QCM : Composition des systèmes chimiques — 13 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle description correspond à une solution en chimie ?

Un mélange de deux solvants sans substance dissoute
Un corps pur formé par deux éléments associés
Un mélange d’un soluté dissous dans un solvant
Une substance solide transformée en gaz par chauffage

Un mélange d’un soluté dissous dans un solvant

Explication

Une solution est un mélange dans lequel un soluté est dissous dans un solvant. Un corps pur ou un mélange de solvants ne correspond pas à cette définition.

2. Quelle expression permet de calculer la concentration massique d’une solution ?

Cm=msolutionVsoluteˊC_m = \frac{m_{\text{solution}}}{V_{\text{soluté}}}
Cm=VsolutionmsoluteˊC_m = \frac{V_{\text{solution}}}{m_{\text{soluté}}}
Cm=msoluteˊVsolutionC_m = \frac{m_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}
Cm=nsoluteˊVsolutionC_m = \frac{n_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}

$$C_m = \frac{m_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}$$

Explication

La concentration massique est le quotient de la masse du soluté par le volume de la solution et s’exprime en g⋅L1\text{g·L}^{-1}. La masse volumique, elle, utilise la masse totale de la solution, tandis que la dernière expression définit la concentration molaire.

3. Une solution contient 0,30 mol0,30\ \text{mol} de soluté dans 0,75 L0,75\ \text{L} de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

0,40 mol⋅L10,40\ \text{mol·L}^{-1}
0,23 mol⋅L10,23\ \text{mol·L}^{-1}
1,05 mol⋅L11,05\ \text{mol·L}^{-1}
2,50 mol⋅L12,50\ \text{mol·L}^{-1}

$$0,40\ \text{mol·L}^{-1}$$

Explication

La concentration molaire se calcule avec C=nsoluteˊVsolutionC = \frac{n_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}, donc C=0,300,75=0,40 mol⋅L1C = \frac{0,30}{0,75} = 0,40\ \text{mol·L}^{-1}. La concentration massique utiliserait une masse en grammes plutôt qu’une quantité de matière en moles.

4. Dans quelles conditions peut-on relier les concentrations par Cm=Msoluteˊ×CC_m = M_{\text{soluté}} \times C ?

Lorsque le volume de la solution est approximativement celui du solvant
Lorsque le volume du soluté est approximativement celui de la solution
Lorsque la quantité de matière du soluté est égale à sa masse
Lorsque la masse du soluté est approximativement celle de la solution

Lorsque le volume de la solution est approximativement celui du solvant

Explication

Cette relation s’applique lorsque le volume de la solution peut être assimilé à celui du solvant. Elle relie alors la concentration massique, la masse molaire du soluté et la concentration molaire.

5. On dissout 0,83 mol0,83\ \text{mol} de dichlore dans 500 mL500\ \text{mL} de solution. Quelle quantité de matière d’ions chlorure et quelle concentration molaire obtient-on si chaque molécule forme deux ions chlorure ?

0,83 mol0,83\ \text{mol} et 3,32 mol⋅L13,32\ \text{mol·L}^{-1}
1,66 mol1,66\ \text{mol} et 1,66 mol⋅L11,66\ \text{mol·L}^{-1}
1,66 mol1,66\ \text{mol} et 3,32 mol⋅L13,32\ \text{mol·L}^{-1}
0,83 mol0,83\ \text{mol} et 1,66 mol⋅L11,66\ \text{mol·L}^{-1}

$$1,66\ \text{mol}$$ et $$3,32\ \text{mol·L}^{-1}$$

Explication

Chaque mole de dichlore produit deux moles d’ions chlorure, soit 2×0,83=1,66 mol2 \times 0,83 = 1,66\ \text{mol}, puis C=1,660,5=3,32 mol⋅L1C = \frac{1,66}{0,5} = 3,32\ \text{mol·L}^{-1}. La quantité initiale de dichlore reste 0,83 mol0,83\ \text{mol} et ne doit pas être confondue avec celle des ions formés.

6. Quelle masse correspond à 0,40 mol0,40\ \text{mol} d’une espèce chimique de masse molaire 50 g⋅mol150\ \text{g·mol}^{-1} ?

20 g20\ \text{g}
125 g125\ \text{g}
0,008 g0,008\ \text{g}
50,4 g50,4\ \text{g}

$$20\ \text{g}$$

Explication

La masse se calcule avec m=M×nm = M \times n, donc m=50×0,40=20 gm = 50 \times 0,40 = 20\ \text{g}. La relation n=mMn = \frac{m}{M} sert dans l’autre sens, lorsqu’on cherche la quantité de matière à partir d’une masse.

