QCM : Dénombrer les entités chimiques — 13 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle définition décrit correctement une entité chimique ?

Une grandeur mesurant la quantité de matière d’un échantillon
Une propriété caractérisant la charge électrique d’un corps
Une particule élémentaire constituant une espèce chimique
Une association de plusieurs espèces chimiques différentes

Une particule élémentaire constituant une espèce chimique

Explication

Une entité chimique est une particule élémentaire qui constitue une espèce chimique. La quantité de matière est une grandeur différente, exprimée en mole, et ne désigne pas une particule.

2. Quels sont les trois types d’entités chimiques distingués en chimie ?

Les solides, les liquides et les gaz
Les protons, les neutrons et les électrons
Les éléments, les mélanges et les solutions
Les atomes, les molécules et les ions

Les atomes, les molécules et les ions

Explication

Les entités chimiques peuvent être des atomes, des molécules ou des ions. Les autres réponses regroupent des catégories de matière ou des constituants atomiques, mais pas les trois types demandés.

3. Comment détermine-t-on la masse d’un ion ou d’une molécule ?

En multipliant la masse du constituant principal par sa charge
En additionnant les masses des atomes qui le constituent
En additionnant uniquement les masses des électrons présents
En soustrayant la charge électrique à la masse de l’espèce

En additionnant les masses des atomes qui le constituent

Explication

La masse d’un ion ou d’une molécule s’obtient en additionnant les masses des atomes constitutifs. La charge d’un ion dépend d’un excès ou d’un défaut d’électrons, mais elle ne remplace pas le calcul de la masse.

4. Que représente une mole ?

Une quantité de matière contenant 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités
Le nombre d’entités présentes dans une quantité quelconque de matière
La masse en grammes d’une espèce chimique donnée
La charge électrique portée par une quantité de matière

Une quantité de matière contenant $$6{,}02 \times 10^{23}$$ entités

Explication

Une mole est une unité de quantité de matière qui contient 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités. Le nombre d’entités par mole correspond au nombre d’Avogadro, tandis que la masse dépend de l’espèce étudiée.

5. Quelle valeur et quelle unité associe-t-on au nombre d’Avogadro, noté NAN_A ?

6,02×10−23 mol6{,}02 \times 10^{-23}\ \mathrm{mol}
6,02×1023 mol6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}
6,02×1023 mol−16{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}
6,02×10−23 mol−16{,}02 \times 10^{-23}\ \mathrm{mol}^{-1}

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

Explication

Le nombre d’Avogadro vaut 6,02×1023 mol−16{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}. L’unité en mol−1\mathrm{mol}^{-1} indique un nombre d’entités par mole, et non une quantité de matière exprimée en mol.

6. Quelle relation permet de calculer le nombre NN d’entités à partir de la quantité de matière nn ?

N=nNAN = \frac{n}{N_A}
N=n+NAN = n + N_A
N=NAnN = \frac{N_A}{n}
N=nNAN = nN_A

$$N = nN_A$$

Explication

Le nombre d’entités est obtenu en multipliant la quantité de matière par le nombre d’Avogadro, selon N=nNAN = nN_A. La grandeur nn s’exprime en mol, alors que NN est un nombre d’entités.

7. Un échantillon possède une masse de 18 g18\ \mathrm{g} et une masse molaire de 180 g mol−1180\ \mathrm{g\,mol^{-1}}. Quelle est sa quantité de matière ?

198 mol198\ \mathrm{mol}
0,10 mol0{,}10\ \mathrm{mol}
0,0010 mol0{,}0010\ \mathrm{mol}
10 mol10\ \mathrm{mol}

$$0{,}10\ \mathrm{mol}$$

Explication

La quantité de matière se calcule avec n=mMn = \frac{m}{M}, donc n=18180=0,10 moln = \frac{18}{180} = 0{,}10\ \mathrm{mol}. La valeur 10 mol10\ \mathrm{mol} résulterait d’une division inversée entre la masse et la masse molaire.

