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Masse volumique et matière : raisonner

QCM · 18 questions Difficile · Physique-chimie · Publié le

Chapitre : Masse volumique, molécules et atomes (4e) ›

Programme de référence : Programme d'enseignement de physique-chimie du cycle 4 (BO n° 31 du 30 juillet 2020)

Le chapitre « Masse volumique, molécules et atomes » de 4e relie des notions souvent confondues : masse et volume, changements d'état et transformations chimiques, molécules et atomes. Ce quiz ne demande pas seulement de réciter des définitions. Chaque question présente une situation à analyser : une barre chauffée, un élève qui se trompe, un liquide pesé dans une éprouvette, une combustion dont on suit les atomes. Quatre réponses sont proposées, une seule est juste. Les corrections expliquent le raisonnement attendu et rappellent le point du cours à retenir.

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Masse volumique et matière : raisonner

Une seule bonne réponse par question. La correction et l’explication s’affichent aussitôt.

18 questions

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  1. Question 1 / 18

    Pour déterminer la masse volumique d'un liquide, un élève pèse une éprouvette vide, puis la même éprouvette après y avoir versé du liquide. Quelle grandeur doit-il encore mesurer pour conclure ?

    Signaler une erreur dans cette question

Astuce : touches 1–4 ou A–D pour répondre.

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Masse volumique et matière : raisonner

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Comment jouer

  • Quatre propositions, une seule bonne réponse.
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  • Touches 1 à 4 ou A à D au clavier. Affichage « Une par une » ou « Toutes ».
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Réponses et explications

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  1. Pour déterminer la masse volumique d'un liquide, un élève pèse une éprouvette vide, puis la même éprouvette après y avoir versé du liquide. Quelle grandeur doit-il encore mesurer pour conclure ?

    Réponse C : Le volume de liquide versé, lu sur l'éprouvette graduée

    La masse volumique se calcule en divisant la masse par le volume : la masse se déduit des deux pesées, il reste à lire le volume versé sur l'éprouvette graduée.

  2. Un élève affirme : « Une barre de métal, chauffée, est devenue plus lourde, car elle s'est dilatée. » Quelle est son erreur ?

    Réponse C : Il confond le volume et la masse : la dilatation augmente le volume sans changer la masse

    La dilatation fait grossir la barre, mais sa masse ne change pas : la plupart des corps se dilatent ainsi quand on les chauffe.

  3. Un élève affirme que le dioxygène est un atome d'oxygène, puisqu'il ne contient que de l'oxygène. Quelle est son erreur ?

    Réponse B : Il confond atome et molécule : le dioxygène est formé de deux atomes d'oxygène liés entre eux

    Une molécule est un assemblage d'atomes liés entre eux : le dioxygène (O₂) en compte deux. Un atome isolé d'oxygène est tout autre chose.

  4. Un élève affirme : « Lorsque le carbone brûle complètement dans le dioxygène, le carbone disparaît sans laisser de trace. » Quelle réponse corrige le mieux son erreur ?

    Réponse A : Les atomes de carbone se retrouvent dans le dioxyde de carbone formé : ils sont réorganisés, pas supprimés

    Lors d'une transformation chimique, les atomes se réorganisent en nouvelles molécules : ceux du carbone sont dans le dioxyde de carbone (CO₂) formé.

  5. Une éprouvette de 250 mL contient un liquide de masse 200 g. Quelle serait la masse d'un échantillon de ce même liquide occupant 0,5 L ?

    Réponse B : 400 g

    La masse volumique vaut 200 g / 250 mL = 0,8 g/mL. Comme 0,5 L = 500 mL, la masse cherchée est 0,8 × 500 = 400 g.

  6. Un élève affirme : « La fusion et la solidification sont le même changement d'état. » Quelle affirmation corrige cette erreur ?

    Réponse D : Ces deux changements sont inverses : la fusion mène du solide au liquide, la solidification du liquide au solide

    La fusion conduit du solide au liquide, et la solidification fait le chemin inverse : ce sont deux changements d'état opposés.

