QCM : Composition chimique d’un système — 18 questions

Question 1

1. Que représente le nombre d’Avogadro $N_A = 6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$ ?

La masse exprimée en grammes correspondant à une mole

Le nombre d’entités microscopiques contenues dans une mole

La masse molaire exprimée en grammes par mole

Le volume occupé par une mole dans les conditions usuelles

Explication

Le nombre d’Avogadro indique combien d’entités microscopiques identiques sont présentes dans une mole. La masse molaire décrit une masse par mole et ne donne pas un nombre d’entités.

Answer

Le nombre d’entités microscopiques contenues dans une mole

Question 2

2. Quelle grandeur correspond à la masse d’une mole d’une espèce chimique et s’exprime en g·mol⁻¹ ?

La masse molaire

La masse de l’échantillon

La quantité de matière

Le nombre d’entités

Explication

La masse molaire est définie comme la masse d’une mole d’une espèce chimique, exprimée en g·mol⁻¹. La masse d’un échantillon s’exprime en grammes, sans être rapportée à une mole.

Answer

La masse molaire

Question 3

3. Quelle masse molaire moléculaire obtient-on pour l’eau avec $M(\mathrm{H})=1{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ et $M(\mathrm{O})=16{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

16{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

17{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

34{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

18{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

Explication

La formule de l’eau contient deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène, donc $M(\mathrm{H_2O})=2\times1{,}0+16{,}0=18{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . La valeur $34{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ correspondrait notamment à une addition incorrecte de deux masses d’oxygène.

Answer

$$18{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$$

Question 4

4. Un échantillon a une masse $m=10{,}0\ \mathrm{g}$ et une masse molaire $M=50{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

500\ \mathrm{mol}

5{,}00\ \mathrm{mol}

40{,}0\ \mathrm{mol}

0{,}200\ \mathrm{mol}

Explication

La quantité de matière se calcule par $n=\frac{m}{M}$ , soit $n=\frac{10{,}0}{50{,}0}=0{,}200\ \mathrm{mol}$ . Le produit $mM$ correspondrait à une mauvaise utilisation de la relation entre masse et quantité de matière.

Answer

$$0{,}200\ \mathrm{mol}$$

Question 5

5. Un liquide pur possède une masse de $158\ \mathrm{g}$ et un volume de $200\ \mathrm{mL}$ . Quelle est sa masse volumique ?

31600\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}

1{,}27\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}

42\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}

0{,}79\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}

Explication

La masse volumique est le rapport de la masse au volume, donc $\rho=\frac{158}{200}=0{,}79\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}$ . La valeur $1{,}27\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}$ provient de l’inversion du rapport et ne représente pas la masse volumique demandée.

Answer

$$0{,}79\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}$$

Question 6

6. Comment définit-on la densité d’un liquide pur par rapport à l’eau ?

Comme le rapport de sa masse à son volume, en g·mL⁻¹

Comme le rapport de sa masse volumique à celle de l’eau, sans dimension

Comme le rapport de son volume à celui de l’eau, en mL

Comme le rapport de sa masse molaire à celle de l’eau, en g·mol⁻¹

Explication

La densité est le quotient de la masse volumique du liquide par celle de l’eau et ne possède pas d’unité. Le rapport masse-volume définit la masse volumique, pas la densité.

Answer

Comme le rapport de sa masse volumique à celle de l’eau, sans dimension

Question 7

7. Quelle relation permet de calculer la quantité de matière d’un liquide pur à partir de sa masse volumique $\rho$ , de son volume $V$ et de sa masse molaire $M$ ?

n=\frac{V}{\rho M}

n=\frac{M}{\rho V}

n=\rho MV

n=\frac{\rho V}{M}

Explication

La masse du liquide vaut $m=\rho V$ , puis la quantité de matière vaut $n=\frac{m}{M}$ , d’où $n=\frac{\rho V}{M}$ . L’expression $\frac{M}{\rho V}$ inverse le rôle de la masse molaire et de la masse du liquide.