8. Que représente la masse molaire d’une espèce chimique ?

La masse totale d’un échantillon, exprimée en kilogrammes par mole
La masse d’une seule entité, exprimée en grammes par particule
La masse d’une mole de ses entités, exprimée en grammes par mole
Le nombre d’entités présentes dans une mole, exprimé en grammes

La masse d’une mole de ses entités, exprimée en grammes par mole

Explication

La masse molaire correspond à la masse d’une mole d’entités chimiques et s’exprime en g·mol⁻¹. La masse d’une seule particule décrit une entité individuelle, et non une mole.

9. Quelle relation permet de calculer la masse molaire MM à partir de la masse mentiteˊm_{\text{entité}} d’une entité et de la constante d’Avogadro NAN_A ?

M=mentiteˊNAM = \frac{m_{\text{entité}}}{N_A}
M=mentiteˊNAM = m_{\text{entité}}N_A
M=NAmentiteˊM = \frac{N_A}{m_{\text{entité}}}
M=mentiteˊ+NAM = m_{\text{entité}} + N_A

$$M = m_{\text{entité}}N_A$$

Explication

Pour une espèce moléculaire ou atomique, la masse d’une entité multipliée par le nombre d’entités d’une mole donne la masse molaire. La division par NAN_A conduirait à une grandeur différente, correspondant à une masse individuelle à partir d’une masse molaire.

10. Comment déterminer la masse molaire d’une espèce moléculaire à partir de sa formule chimique ?

En multipliant les masses molaires atomiques par la charge globale
En utilisant la masse molaire atomique de l’élément le plus représenté
En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses atomes
En soustrayant les masses molaires des éléments présents en faible quantité

En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses atomes

Explication

Le calcul consiste à additionner les masses molaires atomiques en tenant compte du nombre de chaque atome indiqué dans la formule. La charge globale ou l’élément majoritaire ne permet pas de déterminer la masse molaire de l’espèce.

11. Quelle description caractérise correctement un solide ionique ?

Un ensemble désordonné d’atomes neutres dont chaque particule possède une charge nulle
Un assemblage régulier d’anions et de cations dont l’ensemble est électriquement neutre
Un réseau de cations dont la charge totale dépasse celle des anions présents
Une association de molécules neutres liées sans organisation régulière dans l’espace

Un assemblage régulier d’anions et de cations dont l’ensemble est électriquement neutre

Explication

Un solide ionique contient des ions chargés régulièrement disposés dans des proportions qui compensent les charges. Les ions restent individuellement chargés, même si le solide dans son ensemble est neutre.

12. Dans quel ordre les éléments apparaissent-ils dans le nom d’un solide ionique et dans sa formule statistique ?

Le nom commence par le cation, tandis que la formule commence par l’anion
Le nom commence par l’anion, tandis que la formule commence par le cation
Le nom et la formule commencent tous deux par le cation
Le nom et la formule commencent tous deux par l’anion

Le nom commence par l’anion, tandis que la formule commence par le cation

Explication

La règle distingue la dénomination et l’écriture de la formule : le nom cite d’abord l’anion, alors que la formule statistique commence par le cation. Confondre ces deux ordres inverse la convention utilisée pour les solides ioniques.

13. Quelle formule statistique assure l’électroneutralité d’un solide formé d’ions Al3+Al^{3+} et SO42−SO_4^{2-} ?

Al3(SO4)2Al_3(SO_4)_2
Al2SO4Al_2SO_4
AlSO4AlSO_4
Al2(SO4)3Al_2(SO_4)_3

$$Al_2(SO_4)_3$$

Explication

Deux ions aluminium apportent une charge totale de +6+6 et trois ions sulfate une charge totale de −6-6, ce qui rend l’ensemble neutre. Les autres formules ne compensent pas les charges dans les proportions minimales requises.

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Qu'est-ce qu'une entité chimique ?

Une particule élémentaire constituante d’une espèce chimique.

Quels sont les trois types d’entités chimiques ?

Les atomes, les molécules et les ions.

De quoi est constitué un corps moléculaire d'eau ?

De molécules H₂O.

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