  7. Un élève affirme : « Un corps chauffé a forcément une masse volumique plus faible. » Quelle est la remarque la plus juste ?

    Réponse C : Il généralise une tendance : la masse volumique diminue en général quand on chauffe, mais pas toujours

    La masse volumique diminue en général quand la température augmente, mais ce n'est pas une règle universelle : il faut parler de tendance, pas de certitude.

  8. Un élève écrit C₂O pour désigner la molécule de dioxyde de carbone. Quelle est son erreur ?

    Réponse C : Il a compté deux atomes de carbone et un seul d'oxygène, au lieu d'un carbone et de deux oxygènes

    La molécule de dioxyde de carbone est formée d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène : sa formule correcte est CO₂.

  9. Un élève affirme : « Un ion se forme quand un atome gagne des protons. » Quelle est son erreur ?

    Réponse D : Il confond protons et électrons : un ion est un atome, ou un groupe d'atomes, qui a gagné ou perdu des électrons

    Un ion est un atome, ou un groupe d'atomes, qui a gagné ou perdu des électrons et qui porte une charge électrique : les protons du noyau ne changent pas.

  10. Le méthane brûle complètement dans le dioxygène. Où se retrouvent les atomes d'hydrogène qu'il contenait ?

    Réponse A : Dans l'eau formée

    La combustion complète du méthane donne du dioxyde de carbone et de l'eau. L'hydrogène se retrouve dans l'eau : le CO₂ ne contient que du carbone et de l'oxygène.

  11. À la pression atmosphérique normale, de l'eau pure est à 50 °C. Dans quel état se trouve-t-elle ?

    Réponse A : Liquide : elle a dépassé la fusion à 0 °C sans atteindre l'ébullition à 100 °C

    Sous la pression atmosphérique normale, la glace fond à 0 °C et l'eau bout à 100 °C : entre ces deux températures, l'eau pure est liquide.

  12. Un atome a un diamètre d'environ 0,1 nanomètre (10⁻¹⁰ m). Combien d'atomes faudrait-il aligner bout à bout pour former une longueur d'un millimètre (10⁻³ m) ?

    Réponse D : Environ 10 millions

    1 mm vaut 10⁻³ m et un atome mesure 10⁻¹⁰ m : il en faut 10⁷, soit 10 millions, alignés pour former 1 mm.

  13. Dans le modèle moléculaire utilisé au collège, lors de la fusion d'un solide, comment évolue le mouvement des molécules ?

    Réponse A : Elles passent d'une vibration autour de positions fixes à un glissement possible les unes par rapport aux autres

    Dans un solide, les molécules vibrent autour de positions fixes ; dans un liquide, elles restent proches mais peuvent glisser. La fusion correspond à ce passage.

  14. Le diazote est le principal gaz de l'air et sa formule est N₂. Que signifie cette formule ?

    Réponse B : Une molécule formée de deux atomes d'azote liés entre eux

    Une molécule de diazote est formée de deux atomes d'azote : le chiffre en indice indique combien d'atomes de cet élément la molécule contient.

  15. Un liquide a une masse de 60 g pour un volume de 30 mL. Comment sa masse volumique se compare-t-elle à celle de l'eau ?

    Réponse B : Elle est le double de celle de l'eau

    La masse volumique vaut 60 g / 30 mL = 2 g/mL. L'eau vaut 1 g/mL : ce liquide est donc deux fois plus lourd par unité de volume.

  16. Parmi ces situations, laquelle est une transformation chimique ?

    Réponse C : La combustion complète du méthane dans le dioxygène

    Une transformation chimique forme de nouvelles espèces, comme ici le dioxyde de carbone et l'eau. La fusion et la liquéfaction, elles, ne changent pas la nature des molécules.

  17. Un objet a une masse de 450 g et occupe un volume de 500 mL. Flotte-t-il sur l'eau ?

    Réponse C : Oui, car sa masse volumique vaut 0,9 g/mL, inférieure à celle de l'eau

    La masse volumique vaut 450 g / 500 mL = 0,9 g/mL. Inférieure à celle de l'eau (1 g/mL), elle permet à l'objet de flotter.