Answer

$$n=\frac{\rho V}{M}$$

Question 8

8. Lors de la préparation d’une solution de saccharose dans une fiole jaugée, quelle opération permet d’obtenir le volume final imposé ?

Rincer la verrerie avant d’introduire le soluté

Compléter avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge

Homogénéiser la solution après avoir fermé la fiole

Peser le saccharose dans une coupelle tarée

Explication

Le trait de jauge indique le volume final à atteindre dans la fiole jaugée. La balance sert à mesurer la masse du saccharose, tandis que l’homogénéisation assure la répartition du soluté.

Answer

Compléter avec de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge

Question 9

9. Une solution contient $m=5{,}0\ \mathrm{g}$ de soluté dans $V=0{,}50\ \mathrm{L}$ . Quelle est sa concentration massique ?

2{,}5\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

0{,}10\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

25\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

10\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

Explication

La concentration massique vérifie $c_m=\frac{m}{V}$ , donc $c_m=\frac{5{,}0}{0{,}50}=10\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$ . La valeur $2{,}5\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$ résulte d’une multiplication au lieu d’une division.

Answer

$$10\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$$

Question 10

10. Une solution contient $n=0{,}015\ \mathrm{mol}$ de soluté dans $V=0{,}500\ \mathrm{L}$ . Quelle est sa concentration molaire ?

0{,}515\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

33{,}3\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

0{,}0075\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

0{,}030\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

Explication

La concentration molaire est donnée par $c=\frac{n}{V}$ , donc $c=\frac{0{,}015}{0{,}500}=0{,}030\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ . La valeur $0{,}0075\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ correspondrait à une multiplication de la quantité de matière par le volume.

Answer

$$0{,}030\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Question 11

11. Une solution a une concentration molaire $c=0{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ et le soluté une masse molaire $M=50\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa concentration massique ?

0{,}004\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

250\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

10\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

50{,}2\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

Explication

Les deux concentrations sont reliées par $c_m=cM$ , donc $c_m=0{,}20\times50=10\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$ . La division $c/M$ donnerait une grandeur différente et ne respecte pas la relation entre ces concentrations.

Answer

$$10\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$$

Question 12

12. Quelle expression définit correctement le facteur de dilution d’une solution ?

F=\frac{c_{mère}}{c_{fille}}=\frac{V_{prélevé}}{V_{fiole\ fille}}

F=\frac{c_{mère}}{c_{fille}}=\frac{V_{fiole\ fille}}{V_{prélevé}}

F=\frac{c_{fille}}{c_{mère}}=\frac{V_{fiole\ fille}}{V_{prélevé}}

F=\frac{c_{fille}}{c_{mère}}=\frac{V_{prélevé}}{V_{fiole\ fille}}

Explication

Le facteur de dilution compare la concentration de la solution-mère à celle de la solution-fille et le volume final au volume prélevé. Le rapport inverse des concentrations correspondrait à une autre convention et ne définit pas ici le facteur demandé.

Answer

$$F=\frac{c_{mère}}{c_{fille}}=\frac{V_{fiole\ fille}}{V_{prélevé}}$$

Question 13

13. Quelle succession d’opérations permet de préparer correctement une solution-fille par dilution ?

Verser la solution-mère dans un bécher, ajouter le solvant, puis mesurer la concentration obtenue

Prélever la solution-mère, transférer dans une fiole jaugée, compléter au solvant jusqu’au trait, puis homogénéiser

Remplir la fiole jaugée de solution-mère jusqu’au trait, ajouter le solvant, puis laisser reposer

Prélever le solvant, le transférer dans une fiole jaugée, ajouter la solution-mère, puis filtrer

Explication

La dilution consiste à prélever un volume précis de solution-mère, à le transférer dans une fiole jaugée, puis à compléter avec le solvant et à homogénéiser. La solution-fille n’est donc pas prélevée directement : elle se forme après le complément dans la fiole.

