QCM : Composition d’un système chimique — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que représente une mole d’une espèce chimique ?

Le volume occupé par une mole de gaz
La masse d’une mole exprimée en grammes
Une quantité contenant NAN_A entités chimiques
La masse d’une entité exprimée en grammes

Une quantité contenant $$N_A$$ entités chimiques

Explication

Une mole correspond à une quantité de matière contenant NAN_A entités chimiques. La masse d’une mole est appelée masse molaire, ce qui constitue une notion différente.

2. Quelle est la valeur de la constante d’Avogadro ?

6,02×1023 mol−16{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}
1,00×1023 mol−11{,}00 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}
6,02×10−23 mol−16{,}02 \times 10^{-23}\ \mathrm{mol}^{-1}
9,81×1023 mol−19{,}81 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}

$$6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$$

Explication

La constante d’Avogadro vaut 6,02×1023 mol−16{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}. Une puissance négative ou une autre valeur numérique ne décrit pas le nombre d’entités associé à une mole.

3. Laquelle décrit correctement la masse molaire d’une espèce chimique ?

Le nombre d’entités présentes dans un gramme
La masse d’une mole de ses entités chimiques
La masse totale d’un échantillon quelconque
Le volume occupé par une mole de particules

La masse d’une mole de ses entités chimiques

Explication

La masse molaire est la masse correspondant à une mole d’entités de l’espèce considérée. La masse d’un échantillon varie avec la quantité prélevée, tandis que le volume molaire concerne un gaz.

4. Comment obtient-on la masse molaire moléculaire d’une espèce comme CO2\mathrm{CO_2} ?

En additionnant les masses molaires atomiques de ses éléments
En utilisant la masse molaire d’un seul atome de la molécule
En divisant la masse molaire du carbone par celle de l’oxygène
En multipliant la masse molaire du premier élément par le volume

En additionnant les masses molaires atomiques de ses éléments

Explication

La masse molaire moléculaire se calcule en additionnant les contributions de tous les atomes présents, donc M(CO2)=MC+2MOM(\mathrm{CO_2})=M_C+2M_O. La masse molaire ne se déduit ni d’un rapport entre éléments ni d’un volume.

5. Quelle expression convient à un corps pur liquide de masse volumique ρ\rho et de volume VV ?

n=ρ×V×Mn=\rho\times V\times M
n=Mρ×Vn=\frac{M}{\rho\times V}
n=ρ×VMn=\frac{\rho\times V}{M}
n=VVmn=\frac{V}{V_m}

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

Explication

Pour un liquide, on détermine d’abord sa masse par ρ×V\rho\times V, puis on la divise par la masse molaire, d’où n=ρ×VMn=\frac{\rho\times V}{M}. Le quotient V/VmV/V_m est adapté au calcul pour un gaz.

6. Un gaz occupe un volume VV dans des conditions où son volume molaire vaut VmV_m. Quelle quantité de matière contient-il ?

n=ρ×VMn=\frac{\rho\times V}{M}
n=VVmn=\frac{V}{V_m}
n=V×Vmn=V\times V_m
n=VmVn=\frac{V_m}{V}

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

Explication

Pour un corps pur gazeux, la quantité de matière est le rapport entre le volume du gaz et le volume occupé par une mole, soit n=VVmn=\frac{V}{V_m}. La masse volumique et la masse molaire interviennent dans la relation destinée aux liquides.

7. Que représente le volume molaire VmV_m d’un gaz ?

Le volume total d’un échantillon quelconque
La masse correspondant à une mole de ce gaz
Le nombre d’entités contenues dans un litre de gaz
Le volume occupé par une mole de ce gaz

Le volume occupé par une mole de ce gaz

Explication

Le volume molaire est le volume occupé par une mole de gaz, quelle que soit la nature de ce gaz. Il ne représente ni une masse ni le volume variable d’un échantillon quelconque.

8. Quelle valeur prend le volume molaire d’un gaz dans les conditions normales de température et de pression ?

1,013 L⋅mol−11{,}013\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
24,0 L⋅mol−124{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
22,4 L⋅mol−122{,}4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
0,0224 L⋅mol−10{,}0224\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

$$22{,}4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$$

Explication

Dans les conditions normales, définies ici par P=1,013 barP=1{,}013\ \mathrm{bar} et T=0 ∘CT=0\ ^\circ\mathrm{C}, on utilise Vm=22,4 L⋅mol−1V_m=22{,}4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}. La pression indiquée caractérise les conditions, mais ne constitue pas la valeur du volume molaire.

9. Comment calcule-t-on la concentration en quantité de matière d’un soluté ?

c=Vsolutionnsoluteˊc=\frac{V_{\mathrm{solution}}}{n_{\mathrm{soluté}}}
c=nsoluteˊVsolutionc=\frac{n_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}
c=msoluteˊVsolutionc=\frac{m_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}
c=nsoluteˊ×Vsolutionc=n_{\mathrm{soluté}}\times V_{\mathrm{solution}}

$$c=\frac{n_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}$$

Explication

La concentration molaire compare la quantité de soluté en moles au volume de solution en litres, selon c=nsoluteˊVsolutionc=\frac{n_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}. Utiliser la masse en grammes conduit à la concentration en masse, pas à la concentration molaire.

10. Quelle grandeur s’exprime en g⋅L−1\mathrm{g\cdot L^{-1}} et se calcule avec la masse du soluté ?

La masse molaire M=msoluteˊnsoluteˊM=\frac{m_{\mathrm{soluté}}}{n_{\mathrm{soluté}}}
La concentration en masse Cm=msoluteˊVsolutionC_m=\frac{m_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}
La concentration molaire c=nsoluteˊVsolutionc=\frac{n_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}
Le volume molaire Vm=VsolutionnsoluteˊV_m=\frac{V_{\mathrm{solution}}}{n_{\mathrm{soluté}}}

La concentration en masse $$C_m=\frac{m_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}$$

Explication

La concentration en masse est le quotient de la masse du soluté par le volume de solution et s’exprime en g⋅L−1\mathrm{g\cdot L^{-1}}. La concentration molaire utilise une quantité en moles et s’exprime en mol⋅L−1\mathrm{mol\cdot L^{-1}}.

11. Une solution a une concentration molaire cc et contient un soluté de masse molaire MM. Quelle relation donne sa concentration en masse ?

Cm=cMC_m=\frac{c}{M}
Cm=c×MC_m=c\times M
Cm=McC_m=\frac{M}{c}
Cm=c+MC_m=c+M

$$C_m=c\times M$$

Explication

Les deux concentrations sont liées par Cm=c×MC_m=c\times M, ce qui convertit les moles par litre en grammes par litre. Le quotient entre cc et MM ne possède pas les unités de la concentration en masse.

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Qu'est-ce qu'une mole d'espèce chimique ?

Une quantité de matière contenant le nombre NAN_A d'entités chimiques.

Quelle est la valeur de la constante d'Avogadro NAN_A ?

6,02×1023 mol−16{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}.

Qu'est-ce que la masse molaire d'une espèce chimique ?

La masse d'une mole d'entités chimiques de cette espèce.

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