Ressources · 4ᵉ · Chimie
Conservation de la masse : les atomes se conservent
Peser avant et après une transformation chimique ; la loi de conservation de la masse et Lavoisier ; l’explication par la conservation des atomes ; système fermé ou ouvert, les masses qui semblent disparaître ou apparaître ; calculer une masse manquante.
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
Quelle égalité traduit la loi de conservation de la masse ?
- A. m(réactifs introduits) = m(produits formés)
- B. V(réactifs consommés) = V(produits formés)
- C. m(réactifs consommés) = m(produits formés)
- D. m(réactifs consommés) = m(réactifs restants)
Réponse
C. m(réactifs consommés) = m(produits formés) — On compare la masse des réactifs qui ont réagi à celle des produits formés ; un réactif qui reste n’a pas réagi, et les volumes ne se conservent pas.
Au cours d’une transformation chimique, qu’est-ce qui se conserve ?
- A. Les atomes
- B. Les molécules
- C. Le volume total
- D. Les réactifs
Réponse
A. Les atomes — Les atomes se regroupent autrement, sans être créés ni détruits ; les molécules et les espèces changent.
Un système fermé est un système qui…
- A. ne reçoit jamais de chaleur de l’extérieur
- B. ne contient qu’un seul réactif au départ
- C. reste toujours posé sur une balance
- D. n’échange pas de matière avec l’extérieur
Réponse
D. n’échange pas de matière avec l’extérieur — Rien n’entre, rien ne sort : ni gaz, ni liquide, ni solide.
Le carbone brûle dans le dioxygène et forme du dioxyde de carbone. Quels atomes trouve-t-on après la transformation ?
- A. Seulement des atomes de carbone
- B. Des atomes de carbone et d’oxygène
- C. Des atomes de carbone, d’oxygène et d’azote
- D. Aucun : ils ont été détruits
Réponse
B. Des atomes de carbone et d’oxygène — Les atomes se conservent : les atomes de carbone et d’oxygène du départ se retrouvent dans le dioxyde de carbone, et aucune autre sorte n’apparaît.
Un fil de cuivre chauffé dans un flacon bouché rempli de dioxygène se couvre d’oxyde noir. La masse affichée…
- A. augmente : le cuivre fixe du dioxygène
- B. diminue : le cuivre brûle et disparaît
- C. ne change pas : rien n’entre ni ne sort
- D. augmente : la chaleur ajoute de la masse
Réponse
C. ne change pas : rien n’entre ni ne sort — Le dioxygène fixé par le cuivre était déjà dans le flacon fermé, donc déjà pesé : la masse affichée ne change pas.
Une bougie brûle sur une balance : la masse affichée diminue. Pourquoi ?
- A. Les gaz formés partent dans l’air
- B. La matière de la cire est détruite
- C. La flamme soulève un peu le plateau
- D. La cire fond et perd de sa masse
Réponse
A. Les gaz formés partent dans l’air — Le dioxyde de carbone et la vapeur d’eau formés quittent le système pesé : la matière n’est pas détruite.
Dans l’écriture S + O₂ → SO₂, combien y a-t-il d’atomes d’oxygène après la flèche ?
- A. 1
- B. 3
- C. 4
- D. 2
Réponse
D. 2 — SO₂ contient 2 atomes d’oxygène, autant que O₂ avant la flèche.
« Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme » résume l’idée de…
- A. Newton
- B. Pasteur
- C. Lavoisier
- D. Mendeleïev
Réponse
C. Lavoisier — Lavoisier a établi la conservation de la masse à la fin du XVIIIᵉ siècle ; il n’a pas écrit cette phrase telle quelle.
À l’air libre, une transformation forme un gaz à partir d’un solide. Quelle grandeur change beaucoup, alors que la masse se conserve ?
- A. Le nombre total d’atomes
- B. Le volume occupé par la matière
- C. La masse de chacun des atomes présents
- D. Le nombre de sortes d’atomes
Réponse
B. Le volume occupé par la matière — Le gaz formé prend beaucoup plus de place que le solide de départ : le volume change. Les atomes, eux, sont les mêmes et en même nombre : la masse se conserve.