  18. Un élève hésite entre plusieurs symboles pour l'élément cuivre. Lequel est le bon ?

    Réponse C : Cu

    L'élément cuivre a pour symbole Cu. Attention aux confusions : C est celui du carbone et Fe celui du fer.

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Masse volumique et matière : raisonner

QCM · 18 questions · niveau difficile

Nom : Date :

Une seule bonne réponse par question. Entourez la lettre de votre choix.

Questions

  1. 1

    Pour déterminer la masse volumique d'un liquide, un élève pèse une éprouvette vide, puis la même éprouvette après y avoir versé du liquide. Quelle grandeur doit-il encore mesurer pour conclure ?

    • ALe nombre d'atomes contenus dans le liquide
    • BLa température de la pièce, qui doit être connue avant tout calcul
    • CLe volume de liquide versé, lu sur l'éprouvette graduée
    • DLa masse volumique de l'eau, qu'il faut mesurer à part
  2. 2

    Un élève affirme : « Une barre de métal, chauffée, est devenue plus lourde, car elle s'est dilatée. » Quelle est son erreur ?

    • AIl a raison : une barre chauffée gagne de la matière
    • BIl confond la masse avec la masse volumique de la barre
    • CIl confond le volume et la masse : la dilatation augmente le volume sans changer la masse
    • DIl oublie que la dilatation ne concerne que les liquides
  3. 3

    Un élève affirme que le dioxygène est un atome d'oxygène, puisqu'il ne contient que de l'oxygène. Quelle est son erreur ?

    • AIl confond un ion et un atome : le dioxygène porte une charge électrique
    • BIl confond atome et molécule : le dioxygène est formé de deux atomes d'oxygène liés entre eux
    • CIl confond oxygène et électrons : le dioxygène ne contient que des électrons
    • DIl oublie que l'oxygène n'existe jamais sous forme de gaz
  4. 4

    Un élève affirme : « Lorsque le carbone brûle complètement dans le dioxygène, le carbone disparaît sans laisser de trace. » Quelle réponse corrige le mieux son erreur ?

    • ALes atomes de carbone se retrouvent dans le dioxyde de carbone formé : ils sont réorganisés, pas supprimés
    • BLe carbone se transforme en électrons, qui s'échappent sous forme de gaz
    • CLe carbone se mélange au dioxygène sans réagir, et devient invisible
    • DLe carbone est converti en oxygène, qui reste dans le gaz
  5. 5

    Une éprouvette de 250 mL contient un liquide de masse 200 g. Quelle serait la masse d'un échantillon de ce même liquide occupant 0,5 L ?

    • A250 g
    • B400 g
    • C625 g
    • D320 g
  6. 6

    Un élève affirme : « La fusion et la solidification sont le même changement d'état. » Quelle affirmation corrige cette erreur ?

    • AElles se confondent : ce sont deux manières de dire le passage du solide au liquide
    • BLa solidification fait passer du gaz au liquide, comme la liquéfaction
    • CLa fusion ne concerne que les métaux, et la solidification que l'eau
    • DCes deux changements sont inverses : la fusion mène du solide au liquide, la solidification du liquide au solide
  7. 7

    Un élève affirme : « Un corps chauffé a forcément une masse volumique plus faible. » Quelle est la remarque la plus juste ?

    • AIl a raison : la masse volumique augmente avec le volume du corps
    • BIl se trompe : la masse volumique augmente toujours quand un corps est chauffé
    • CIl généralise une tendance : la masse volumique diminue en général quand on chauffe, mais pas toujours
    • DIl se trompe : un corps chauffé ne change jamais de volume
  8. 8

    Un élève écrit C₂O pour désigner la molécule de dioxyde de carbone. Quelle est son erreur ?

    • AIl a inversé les symboles : le carbone a pour symbole O
    • BIl aurait dû écrire le symbole du diazote, N, à la place du carbone
    • CIl a compté deux atomes de carbone et un seul d'oxygène, au lieu d'un carbone et de deux oxygènes
    • DUne molécule ne peut pas être notée avec des symboles chimiques
  9. 9

    Un élève affirme : « Un ion se forme quand un atome gagne des protons. » Quelle est son erreur ?