7. Qu’est-ce qui caractérise deux isotopes d’un même élément ?

Ils ont le même numéro atomique et des nombres de masse différents
Ils ont des numéros atomiques différents et le même nombre de masse
Ils ont le même nombre de masse et des propriétés chimiques différentes
Ils ont des nombres de masse et des numéros atomiques différents

Ils ont le même numéro atomique et des nombres de masse différents

Explication

Des isotopes appartiennent au même élément : leur numéro atomique ZZ est donc identique, tandis que leur nombre de masse AA diffère. Des numéros atomiques différents correspondent à des éléments différents.

8. Combien d’entités identiques contient une mole ?

1,00×10231,00 \times 10^{23} entités
6,02×10236,02 \times 10^{23} entités
6,02×10226,02 \times 10^{22} entités
6,02×10246,02 \times 10^{24} entités

$$6,02 \times 10^{23}$$ entités

Explication

Une mole contient NA=6,02×1023N_A = 6,02 \times 10^{23} entités identiques, ce nombre étant appelé constante d’Avogadro. Une puissance de dix différente donne une quantité d’entités différente.

9. Un échantillon contient 1,204×10241,204 \times 10^{24} entités. Quelle quantité de matière représente-t-il ?

0,50 mol0,50\ \text{mol}
6,02 mol6,02\ \text{mol}
2,00 mol2,00\ \text{mol}
1,204 mol1,204\ \text{mol}

$$2,00\ \text{mol}$$

Explication

On utilise n=NNAn = \frac{N}{N_A}, donc n=1,204×10246,02×1023=2,00 moln = \frac{1,204 \times 10^{24}}{6,02 \times 10^{23}} = 2,00\ \text{mol}. Diviser par 102310^{23} sans tenir compte de la constante d’Avogadro ne permet pas d’obtenir la quantité de matière correcte.

10. Que représente la masse molaire d’un corps pur ?

La quantité de matière contenue dans un gramme de ce corps pur
La masse d’un échantillon de ce corps pur
La masse d’une mole de ce corps pur
Le volume occupé par une mole de ce corps pur

La masse d’une mole de ce corps pur

Explication

La masse molaire désigne la masse correspondant à une mole d’un corps pur. La masse d’un échantillon varie avec la quantité de matière prélevée et ne se confond donc pas avec la masse molaire.

11. Comment la masse molaire d’un élément indiquée dans le tableau périodique est-elle obtenue ?

Par la masse de l’isotope naturellement le plus abondant
Par la moyenne simple des masses des isotopes connus de l’élément
Par une moyenne pondérée des masses isotopiques selon leurs abondances
Par l’addition des masses de tous les isotopes présents dans la nature

Par une moyenne pondérée des masses isotopiques selon leurs abondances

Explication

La valeur du tableau périodique est une moyenne pondérée qui tient compte de la masse de chaque isotope et de son abondance isotopique. Une moyenne simple ou la sélection d’un seul isotope ne prend pas correctement en compte ces proportions.

12. Un gaz parfait occupe un volume de 6,0 L6{,}0\ \text{L} avec un volume molaire de 24,0 L⋅mol124{,}0\ \text{L·mol}^{-1}. Quelle quantité de matière contient-il ?

144,0 mol144{,}0\ \text{mol}
0,25 mol0{,}25\ \text{mol}
30,0 mol30{,}0\ \text{mol}
4,0 mol4{,}0\ \text{mol}

$$0{,}25\ \text{mol}$$

Explication

La relation n=VVmn=\frac{V}{V_m} donne ici n=6,024,0=0,25 moln=\frac{6{,}0}{24{,}0}=0{,}25\ \text{mol}. Multiplier le volume par le volume molaire donnerait une grandeur incompatible avec la relation recherchée.

13. Quel volume molaire faut-il utiliser pour un gaz parfait à 0 C0\ ^\circ\text{C} et sous une pression de 1 bar1\ \text{bar} ?

22,4 L⋅mol122{,}4\ \text{L·mol}^{-1}
0,0446 L⋅mol10{,}0446\ \text{L·mol}^{-1}
1,00 L⋅mol11{,}00\ \text{L·mol}^{-1}
24,0 L⋅mol124{,}0\ \text{L·mol}^{-1}

$$22{,}4\ \text{L·mol}^{-1}$$

Explication

Dans ces conditions, le volume molaire vaut Vm=22,4 L⋅mol1V_m=22{,}4\ \text{L·mol}^{-1}. La valeur 24,0 L⋅mol124{,}0\ \text{L·mol}^{-1} correspond à une autre approximation courante de conditions usuelles, pas aux conditions précisées ici.

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Qu'est-ce qu'une solution en chimie ?

Un mélange avec un soluté dissous dans un solvant.

Quelle formule donne la concentration massique d'une solution ?

Cm=msoluteˊVsolutionC_m = \frac{m_{\text{soluté}}}{V_{\text{solution}}}

Quelle unité utilise la concentration massique ?

Le gramme par litre (g·L⁻¹).

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