Answer

Prélever la solution-mère, transférer dans une fiole jaugée, compléter au solvant jusqu’au trait, puis homogénéiser

Question 14

14. Une solution-mère de concentration $c_0$ doit fournir une solution-fille de concentration $c_1$ dans une fiole de volume $V_f$ ; quelle relation donne le volume $V_1$ à prélever ?

V_1=\frac{V_f}{c_0c_1}

V_1=\frac{c_0V_f}{c_1}

V_1=\frac{c_1V_f}{c_0}

V_1=\frac{c_0c_1}{V_f}

Explication

La conservation de la quantité de soluté lors de la dilution s’écrit $c_1V_f=c_0V_1$ , d’où $V_1=\frac{c_1V_f}{c_0}$ . Inverser les concentrations conduirait à un volume incompatible avec cette relation.

Answer

$$V_1=\frac{c_1V_f}{c_0}$$

Question 15

15. Quelle affirmation décrit correctement l’absorbance et le maximum d’absorption d’une solution de diiode jaune ?

L’absorbance s’exprime en nanomètres et atteint un maximum vers

470\ \mathrm{nm}

dans le bleu

L’absorbance est sans unité et atteint un maximum vers

570\ \mathrm{nm}

dans le jaune

L’absorbance s’exprime en nanomètres et atteint un maximum vers

700\ \mathrm{nm}

dans le rouge

L’absorbance est sans unité et atteint un maximum vers

470\ \mathrm{nm}

dans le bleu

Explication

L’absorbance est une grandeur sans unité, tandis que la longueur d’onde se mesure en nanomètres ; pour le diiode jaune, le maximum est situé à environ $470\ \mathrm{nm}$ . Confondre l’unité de l’absorbance avec celle de la longueur d’onde constitue l’erreur principale.

Answer

L’absorbance est sans unité et atteint un maximum vers $$470\ \mathrm{nm}$$ dans le bleu

Question 16

16. Pour mesurer avec la meilleure sensibilité les variations de teinte jaune d’une solution de diiode, quel réglage faut-il choisir ?

Régler le spectrophotomètre à

\lambda_{max}=570\ \mathrm{nm}

, dans la teinte jaune principalement transmise

Régler le spectrophotomètre à

\lambda_{max}=400\ \mathrm{nm}

, à l’extrémité violette du spectre visible

Régler le spectrophotomètre à

\lambda_{max}=470\ \mathrm{nm}

, dans la couleur complémentaire du jaune

Régler le spectrophotomètre à

\lambda_{max}=650\ \mathrm{nm}

, dans la zone rouge du spectre visible

Explication

La meilleure sensibilité est obtenue au maximum d’absorption du diiode, soit $470\ \mathrm{nm}$ , qui correspond à la couleur complémentaire du jaune. Une longueur d’onde située dans la teinte jaune ne donne pas le même maximum d’absorption.

Answer

Régler le spectrophotomètre à $$\lambda_{max}=470\ \mathrm{nm}$$, dans la couleur complémentaire du jaune

Question 17

17. Selon la loi de Beer-Lambert, comment varie l’absorbance lorsqu’on augmente la concentration, à longueur d’onde et épaisseur de cuve fixées ?

Elle augmente avec le carré de la concentration selon

A=kc^2

Elle diminue proportionnellement à la concentration selon

A=\frac{k}{c}

Elle augmente proportionnellement à la concentration selon

A=kc

Elle reste constante car la longueur d’onde fixe l’absorbance

Explication

La loi de Beer-Lambert s’écrit $A_\lambda=\varepsilon_\lambda\ell c$ , ou $A=kc$ lorsque les autres paramètres sont fixés ; l’absorbance est donc proportionnelle à la concentration. La longueur d’onde et l’épaisseur de la cuve déterminent le coefficient de proportionnalité, mais ne suppriment pas cette dépendance.

