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1 QCM J Bonne chance!

2 1 ATOMISTIQUE (GALLICE) Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. Dans la molécule d acide fluorhydrique (HF), l OA 1s de l hydrogène est plus proche de l OA 2s du fluor. B. Le phénomène de dégénérescence existe pour les orbitales d et représente le fait que plusieurs états peuvent avoir la même énergie. C. Pour un spin total nul, une molécule est paramagnétique, ce qui signifie que lorsqu elle est placée dans un champ magnétique non-uniforme, la molécule est attirée vers les régions de champ fort. D. L hybridation sp 3 des atomes des carbones de l éthane permet une libre rotation des deux C sur l axe de liaison. E. L hybridation d une OA s et de 3 OA p donne 4 orbitales hybrides sp 3 de géométrie tétraédrique.

3 1 BDE A. Faux : Plus proche de l OA 2p B. Vrai C. Faux : S = 0 à diamagnétique D. Vrai E. Vrai

4 2 ATOMISTIQUE (GALLICE) À propos du diagramme moléculaire du dioxygène O 2 (Z = 8), indiquez la (les) proposition(s) exacte(s) : A. Le spin moléculaire d O 2 étant nul, cette molécule est diamagnétique. B. La molécule d O 2 existe, et son ordre de liaison vaut 1. C. O 2 possède la configuration électronique suivante : 1s 2 2s 2 2p x 2 2p y 2 2p z0. D. Le niveau σ z * est occupé. E. On a 10 électrons qui sont appariés, 8 qui occupent des OM liantes et 4 qui occupent des OM anti-liantes.

5 2 E A. Faux : S = 1 à paramagnétique! B. Faux : OL = 2 (double liaison entre les deux O) C. Faux : Règle de HUND à les électrons se placent d abord un par case avant de s apparier. D. Faux E. Vrai

6 3 ATOMISTIQUE (GALLICE) À propos du complexe métallique [Fe(H 2 O) 6 ] 2+ (Fe : Z = 26), indiquez la (les) proposition(s) exacte(s) : A. Les liaisons entre Fe et entre H 2 O sont des liaisons de coordination où Fe est le donneur de doublet et H 2 O l accepteur. Elles sont au nombre de 6. B. La charge globale du complexe, qui est de +2, permet de calculer le nombre d oxydation de Fe, qui vaut également +2. C. La configuration de l espèce métallique du complexe est la suivante : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 4. D. Si on considère H 2 O comme ligand à champ fort, Fe sera hybridé d 2 sp 3. E. Pour H 2 O ligand à champ faible, le complexe sera paramagnétique.

7 ABDE 3 Ordre de remplissage des couches électroniques A. Vrai B. Vrai C. Faux : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 (4s 0 ) D. Vrai E. Vrai Cas de H 2 O ligand champ fort

8 4 ATOMISTIQUE (GALLICE) Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. La levée de dégénérescence est créée par le champ électrique engendré par les ligands qui entourent l espèce métallique. B. Une hybridation de type sp2 conduit à la formation d une molécule plane avec un angle de 180 entre les liaisons. C. La molécule d O 2 est paramagnétique. D. L orbitale σ conduit à une liaison σ relativement faible. E. Tous les électrons sont pris en compte dans la formation des orbitales moléculaires.

9 4 AC A. Vrai B. Faux : 120! C. Vrai D. Faux : Une liaison σ est forte! E. Faux : Seuls les électrons de valence sont pris en compte. Levée de dégénérescence créée par les ligands

10 5 STRUCTURE DU NOYAU (MÉCANIQUE QUANTIQUE) À propos des constituants de la matière, indiquez la (les) proposition(s) exacte(s) : A. Les particules élémentaires, aussi appelées hadrons, comprennent les leptons et les quarks. B. La matière est formée d atomes et de molécules, eux-mêmes formés de cristaux. C. Les hadrons possèdent une énergie de dissociation de 10 9 ev. D. Les mésons sont formés de 2 quarks. E. Il existe 6 types différents de quarks.

