QCM : Composition chimique d’un système — 17 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle est la nature de la mole dans le Système international ?

Une unité de quantité de matière
Une constante liée à la charge électrique
Une unité de masse d’un échantillon
Un nombre d’entités chimiques comptées

Une unité de quantité de matière

Explication

La mole, de symbole mol, mesure la quantité de matière. Le nombre d’entités correspond à un dénombrement et ne possède pas d’unité.

2. Combien d’entités chimiques contient une mole d’une espèce donnée ?

6,02×10−236,02\times10^{-23} entités
9,81×10239,81\times10^{23} entités
6,02×10236,02\times10^{23} entités
1,00×10231,00\times10^{23} entités

$$6,02\times10^{23}$$ entités

Explication

Une mole contient 6,02×10236,02\times10^{23} entités de l’espèce considérée. La valeur négative de l’exposant correspondrait à un nombre extrêmement petit, incompatible avec le contenu d’une mole.

3. Une quantité de matière vaut 0,50 mol0,50\ \mathrm{mol}. Combien d’entités contient-elle selon la relation N=NA×nN=N_A\times n ?

3,01×10233,01\times10^{23} entités
8,33×10−258,33\times10^{-25} entités
6,02×1023 mol6,02\times10^{23}\ \mathrm{mol}
1,20×10241,20\times10^{24} entités

$$3,01\times10^{23}$$ entités

Explication

En appliquant la relation, on obtient N=6,02×1023×0,50=3,01×1023N=6,02\times10^{23}\times0,50=3,01\times10^{23} entités. Le nombre NN est sans unité, tandis que la quantité nn s’exprime en mol.

4. Comment définit-on la masse molaire d’une espèce chimique ?

La masse totale d’un échantillon, exprimée en grammes
Le nombre d’entités présentes dans un gramme d’espèce
La masse d’une entité unique, en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}
La masse d’une mole d’entités identiques, en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}

La masse d’une mole d’entités identiques, en $$\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$$

Explication

La masse molaire est la masse correspondant à une mole d’entités chimiques identiques et s’exprime en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}. La masse d’un échantillon s’exprime en grammes et dépend de la quantité prélevée.

5. Pourquoi la masse molaire atomique moyenne du chlore indiquée dans le tableau périodique n’est-elle pas nécessairement une masse isotopique précise ?

Elle est obtenue en négligeant les différences entre les noyaux
Elle correspond à la masse d’un électron ajouté à chaque atome
Elle représente la masse d’une molécule formée par deux atomes
Elle tient compte de la composition isotopique naturelle de l’élément

Elle tient compte de la composition isotopique naturelle de l’élément

Explication

La masse molaire atomique moyenne dépend des proportions des différents isotopes présents dans l’élément. La masse d’un isotope particulier est une valeur spécifique qui ne représente pas cette moyenne.

6. Comment calcule-t-on la masse molaire d’une entité chimique à partir de sa formule ?

En additionnant les masses atomiques en tenant compte des indices
En multipliant la masse de l’atome principal par la charge totale
En additionnant les indices sans utiliser les masses atomiques
En divisant la masse atomique totale par le nombre d’éléments

En additionnant les masses atomiques en tenant compte des indices

Explication

Chaque indice de la formule indique combien d’atomes de l’élément correspondant doivent contribuer à la somme. La charge électrique ne fournit pas la règle générale de calcul de la masse molaire.

7. Quelle est la masse molaire de l’eau, sachant que les masses molaires atomiques valent M(H)=1,0 g⋅mol−1M(\mathrm{H})=1,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}} et M(O)=16,0 g⋅mol−1M(\mathrm{O})=16,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}} ?

16,0 g⋅mol−116,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}
34,0 g⋅mol−134,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}
18,0 g⋅mol−118,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}
17,0 g⋅mol−117,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

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

Explication

La formule H2O\mathrm{H_2O} contient deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène, donc M=2×1,0+16,0=18,0 g⋅mol−1M=2\times1,0+16,0=18,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}. La valeur 16,0 g⋅mol−116,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}} ne prend pas en compte les deux atomes d’hydrogène.

8. Quelle quantité de matière contient un échantillon de 3,0 g de chlorure de calcium, sachant que M(CaCl2)=111,1 g⋅mol−1M(\mathrm{CaCl_2})=111,1\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}} ?

0,037 mol
37,0 mol
0,027 mol
0,30 mol

0,027 mol

Explication

L’application de n=mMn=\frac{m}{M} donne n=3,0111,1≈0,027 moln=\frac{3,0}{111,1}\approx0,027\ \mathrm{mol}. La valeur 0,037 mol ne correspond pas à cette division et résulte d’un calcul numérique incorrect.

9. Comment définit-on la masse volumique d’un système ?

Comme la différence entre sa masse et son volume
Comme le quotient de son volume par sa masse
Comme le quotient de sa masse par son volume
Comme le produit de sa masse par son volume

Comme le quotient de sa masse par son volume

Explication

La masse volumique est définie par ρ=mV\rho=\frac{m}{V} : elle mesure la masse contenue par unité de volume. Le quotient Vm\frac{V}{m} correspond au volume massique, qui est une grandeur différente.