Answer

Elle augmente proportionnellement à la concentration selon $$A=kc$$

Question 18

18. Comment la droite d’étalonnage permet-elle de déterminer la concentration inconnue d’une solution de diiode ?

On mesure son absorbance à

470\ \mathrm{nm}

, puis on lit graphiquement la concentration correspondante sur la droite

On compare directement sa couleur à celle du solvant, puis on calcule la longueur d’onde maximale

On mesure son absorbance à une longueur d’onde quelconque, puis on déduit la concentration sans étalonnage

On mesure sa concentration à

470\ \mathrm{nm}

, puis on lit graphiquement l’absorbance correspondante sur la droite

Explication

La droite d’étalonnage relie les absorbances mesurées à $470\ \mathrm{nm}$ aux concentrations connues ; l’absorbance inconnue permet donc d’obtenir graphiquement la concentration molaire recherchée. La concentration n’est pas mesurée directement par le spectrophotomètre, et une longueur d’onde quelconque ne garantit pas la meilleure sensibilité.

Answer

On mesure son absorbance à $$470\ \mathrm{nm}$$, puis on lit graphiquement la concentration correspondante sur la droite

QCM : Composition chimique d’un système — 18 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que représente le nombre d’Avogadro $N_A = 6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$ ?

2. Quelle grandeur correspond à la masse d’une mole d’une espèce chimique et s’exprime en g·mol⁻¹ ?

3. Quelle masse molaire moléculaire obtient-on pour l’eau avec $M(\mathrm{H})=1{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ et $M(\mathrm{O})=16{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

4. Un échantillon a une masse $m=10{,}0\ \mathrm{g}$ et une masse molaire $M=50{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

5. Un liquide pur possède une masse de $158\ \mathrm{g}$ et un volume de $200\ \mathrm{mL}$ . Quelle est sa masse volumique ?

6. Comment définit-on la densité d’un liquide pur par rapport à l’eau ?

7. Quelle relation permet de calculer la quantité de matière d’un liquide pur à partir de sa masse volumique $\rho$ , de son volume $V$ et de sa masse molaire $M$ ?

8. Lors de la préparation d’une solution de saccharose dans une fiole jaugée, quelle opération permet d’obtenir le volume final imposé ?

9. Une solution contient $m=5{,}0\ \mathrm{g}$ de soluté dans $V=0{,}50\ \mathrm{L}$ . Quelle est sa concentration massique ?

10. Une solution contient $n=0{,}015\ \mathrm{mol}$ de soluté dans $V=0{,}500\ \mathrm{L}$ . Quelle est sa concentration molaire ?

11. Une solution a une concentration molaire $c=0{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ et le soluté une masse molaire $M=50\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa concentration massique ?

12. Quelle expression définit correctement le facteur de dilution d’une solution ?

13. Quelle succession d’opérations permet de préparer correctement une solution-fille par dilution ?

14. Une solution-mère de concentration $c_0$ doit fournir une solution-fille de concentration $c_1$ dans une fiole de volume $V_f$ ; quelle relation donne le volume $V_1$ à prélever ?

15. Quelle affirmation décrit correctement l’absorbance et le maximum d’absorption d’une solution de diiode jaune ?

16. Pour mesurer avec la meilleure sensibilité les variations de teinte jaune d’une solution de diiode, quel réglage faut-il choisir ?

17. Selon la loi de Beer-Lambert, comment varie l’absorbance lorsqu’on augmente la concentration, à longueur d’onde et épaisseur de cuve fixées ?

18. Comment la droite d’étalonnage permet-elle de déterminer la concentration inconnue d’une solution de diiode ?

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QCM : Composition chimique d’un système — 18 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que représente le nombre d’Avogadro NA=6,02×1023 mol−1N_A = 6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}NA​=6,02×1023 mol−1 ?

2. Quelle grandeur correspond à la masse d’une mole d’une espèce chimique et s’exprime en g·mol⁻¹ ?

3. Quelle masse molaire moléculaire obtient-on pour l’eau avec M(H)=1,0 g⋅mol−1M(\mathrm{H})=1{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}M(H)=1,0 g⋅mol−1 et M(O)=16,0 g⋅mol−1M(\mathrm{O})=16{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}M(O)=16,0 g⋅mol−1 ?

