C, combien de dioxygène 1 L d’eau douce peut-il dissoudre au plus ?
- A. environ 9 g
- B. environ 9 mg
- C. environ 900 mg
- D. environ 0,09 mg
Réponse
B. environ 9 mg — Environ 9 mg par litre : c’est peu, et les poissons en ont besoin d’au moins 5,5 mg/L en eau chaude.
En France, combien de décès par an sont attribués aux particules fines PM2,5 (années 2 016 à 2 019) ?
- A. environ 400
- B. environ 40 000
- C. environ 4 millions
- D. environ 400 000
Réponse
B. environ 40 000 — Santé publique France estime environ 40 000 décès par an attribuables aux PM2,5.
Où l’ozone est-il utile plutôt que polluant ?
- A. au ras du sol, en ville
- B. dans l’air des maisons
- C. le long des autoroutes
- D. très haut dans l’atmosphère
Réponse
D. très haut dans l’atmosphère — Très haut dans l’atmosphère, l’ozone filtre les rayons ultraviolets du Soleil ; près du sol, il irrite les yeux et les bronches.
Lequel de ces gaz n’est pas un polluant de l’air ?
- A. le diazote N₂
- B. le dioxyde d’azote NO₂
- C. le dioxyde de soufre SO₂
- D. le monoxyde de carbone CO
Réponse
A. le diazote N₂ — Le diazote est le constituant principal de l’air ; NO₂, SO₂ et CO sont des polluants.
Comment obtient-on l’indice ATMO d’une journée ?
- A. on fait la moyenne des cinq sous-indices
- B. on garde le meilleur des sous-indices
- C. on garde le sous-indice le plus dégradé
- D. on ne regarde que les particules fines
Réponse
C. on garde le sous-indice le plus dégradé — L’indice du jour est égal au sous-indice le plus dégradé des cinq polluants.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
Un échantillon d’air sec contient 900 particules. Combien de molécules de dioxygène environ ?
- A. 702
- B. 189
- C. 21
- D. 1 890
Réponse
B. 189 — 900 × 21 ÷ 100 = 189 ; 702 serait le nombre de molécules de diazote.
Un dessin simplifié d’air montre 20 molécules de diazote. Combien de molécules de dioxygène doit-il montrer ?
- A. 20
- B. 80
- C. 16
- D. 5
Réponse
D. 5 — Environ 4 molécules N₂ pour 1 O₂ : 20 ÷ 4 = 5.
Masse d’air ajouté : 2,1 g ; volume de cet air : 1,75 L. Quelle est la masse d’un litre d’air ?
- A. 1,2 g/L
- B. 3,675 g/L
- C. 0,83 g/L
- D. 2,1 g/L
Réponse
A. 1,2 g/L — 2,1 ÷ 1,75 = 1,2 g/L. 3,675 vient d’une multiplication, 0,83 d’une division à l’envers.
On ajoute 750 mL d’air : la masse augmente de 0,9 g. Masse d’un litre d’air ?
- A. 0,0012 g/L
- B. 675 g/L
- C. 1,2 g/L
- D. 0,83 g/L
Réponse
C. 1,2 g/L — 750 mL = 0,75 L ; 0,9 ÷ 0,75 = 1,2 g/L. Diviser par 750 sans convertir donne 0,0012.
Quelle est la masse de l’air d’une camionnette de 12 m³ (1,2 kg/m³) ?
- A. 10 kg
- B. 1,44 kg
- C. 144 kg
- D. 14,4 kg
Réponse
D. 14,4 kg — 12 × 1,2 = 14,4 kg.
Un bidon de 25 L contient une eau de rivière à 8 mg/L de dioxygène. Masse de dioxygène dissous ?
- A. 200 mg
- B. 33 mg
- C. 3,1 mg
- D. 2 g
Réponse
A. 200 mg — 8 × 25 = 200 mg, soit 0,2 g.
5 L d’eau contiennent 45 mg de dioxygène dissous. Quelle est la teneur ?
- A. 225 mg/L
- B. 40 mg/L
- C. 9 mg/L
- D. 0,11 mg/L
Réponse
C. 9 mg/L — 45 ÷ 5 = 9 mg/L.
Dans une expérience, 1 L d’eau dissout 30 mg d’un gaz. Sous une pression de ce gaz deux fois plus grande, à la même température ?
- A. 15 mg
- B. 60 mg
- C. 30 mg
- D. 32 mg
Réponse
B. 60 mg — La masse dissoute est proportionnelle à la pression : 30 × 2 = 60 mg.
Pression à 60 m de profondeur (environ 1 bar en surface, + 1 bar tous les 10 m) ?
- A. 7 bars
- B. 6 bars
- C. 60 bars
- D. 61 bars
Réponse
A. 7 bars — 1 + 6 = 7 bars : on n’oublie pas le bar de la surface.
Un bureau de 40 m³ contient 20 µg/m³ de PM10. Masse de particules ?
- A. 2 µg
- B. 60 µg
- C. 800 µg
- D. 0,5 µg
Réponse
C. 800 µg — 20 × 40 = 800 µg, soit 0,8 mg.
2 400 µg, c’est…
- A. 2 400 000 mg
- B. 2,4 mg
- C. 24 mg
- D. 0,24 mg
Réponse
B. 2,4 mg — 1 mg = 1 000 µg : 2 400 ÷ 1 000 = 2,4 mg.
Sous-indices du jour : PM2,5 moyen ; PM10, NO₂, O₃ et SO₂ bons. Indice ATMO ?
- A. bon
- B. dégradé
- C. très bon
- D. moyen
Réponse
D. moyen — Le plus dégradé est « moyen » (PM2,5). La classe « très bon » n’existe plus depuis 2 021.
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
Un dessin montre 8 boules bleues et 2 boules rouges, toutes séparées. Pourquoi ne représente-t-il pas l’air ?