    • AIl a raison : gagner des protons rend un atome chargé
    • BIl confond ion et molécule : une molécule gagne des protons, pas un ion
    • CIl oublie qu'un ion ne porte jamais de charge électrique
    • DIl confond protons et électrons : un ion est un atome, ou un groupe d'atomes, qui a gagné ou perdu des électrons
  10. 10

    Le méthane brûle complètement dans le dioxygène. Où se retrouvent les atomes d'hydrogène qu'il contenait ?

    • ADans l'eau formée
    • BIls disparaissent, car le méthane est détruit
    • CDans le dioxyde de carbone formé
    • DIls restent dans le dioxygène qui n'a pas réagi
  11. 11

    À la pression atmosphérique normale, de l'eau pure est à 50 °C. Dans quel état se trouve-t-elle ?

    • ALiquide : elle a dépassé la fusion à 0 °C sans atteindre l'ébullition à 100 °C
    • BGazeux, car 50 °C est plus de la moitié de 100 °C
    • CSolide, car elle reste proche de la glace
    • DSolide et liquide à la fois, comme un mélange
  12. 12

    Un atome a un diamètre d'environ 0,1 nanomètre (10⁻¹⁰ m). Combien d'atomes faudrait-il aligner bout à bout pour former une longueur d'un millimètre (10⁻³ m) ?

    • AEnviron 10 000
    • BEnviron 1 000 000
    • CEnviron 100 millions
    • DEnviron 10 millions
  13. 13

    Dans le modèle moléculaire utilisé au collège, lors de la fusion d'un solide, comment évolue le mouvement des molécules ?

    • AElles passent d'une vibration autour de positions fixes à un glissement possible les unes par rapport aux autres
    • BElles s'éloignent beaucoup les unes des autres, comme dans un gaz
    • CElles deviennent immobiles, bloquées dans des positions fixes
    • DElles se séparent en atomes isolés
  14. 14

    Le diazote est le principal gaz de l'air et sa formule est N₂. Que signifie cette formule ?

    • AUn atome d'azote portant deux charges électriques
    • BUne molécule formée de deux atomes d'azote liés entre eux
    • CDeux molécules d'azote séparées
    • DUn atome d'azote et deux électrons
  15. 15

    Un liquide a une masse de 60 g pour un volume de 30 mL. Comment sa masse volumique se compare-t-elle à celle de l'eau ?

    • AElle est la moitié de celle de l'eau
    • BElle est le double de celle de l'eau
    • CElle est égale à celle de l'eau
    • DElle est dix fois celle de l'eau
  16. 16

    Parmi ces situations, laquelle est une transformation chimique ?

    • ALa fusion d'un glaçon dans un verre d'eau
    • BLa liquéfaction de la vapeur d'eau sur une vitre froide
    • CLa combustion complète du méthane dans le dioxygène
    • DLa dilatation d'une barre de métal chauffée
  17. 17

    Un objet a une masse de 450 g et occupe un volume de 500 mL. Flotte-t-il sur l'eau ?

    • ANon, car sa masse, 450 g, est supérieure à son volume, 500 mL
    • BOui, car sa masse est inférieure à 1 kg
    • COui, car sa masse volumique vaut 0,9 g/mL, inférieure à celle de l'eau
    • DNon, car un objet de 500 mL coule toujours
  18. 18

    Un élève hésite entre plusieurs symboles pour l'élément cuivre. Lequel est le bon ?

    • ACo
    • BC
    • CCu
    • DFe

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Corrigé et explications

Masse volumique et matière : raisonner

La bonne réponse de chaque question, avec son explication.

  1. 1

    C · Le volume de liquide versé, lu sur l'éprouvette graduée

    La masse volumique se calcule en divisant la masse par le volume : la masse se déduit des deux pesées, il reste à lire le volume versé sur l'éprouvette graduée.

  2. 2

    C · Il confond le volume et la masse : la dilatation augmente le volume sans changer la masse

    La dilatation fait grossir la barre, mais sa masse ne change pas : la plupart des corps se dilatent ainsi quand on les chauffe.