4. Un échantillon a une masse m=10,0 gm=10{,}0\ \mathrm{g}m=10,0 g et une masse molaire M=50,0 g⋅mol−1M=50{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}M=50,0 g⋅mol−1. Quelle est sa quantité de matière ?

5. Un liquide pur possède une masse de 158 g158\ \mathrm{g}158 g et un volume de 200 mL200\ \mathrm{mL}200 mL. Quelle est sa masse volumique ?

6. Comment définit-on la densité d’un liquide pur par rapport à l’eau ?

7. Quelle relation permet de calculer la quantité de matière d’un liquide pur à partir de sa masse volumique ρ\rhoρ, de son volume VVV et de sa masse molaire MMM ?

8. Lors de la préparation d’une solution de saccharose dans une fiole jaugée, quelle opération permet d’obtenir le volume final imposé ?

9. Une solution contient m=5,0 gm=5{,}0\ \mathrm{g}m=5,0 g de soluté dans V=0,50 LV=0{,}50\ \mathrm{L}V=0,50 L. Quelle est sa concentration massique ?

10. Une solution contient n=0,015 moln=0{,}015\ \mathrm{mol}n=0,015 mol de soluté dans V=0,500 LV=0{,}500\ \mathrm{L}V=0,500 L. Quelle est sa concentration molaire ?

11. Une solution a une concentration molaire c=0,20 mol⋅L−1c=0{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}c=0,20 mol⋅L−1 et le soluté une masse molaire M=50 g⋅mol−1M=50\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}M=50 g⋅mol−1. Quelle est sa concentration massique ?

12. Quelle expression définit correctement le facteur de dilution d’une solution ?

13. Quelle succession d’opérations permet de préparer correctement une solution-fille par dilution ?

14. Une solution-mère de concentration c0c_0c0​ doit fournir une solution-fille de concentration c1c_1c1​ dans une fiole de volume VfV_fVf​ ; quelle relation donne le volume V1V_1V1​ à prélever ?

15. Quelle affirmation décrit correctement l’absorbance et le maximum d’absorption d’une solution de diiode jaune ?

16. Pour mesurer avec la meilleure sensibilité les variations de teinte jaune d’une solution de diiode, quel réglage faut-il choisir ?

17. Selon la loi de Beer-Lambert, comment varie l’absorbance lorsqu’on augmente la concentration, à longueur d’onde et épaisseur de cuve fixées ?

18. Comment la droite d’étalonnage permet-elle de déterminer la concentration inconnue d’une solution de diiode ?

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1. Que représente le nombre d’Avogadro $N_A = 6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$ ?

3. Quelle masse molaire moléculaire obtient-on pour l’eau avec $M(\mathrm{H})=1{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ et $M(\mathrm{O})=16{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

4. Un échantillon a une masse $m=10{,}0\ \mathrm{g}$ et une masse molaire $M=50{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

5. Un liquide pur possède une masse de $158\ \mathrm{g}$ et un volume de $200\ \mathrm{mL}$ . Quelle est sa masse volumique ?

7. Quelle relation permet de calculer la quantité de matière d’un liquide pur à partir de sa masse volumique $\rho$ , de son volume $V$ et de sa masse molaire $M$ ?

9. Une solution contient $m=5{,}0\ \mathrm{g}$ de soluté dans $V=0{,}50\ \mathrm{L}$ . Quelle est sa concentration massique ?

10. Une solution contient $n=0{,}015\ \mathrm{mol}$ de soluté dans $V=0{,}500\ \mathrm{L}$ . Quelle est sa concentration molaire ?

11. Une solution a une concentration molaire $c=0{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ et le soluté une masse molaire $M=50\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa concentration massique ?

14. Une solution-mère de concentration $c_0$ doit fournir une solution-fille de concentration $c_1$ dans une fiole de volume $V_f$ ; quelle relation donne le volume $V_1$ à prélever ?