10. Quelle expression permet de déterminer la quantité de matière d’un liquide de masse volumique ρ\rho, de volume V et de masse molaire M ?

n=MρVn=\frac{M}{\rho V}
n=ρMVn=\frac{\rho M}{V}
n=ρVMn=\frac{\rho V}{M}
n=VVmn=\frac{V}{V_m}

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

Explication

Pour un liquide, la masse s’écrit m=ρVm=\rho V, puis la relation n=mMn=\frac{m}{M} conduit à n=ρVMn=\frac{\rho V}{M}. La formule n=VVmn=\frac{V}{V_m} concerne un gaz caractérisé par son volume molaire.

11. Que représente le volume molaire d’un gaz à une pression et une température données ?

La masse contenue dans une mole de ce gaz
Le volume total divisé par la masse du gaz
Le volume occupé par une mole de ce gaz
La quantité de matière contenue dans un litre de gaz

Le volume occupé par une mole de ce gaz

Explication

Le volume molaire VmV_m est le volume occupé par une mole de gaz dans des conditions données de pression et de température. La masse d’une mole correspond à la masse molaire, tandis que la quantité de matière par litre est une autre grandeur.

12. Un gaz occupe un volume V et possède un volume molaire VmV_m ; quelle relation permet de calculer sa quantité de matière ?

n=MVmn=\frac{M}{V_m}
n=VVmn=\frac{V}{V_m}
n=VmVn=\frac{V_m}{V}
n=VVmn=VV_m

$$n=\frac{V}{V_m}$$

Explication

Pour un gaz, la quantité de matière est le rapport entre le volume occupé et le volume molaire, soit n=VVmn=\frac{V}{V_m}. La relation n=ρVMn=\frac{\rho V}{M} est adaptée au calcul à partir des propriétés d’un liquide.

13. Dans quelle situation le volume molaire d’un gaz augmente-t-il ?

Lorsque la température et la pression augmentent ensemble
Lorsque la température et la pression diminuent ensemble
Lorsque la température diminue ou que la pression augmente
Lorsque la température augmente ou que la pression diminue

Lorsque la température augmente ou que la pression diminue

Explication

À quantité de matière donnée, le volume molaire augmente avec la température et lorsque la pression diminue. Une hausse de pression tend au contraire à réduire le volume occupé par une même quantité de gaz.

14. Quelle quantité de matière et quel nombre de molécules contient cette goutte d’eau ?

1,67×1021 mol1,67\times10^{21}\ \mathrm{mol} et 2,78×10−32,78\times10^{-3} molécules
2,78×10−32,78\times10^{-3} molécules et 1,67×1021 mol1,67\times10^{21}\ \mathrm{mol}
1,67×10−3 mol1,67\times10^{-3}\ \mathrm{mol} et 2,78×10212,78\times10^{21} molécules
2,78×10−3 mol2,78\times10^{-3}\ \mathrm{mol} et 1,67×10211,67\times10^{21} molécules

$$2,78\times10^{-3}\ \mathrm{mol}$$ et $$1,67\times10^{21}$$ molécules

Explication

La goutte contient 2,78×10−3 mol2,78\times10^{-3}\ \mathrm{mol} d’eau et 1,67×10211,67\times10^{21} molécules. La quantité de matière s’exprime en mol, tandis que le nombre de molécules est une grandeur sans unité.

15. Quelle masse possède une goutte d’eau de volume 0,5 mL0,5\ \mathrm{mL} et de masse volumique 1000 g⋅L−11000\ \mathrm{g\cdot L^{-1}} ?

5 g5\ \mathrm{g}
0,0005 g0,0005\ \mathrm{g}
0,05 g0,05\ \mathrm{g}
0,5 g0,5\ \mathrm{g}

$$0,05\ \mathrm{g}$$

Explication

Le volume 0,5 mL0,5\ \mathrm{mL} correspond à 5×10−4 L5\times10^{-4}\ \mathrm{L}, donc la masse vaut 1000×5×10−4=0,05 g1000\times5\times10^{-4}=0,05\ \mathrm{g}. Utiliser 0,5 L0,5\ \mathrm{L} conduirait à une masse mille fois trop grande.

16. En quelle année Marie Curie et Pierre Curie ont-ils découvert le radium ?

En 1911
En 1903
En 1886
En 1898

En 1898

Explication

Marie Curie et Pierre Curie ont découvert le radium en 1898. Les autres années correspondent à des dates historiques différentes et ne décrivent pas cette découverte.

17. Quel ensemble de données décrit correctement le radium ?

Symbole Ra et masse molaire 35,5 g⋅mol−135,5\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}
Symbole Cl et masse molaire 226,0 g⋅mol−1226,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}
Symbole Ra et masse molaire 226,0 g⋅mol−1226,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}
Symbole Rn et masse molaire 222,0 g⋅mol−1222,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

Symbole Ra et masse molaire $$226,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$$

Explication

Le radium possède le symbole Ra et une masse molaire de 226,0 g⋅mol−1226,0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}. Le symbole Cl désigne le chlore, tandis que Rn désigne le radon.

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Qu'est-ce que la mole en chimie ?

L'unité de quantité de matière.

Combien d'entités contient une mole d'une espèce chimique ?

6,02 × 10^23 entités.

Quelle formule donne le nombre d'entités en fonction de la quantité de matière ?

N=NA×nN = N_A \times n.

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