11 5 CDE A. Faux : les particules élémentaires sont les fermions. B. Faux : bien évidemment, la matière est formée de cristaux et de molécules, qui sont eux-mêmes constitués d atomes. C. Vrai D. Vrai E. Vrai

12 6 STRUCTURE DU NOYAU (MÉCANIQUE QUANTIQUE) Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. Le nombre de protons explique l existence des isotopes. B. La probabilité de présence d un électron dans une région de l espace ne peut être liée à la notion de niveau d énergie. C. Quand l électron de l'atome d hydrogène est placé dans un état excité, le retour à l état fondamental s'accompagne de l émission d'un rayonnement sous forme d un photon, dont l énergie h.ν est égale à l énergie perdue par l'atome. D. L hydrogène possède trois isotopes : un stable (protium) et deux radioactifs (deutérium et tritium). E. Les électrons sont maintenus autour du noyau par des forces de liaisons électrochimiques.

13 6 CD A. Faux : C est le nombre de neutrons B. Faux : Les deux sont forcément liées! C. Vrai D. Vrai E. Faux : Électrostatique!

14 7 STRUCTURE DU NOYAU (MÉCANIQUE QUANTIQUE) Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. Un élément chimique est défini par Z, son numéro atomique. B. Un atome ou un ion est diamagnétique s il possède au moins un électron non apparié. C. Les éléments de la première colonne de la classification périodique sont tous des alcalins. D. L électron et le proton possèdent la même masse. E. Il existe une correspondance entre masse et énergie, décrite par la relation E = m.c 2.

15 7 AE A. Vrai B. Faux : Paramagnétique C. Faux : Sauf H D. Faux : La masse de l électron est environ 1800 fois plus faible que celle du proton. E. Vrai

16 8 STRUCTURE DU NOYAU (MÉCANIQUE QUANTIQUE) Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. Les électrons de valence sont les électrons les plus faiblement liés au noyau. B. L électron-volt ou ev est l énergie cinétique d un électron accéléré par un potentiel de 1 volt. C. Les éléments de transition sont des éléments pour lesquels un atome ou un ion possède un sous-couche d en cours de remplissage. D. Le bloc p représente les colonnes 13 à 18. E. L énergie d'un atome est quantifiée : l énergie d'un niveau électronique dépend des deux nombres quantiques n et l.

17 8 ABCDE A. Vrai B. Vrai C. Vrai D. Vrai E. Vrai

18 9 LIAISON ET ÉLECTRONÉGATIVITÉ Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. Un élément qui cède ses électrons est un donneur d électrons, il aura tendance à donner un anion. B. Les éléments du centre de la classification possèdent une électronégativité proche de 2 et auront plutôt tendance à faire de la mise en commun d électrons. C. Les gaz inertes ayant une faible attractivité pour les électrons, leur électronégativité vaut 0,1. D. La phosphine est une molécule comportant une liaison covalente polarisée et pouvant se dissocier en H + PH 2-. E. La liaisons de coordination concernent des éléments incapables, par suite d'un déficit électronique, de participer à la mise en commun d électrons de liaison.

19 9 BE A. Faux : C est un cation! B. Vrai C. Faux : Les gaz inertes, par définition, ne font pas de liaisons chimiques (car aucune attractivité pour les électrons), on ne définit donc pas d électronégativité pour eux. D. Faux : C est une liaison covalente (exemple du cours). E. Vrai

20 10 LIAISON ET ÉLECTRONÉGATIVITÉ Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. La liaison ionique est une liaison faible difficile à rompre sauf en présence d un solvant ionisant. B. Une réaction chimique correspond à une cassure de liaisons et à la formation d autres liaisons. C. Tous les atomes d un corps métallique sont exclusivement des donneurs. D. Les atomes au bas de la classification sont des atomes lourds. Ils possèdent de nombreux électrons internes, qui créent un fort effet d écran. E. La formation de la molécule de NH 4 + résulte d une liaison dative entre entre le doublet de l azote et un proton, liaison qui est différente par de nombreux aspects des trois liaisons covalentes déjà existantes de l azote.

21 10 BCD A. Faux : C est une liaison forte! B. Vrai C. Vrai D. Vrai E. Faux : Les liaisons sont identiques. Seul leur «procédé de création» est différent.

22 11 LIAISON ET ÉLECTRONÉGATIVITÉ Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. Les éléments de la colonne 18 sont des éléments inertes, qui ont leur couche de valence (s, p ou d) totalement saturée. B. Dans les métaux, on a une simple délocalisation des électrons sur l ensemble des atomes du matériau. C. Une liaison chimique peut résulter de la liaison entre un métal et un nonmétal. D. Une liaison ionique peut résulter de la liaison entre deux non-métaux. E. L alliage métallique est une liaison chimique.