- A. il faudrait autant de bleues que de rouges
- B. il manque forcément un atome d’argon
- C. l’air ne contient aucun atome d’azote
- D. les atomes devraient être liés en N₂ et O₂
Réponse
D. les atomes devraient être liés en N₂ et O₂ — La proportion 4 pour 1 est juste, mais dans l’air l’azote et l’oxygène sont liés deux par deux en molécules N₂ et O₂.
Sur un dessin de 15 particules d’air, on ne voit aucun atome d’argon. Pourquoi ?
- A. l’argon n’est pas un gaz de l’air
- B. il n’y en a qu’environ 1 sur 100
- C. un atome d’argon ne se dessine pas
- D. l’argon est dissous dans la vapeur
Réponse
B. il n’y en a qu’environ 1 sur 100 — Environ 1 particule sur 100 : sur 15 particules, on ne s’attend à en voir aucune.
Pourquoi 1 L d’air a-t-il une masse un peu plus grande à 0 °C qu’à 20 °C ?
- A. ses molécules y sont plus lourdes
- B. l’air froid contient plus d’argon
- C. ses molécules y sont un peu plus serrées
- D. l’air froid contient de la glace
Réponse
C. ses molécules y sont un peu plus serrées — Dans l’air froid, un litre contient un peu plus de molécules : environ 1,29 g au lieu de 1,2 g.
Un élève divise m₂ (la masse de la bouteille après pompage) par le volume de l’air ajouté. Son résultat est…
- A. beaucoup trop grand : il compte la bouteille
- B. juste, car la bouteille ne compte pas
- C. trop petit : il oublie l’air ajouté
- D. juste si le volume est en litres
Réponse
A. beaucoup trop grand : il compte la bouteille — Il faut diviser la masse de l’air ajouté, m₂ − m₁ ; m₂ contient aussi la masse de la bouteille.
Pendant une plongée profonde, quel gaz de l’air respiré s’accumule dans le sang du plongeur et peut former des bulles à la remontée ?
- A. le dioxygène
- B. l’argon
- C. le diazote
- D. le dioxyde de carbone
Réponse
C. le diazote — Le diazote, majoritaire dans l’air respiré, se dissout davantage sous pression et n’est pas utilisé par le corps.
Pourquoi l’eau d’un lac couvert de glace tout l’hiver s’appauvrit-elle en dioxygène ?
- A. la glace absorbe le dioxygène de l’eau
- B. l’eau froide ne dissout aucun gaz
- C. les poissons y rejettent du diazote
- D. la glace empêche l’eau de dissoudre l’air
Réponse
D. la glace empêche l’eau de dissoudre l’air — La glace coupe le contact entre l’eau et l’air : le dioxygène consommé par les êtres vivants n’est plus remplacé.
Pourquoi une bouteille de soda fermée ne fait-elle pas de bulles ?
- A. le CO₂ est entièrement gelé dans la bouteille
- B. le gaz au-dessus reste comprimé : le CO₂ reste dissous
- C. le soda fermé ne contient pas encore de CO₂
- D. le bouchon absorbe tout le CO₂ dissous
Réponse
B. le gaz au-dessus reste comprimé : le CO₂ reste dissous — Tant que la bouteille est fermée, la pression au-dessus du liquide reste forte : le dioxyde de carbone reste dissous.
Pourquoi un plongeur fait-il des paliers en remontant ?
- A. pour laisser le diazote dissous ressortir lentement
- B. pour respirer plus de dioxygène dissous
- C. pour réchauffer son sang avant la surface
- D. pour laisser l’eau ressortir des poumons
Réponse
A. pour laisser le diazote dissous ressortir lentement — Une baisse de pression trop rapide ferait des bulles de diazote dans le sang ; les paliers le laissent ressortir peu à peu.
L’océan dissout plus d’un quart du CO₂ rejeté par les activités humaines. Quelle conséquence ?
- A. l’eau de mer devient plus salée
- B. l’océan rejette plus de dioxygène
- C. le niveau de la mer baisse
- D. l’eau de mer devient plus acide
Réponse
D. l’eau de mer devient plus acide — Le dioxyde de carbone dissous rend l’eau de mer plus acide, ce qui gêne les coraux et les coquillages.
Le dioxyde de carbone est-il un polluant comme le dioxyde d’azote ?
- A. oui : il irrite les bronches comme NO₂
- B. non : pas toxique dans l’air, il réchauffe le climat
- C. non : il n’a aucun effet sur la Terre
- D. oui : il forme de l’ozone avec le soleil
Réponse
B. non : pas toxique dans l’air, il réchauffe le climat — Aux teneurs de l’air, le CO₂ n’est pas toxique : c’est un gaz à effet de serre. Le NO₂, lui, irrite les bronches.
Moyenne annuelle de NO₂ près d’une avenue : 32 µg/m³ (valeur guide de l’OMS : 10 µg/m³). Que conclure ?
- A. un peu moins que la valeur guide
- B. exactement la valeur guide
- C. plus de trois fois la valeur guide
- D. deux fois moins que la valeur guide
Réponse
C. plus de trois fois la valeur guide — 32 ÷ 10 = 3,2 : plus de trois fois la valeur guide.
Une ville a un indice ATMO « bon » toute l’année. Son air est-il sans polluants ?
- A. non : ils y sont faibles, pas absents
- B. oui : « bon » veut dire aucun polluant
- C. oui : l’indice ne mesure que l’ozone
- D. non : l’indice ne mesure aucun polluant
Réponse
A. non : ils y sont faibles, pas absents — « Bon » signifie des concentrations faibles des cinq polluants suivis, pas nulles.
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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