  3. 3

    B · Il confond atome et molécule : le dioxygène est formé de deux atomes d'oxygène liés entre eux

    Une molécule est un assemblage d'atomes liés entre eux : le dioxygène (O₂) en compte deux. Un atome isolé d'oxygène est tout autre chose.

  4. 4

    A · Les atomes de carbone se retrouvent dans le dioxyde de carbone formé : ils sont réorganisés, pas supprimés

    Lors d'une transformation chimique, les atomes se réorganisent en nouvelles molécules : ceux du carbone sont dans le dioxyde de carbone (CO₂) formé.

  5. 5

    B · 400 g

    La masse volumique vaut 200 g / 250 mL = 0,8 g/mL. Comme 0,5 L = 500 mL, la masse cherchée est 0,8 × 500 = 400 g.

  6. 6

    D · Ces deux changements sont inverses : la fusion mène du solide au liquide, la solidification du liquide au solide

    La fusion conduit du solide au liquide, et la solidification fait le chemin inverse : ce sont deux changements d'état opposés.

  7. 7

    C · Il généralise une tendance : la masse volumique diminue en général quand on chauffe, mais pas toujours

    La masse volumique diminue en général quand la température augmente, mais ce n'est pas une règle universelle : il faut parler de tendance, pas de certitude.

  8. 8

    C · Il a compté deux atomes de carbone et un seul d'oxygène, au lieu d'un carbone et de deux oxygènes

    La molécule de dioxyde de carbone est formée d'un atome de carbone et de deux atomes d'oxygène : sa formule correcte est CO₂.

  9. 9

    D · Il confond protons et électrons : un ion est un atome, ou un groupe d'atomes, qui a gagné ou perdu des électrons

    Un ion est un atome, ou un groupe d'atomes, qui a gagné ou perdu des électrons et qui porte une charge électrique : les protons du noyau ne changent pas.

  10. 10

    A · Dans l'eau formée

    La combustion complète du méthane donne du dioxyde de carbone et de l'eau. L'hydrogène se retrouve dans l'eau : le CO₂ ne contient que du carbone et de l'oxygène.

  11. 11

    A · Liquide : elle a dépassé la fusion à 0 °C sans atteindre l'ébullition à 100 °C

    Sous la pression atmosphérique normale, la glace fond à 0 °C et l'eau bout à 100 °C : entre ces deux températures, l'eau pure est liquide.

  12. 12

    D · Environ 10 millions

    1 mm vaut 10⁻³ m et un atome mesure 10⁻¹⁰ m : il en faut 10⁷, soit 10 millions, alignés pour former 1 mm.

  13. 13

    A · Elles passent d'une vibration autour de positions fixes à un glissement possible les unes par rapport aux autres

    Dans un solide, les molécules vibrent autour de positions fixes ; dans un liquide, elles restent proches mais peuvent glisser. La fusion correspond à ce passage.

  14. 14

    B · Une molécule formée de deux atomes d'azote liés entre eux

    Une molécule de diazote est formée de deux atomes d'azote : le chiffre en indice indique combien d'atomes de cet élément la molécule contient.

  15. 15

    B · Elle est le double de celle de l'eau

    La masse volumique vaut 60 g / 30 mL = 2 g/mL. L'eau vaut 1 g/mL : ce liquide est donc deux fois plus lourd par unité de volume.

  16. 16

    C · La combustion complète du méthane dans le dioxygène

    Une transformation chimique forme de nouvelles espèces, comme ici le dioxyde de carbone et l'eau. La fusion et la liquéfaction, elles, ne changent pas la nature des molécules.

  17. 17

    C · Oui, car sa masse volumique vaut 0,9 g/mL, inférieure à celle de l'eau

    La masse volumique vaut 450 g / 500 mL = 0,9 g/mL. Inférieure à celle de l'eau (1 g/mL), elle permet à l'objet de flotter.

  18. 18

    C · Cu

    L'élément cuivre a pour symbole Cu. Attention aux confusions : C est celui du carbone et Fe celui du fer.

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