23 11 BCD A. Faux : Leur couche de valence s ou p SEULEMENT. d à éléments de transition! B. Vrai C. Vrai D. Vrai E. Faux : L alliage métallique est une simple délocalisation d électrons.

24 12 LIAISON ET ÉLECTRONÉGATIVITÉ Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. Les électrons célibataires conduisent aux radicaux libres, qui sont des espèces instables et très réactives. B. Les éléments de la gauche de la classification ont une faible affinité pour les électrons, ils auront donc tendance à donner des cations. C. Le francium est l élément possédant l électronégativité la plus faible, et elle vaut 0. D. Les métaux possèdent une valeur Χ inférieure à 2, ils se trouvent donc au-dessus de la ligne d iso-électronégativité moyenne. E. L électronégativité augmente de haut en bas et de gauche à droite.

25 12 AB A. Vrai B. Vrai C. Faux : La valeur de 0 n existe pas pour l électronégativité! Celle du francium vaut 0,7. D. Faux : Ils se trouvent en-dessous. E. Faux : Elle augmente de bas en haut.

26 13 THERMODYNAMIQUE GÉNÉRALE Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. Pour CARNOT, la chaleur est un fluide qu il a appelé le calorique. B. L énergie libre A est l énergie utilisable du système à pression constante. C. Au zéro absolu, l ordre est parfait car l entropie de tous les corps est nulle. D. À T et V constants, une évolution sera spontanée si et seulement si ΔA syst < 0. E. Un système isolé n échange pas de matière avec le milieu extérieur mais échange de l énergie.

27 13 ACD A. Vrai B. Faux : À volume constant. C. Vrai D. Vrai E. Faux : C est la définition d un système fermé!

28 14 THERMODYNAMIQUE GÉNÉRALE Soit la réaction suivante réalisée à la température T = 100 K : CH 4 (g) + H 2 O (g) CO (g) + 3H 2 (g) et dont l enthalpie et l entropie, qu on admet indépendantes de la température, sont respectivement : ΔH = 10 5 J.mol -1 et ΔS = 100 J.K -1.mol -1. Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. L enthalpie libre de réaction est ΔG = 10 J.mol -1. B. L enthalpie libre de réaction est ΔG = + 10 J.mol -1. C. La réaction est spontanée et thermodynamiquement possible. D. La transformation est endothermique. E. Lors de cette réaction, l entropie augmente. Exercice d annales

29 14 DE A. Faux : On sait que ΔU = ΔH PΔV donc ΔH = ΔU + PΔ On remplace dans ΔG = U TΔS + PΔV ce qui donne ΔG = ΔH T.ΔS à ΔG = = J.mol -1 B. Faux C. Faux : La réaction est thermodynamiquement impossible car ΔG > 0. Il faut lui apporter de l énergie pour qu elle se fasse. D. Vrai : ΔH > 0 E. Vrai : ΔS > 0

30 15 THERMODYNAMIQUE DES SOLUTIONS Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. Pour solubiliser le benzène, on greffe dessus des groupements polaires tels que OH pour donner un phénol, ce qui favorise leur dissolution. B. Dans un mélange liquide-gaz, la dissolution du gaz est régie par la loi de HENRY. C. L enthalpie libre d une solution gazeuse est fonction de son activité ou de sa concentration. D. Dans un mélange liquide-solide, le phénomène de saturation dépend de la solubilité du solide et de la température. E. La constante de HENRY, qui est spécifique du gaz, est proportionnelle à la température.

31 15 ABCD A. Vrai B. Vrai C. Vrai D. Vrai E. Faux : k et T sont inversement proportionnelles.

32 16 THERMODYNAMIQUE DES SOLUTIONS Parmi les propositions suivantes, indiquez celle(s) qui est (sont) exacte(s) : A. Un cristal de NaCl se disloque dans l eau à température ambiante. B. Il est très difficile d obtenir de l alcool pur à 100 % car les molécules d alcool présentant un moment dipolaire faible, elles forment facilement des liaisons hydrogènes avec l eau et donc leur miscibilité est parfaite. C. La chaleur de dissolution est la quantité de chaleur fournie ou à fournir pour dissoudre une mole de soluté. D. Dans un mélange liquide-solide, une dissolution endothermique correspond à un échauffement de la solution. E. Dans un mélange liquide-solide, une dissolution endothermique correspond à un refroidissement de la solution.

33 16 ACE A. Vrai B. Faux : Leur moment dipolaire est intense! C. Vrai D. Faux E. Vrai

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