Pour vérifier la loi de conservation de la masse à la balance, on travaille…
- A. dans un bécher ouvert à l’air
- B. avec un seul réactif à la fois
- C. dans une pièce bien chauffée
- D. dans un récipient fermé
Réponse
D. dans un récipient fermé — Fermé : aucun gaz ne peut entrer ni sortir pendant la transformation.
3,2 g de réactifs donnent 1,9 g d’un solide et un gaz. Le gaz pèse…
- A. 5,1 g
- B. 1,3 g
- C. 1,9 g
- D. 3,2 g
Réponse
B. 1,3 g — Gaz = réactifs consommés − solide : 3,2 − 1,9 = 1,3 g.
Quand on parle du système pesé sur la balance, de quoi s’agit-il ?
- A. Du récipient et de tout son contenu
- B. Des seuls réactifs, sans le récipient
- C. Des seuls produits formés à la fin
- D. Du récipient vide, sans son contenu
Réponse
A. Du récipient et de tout son contenu — Le système est ce que l’on étudie et que l’on pose sur la balance : le récipient et tout ce qu’il contient.
Niveau moyen ★★ — 12 questions
Pourquoi la conservation des atomes explique-t-elle celle de la masse ?
- A. Les molécules gardent toutes leur forme et leur nombre
- B. Chaque atome garde sa masse, aucun n’est créé ni détruit
- C. Le volume total des gaz reste toujours le même
- D. Les atomes ne pèsent rien, seules les molécules pèsent
Réponse
B. Chaque atome garde sa masse, aucun n’est créé ni détruit — Mêmes atomes, en même nombre : la somme de leurs masses ne change pas, même si les molécules changent.
2,4 g de carbone brûlent et forment 8,8 g de dioxyde de carbone. Masse de dioxygène consommée ?
- A. 6,4 g
- B. 11,2 g
- C. 8,8 g
- D. 4,4 g
Réponse
A. 6,4 g — Dioxygène = produit − carbone : 8,8 − 2,4 = 6,4 g.
750 mg et 1,3 g de réactifs, entièrement consommés, donnent un seul produit. Sa masse est…
- A. 751,3 g
- B. 2,8 g
- C. 2,05 g
- D. 8,8 g
Réponse
C. 2,05 g — On convertit : 750 mg = 0,75 g ; puis 0,75 + 1,3 = 2,05 g.
Dans l’écriture 2 Mg + O₂ → 2 MgO, combien y a-t-il d’atomes en tout après la flèche ?
- A. 2
- B. 3
- C. 6
- D. 4
Réponse
D. 4 — Deux molécules de MgO de 2 atomes : 2 × 2 = 4 atomes, comme avant (2 Mg + 2 O).
Dans l’écriture N₂ + 2 O₂ → 2 NO₂, combien y a-t-il d’atomes d’oxygène avant la flèche ?
- A. 2
- B. 4
- C. 6
- D. 8
Réponse
B. 4 — 2 molécules de O₂ : 2 × 2 = 4 atomes d’oxygène. Après : 2 × 2 = 4 aussi.
Dans un bécher ouvert, de l’eau oxygénée mousse au contact d’un peu de levure : du dioxygène se forme. La masse affichée…
- A. diminue : le dioxygène formé s’échappe
- B. augmente : le dioxygène de l’air est fixé
- C. ne change pas : le bécher reste sur la balance
- D. diminue : l’eau formée est détruite
Réponse
A. diminue : le dioxygène formé s’échappe — Le dioxygène produit quitte le bécher ouvert : il n’est plus pesé.
Un bécher de vinaigre et du bicarbonate pèsent ensemble 230,85 g avant de réagir, 229,97 g après, à l’air libre. Masse du gaz parti ?
- A. 0,98 g
- B. 1,12 g
- C. 460,82 g
- D. 0,88 g
Réponse
D. 0,88 g — 230,85 − 229,97 = 0,88 g de dioxyde de carbone ont quitté le bécher.
0,8 kg de réactifs donnent 530 g d’un solide et un gaz. Le gaz pèse…
- A. 529,2 g
- B. 1 330 g
- C. 270 g
- D. 0,27 g
Réponse
C. 270 g — 0,8 kg = 800 g ; gaz : 800 − 530 = 270 g.
Dans un flacon fermé contenant 0,90 g de dioxygène, 0,54 g d’aluminium brûlent entièrement et forment 1,02 g d’alumine. Que reste-t-il ?
- A. 0,48 g de dioxygène
- B. 0,42 g de dioxygène
- C. 0,36 g d’aluminium
- D. Rien du tout
Réponse
B. 0,42 g de dioxygène — Dioxygène consommé : 1,02 − 0,54 = 0,48 g ; il en reste 0,90 − 0,48 = 0,42 g.
Dans l’écriture C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O, combien y a-t-il d’atomes d’oxygène avant la flèche ?
- A. 5
- B. 12
- C. 10
- D. 7
Réponse
C. 10 — 5 × 2 = 10 atomes d’oxygène ; après : 3 × 2 + 4 × 1 = 10.
Laquelle de ces écritures ne respecte pas la conservation des atomes ?
- A. Zn + O₂ → ZnO
- B. Fe + S → FeS
- C. 2 Cu + O₂ → 2 CuO
- D. Mg + Cl₂ → MgCl₂
Réponse
A. Zn + O₂ → ZnO — Dans Zn + O₂ → ZnO, il y a 2 atomes O avant, mais 1 seul après : un atome d’oxygène disparaîtrait.
Un bécher ouvert pèse 80,0 g avant et 80,0 g après une transformation chimique. Que peut-on en conclure ?
- A. Ce n’était pas une transformation chimique
- B. La loi de conservation est fausse ici
- C. Tous les atomes ont été remplacés
- D. Le bilan des entrées et sorties est nul
Réponse
D. Le bilan des entrées et sorties est nul — À l’air libre, la masse affichée ne change que si, au total, de la matière entre ou sort ; ici le bilan est nul (aucun gaz échangé, ou autant de gaz entré que sorti).
Niveau difficile ★★★ — 12 questions
« Dans un flacon fermé, la masse totale ne change pas, donc la masse de chaque espèce chimique ne change pas non plus. » Cette phrase est…
- A. Fausse : les réactifs diminuent, les produits augmentent
- B. Juste : rien n’entre ni ne sort, donc rien ne change
- C. Juste : c’est ce qu’énonce la loi de conservation
- D. Fausse : en flacon fermé, la masse totale diminue un peu
Réponse
A. Fausse : les réactifs diminuent, les produits augmentent — Seule la masse totale se conserve : la masse des réactifs diminue pendant que celle des produits augmente d’autant.
Pourquoi ne peut-on pas vérifier la loi avec une flamme de briquet posée sur une balance, à l’air libre ?
- A. La flamme est trop chaude pour la balance
- B. Le gaz du briquet n’a aucune masse
- C. La loi ne vaut pas pour les combustions
- D. Des gaz partent et du dioxygène arrive de l’air
Réponse
D. Des gaz partent et du dioxygène arrive de l’air — Le système est ouvert : les produits gazeux s’échappent et le dioxygène consommé vient de l’extérieur.
2,28 g d’octane, un constituant de l’essence, brûlent et forment 7,04 g de dioxyde de carbone et 3,24 g d’eau. Masse de dioxygène consommée ?
- A. 10,28 g
- B. 8,00 g
- C. 12,56 g
- D. 4,76 g
Réponse
B. 8,00 g — Produits : 7,04 + 3,24 = 10,28 g ; dioxygène : 10,28 − 2,28 = 8,00 g.
Avant une transformation : 2 molécules NO et 1 molécule O₂. Combien d’atomes d’oxygène compte-t-on après ?
- A. 3
- B. 2
- C. 4
- D. 6
Réponse
C. 4 — Avant : 2 × 1 + 2 = 4 atomes d’oxygène. Les atomes se conservent : 4 après.
Un élève : « 2,0 g de A et 3,0 g de B donnent forcément 5,0 g de produits. » Quand a-t-il raison ?
- A. Toujours, puisque la masse se conserve
- B. Jamais, car des atomes disparaissent
- C. Seulement si l’on travaille à l’air libre
- D. Si A et B sont entièrement consommés
Réponse
D. Si A et B sont entièrement consommés — La loi porte sur les réactifs consommés : s’il reste du A ou du B, les produits pèsent moins de 5,0 g.
À l’air libre, une transformation fixe 0,8 g de dioxygène de l’air et rejette 1,1 g de gaz. La masse affichée…
- A. diminue de 0,3 g
- B. augmente de 0,3 g
- C. diminue de 1,9 g
- D. ne change pas
Réponse
A. diminue de 0,3 g — Entrée : 0,8 g ; sortie : 1,1 g. Il sort plus qu’il n’entre : la masse affichée diminue de 1,1 − 0,8 = 0,3 g.
Un dessin montre 4 molécules avant et 2 après. Un élève dit que la masse a diminué de moitié. Que lui répondre ?
- A. Il a raison : la masse a été divisée par 2
- B. Il faut compter les atomes, pas les molécules
- C. La masse a doublé : les molécules sont plus grosses
- D. Une molécule pèse toujours autant qu’une autre
Réponse
B. Il faut compter les atomes, pas les molécules — Les atomes sont les mêmes avant et après : la masse est la même, même s’il y a moins de molécules.
Une transformation consomme 1,2 kg de A et 300 g de B ; il se forme 0,9 kg de C et un gaz D. Masse de D ?
- A. 600 kg
- B. 1 200 g
- C. 600 g
- D. 300 g
Réponse
C. 600 g — En grammes : 1 200 + 300 = 1 500 g de réactifs ; D = 1 500 − 900 = 600 g.
Au départ : 2 molécules H₂S et 1 molécule O₂. Quel état final est possible ?
- A. 2 S et 1 H₂O
- B. 1 S et 2 H₂O
- C. 2 SO₂ et 2 H₂
- D. 2 S et 2 H₂O
Réponse
D. 2 S et 2 H₂O — Avant : 4 H, 2 S et 2 O. Seul « 2 S et 2 H₂O » garde 2 S, 4 H et 2 O ; les autres font apparaître ou disparaître des atomes.
Dans un flacon fermé contenant de l’air, on brûle un peu de soufre. Quelle phrase est juste ?
- A. La masse reste la même, pas les molécules
- B. La masse diminue, car le soufre disparaît du flacon
- C. La masse augmente, car du dioxyde de soufre apparaît
- D. Les atomes de soufre sont détruits par la flamme
Réponse
A. La masse reste la même, pas les molécules — Le soufre devient du dioxyde de soufre, qui reste dans le flacon : mêmes atomes, même masse.
En 1 774, Lavoisier chauffe de l’étain dans un récipient fermé contenant de l’air. Que constate-t-il ?
- A. La masse de l’ensemble augmente
- B. La masse de l’ensemble ne change pas
- C. La masse de l’ensemble diminue
- D. L’étain disparaît sans rien laisser
Réponse
B. La masse de l’ensemble ne change pas — Une partie de l’étain se transforme, mais le récipient est fermé : la masse totale reste la même ; l’étain gagne la masse perdue par l’air enfermé.
Comment la balance permet-elle de connaître la masse d’un gaz invisible formé à l’air libre ?
- A. Le gaz invisible n’a aucune masse
- B. La balance mesure le volume du gaz
- C. La masse perdue est celle du gaz parti
- D. Il faut d’abord rendre le gaz visible
Réponse
C. La masse perdue est celle du gaz parti — Rien ne disparaît : si la masse affichée baisse, la différence est exactement la masse du gaz sorti du système.
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