QCM : Grandeurs et concentrations chimiques (4 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Un échantillon gazeux contient 0,50 mol0{,}50\ \mathrm{mol} et occupe un volume de 12,0 L12{,}0\ \mathrm{L}. Quel est son volume molaire ?

0,042 L mol−10{,}042\ \mathrm{L\,mol^{-1}}
6,0 L mol−16{,}0\ \mathrm{L\,mol^{-1}}
12,5 L mol−112{,}5\ \mathrm{L\,mol^{-1}}
24,0 L mol−124{,}0\ \mathrm{L\,mol^{-1}}

$$24{,}0\ \mathrm{L\,mol^{-1}}$$

Explication

Pour un gaz, le volume molaire se calcule avec Vm=VnV_m=\frac{V}{n}, soit 12,00,50=24,0 L mol−1\frac{12{,}0}{0{,}50}=24{,}0\ \mathrm{L\,mol^{-1}}. La masse volumique concerne plutôt les liquides et les solides et ne permet pas de déterminer ce volume molaire.

2. Un liquide possède une masse de 150 g150\ \mathrm{g} et un volume de 200 mL200\ \mathrm{mL}. Quelle est sa masse volumique ?

50 g mL−150\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
1,33 g mL−11{,}33\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
350 g mL−1350\ \mathrm{g\,mL^{-1}}
0,75 g mL−10{,}75\ \mathrm{g\,mL^{-1}}

$$0{,}75\ \mathrm{g\,mL^{-1}}$$

Explication

Pour un liquide, la masse volumique vérifie ρ=mV\rho=\frac{m}{V}, donc ρ=150200=0,75 g mL−1\rho=\frac{150}{200}=0{,}75\ \mathrm{g\,mL^{-1}}. La valeur obtenue possède une unité, contrairement à une densité qui est un rapport sans unité.

3. Combien d’entités chimiques contient une quantité de matière de 2,0 mol2{,}0\ \mathrm{mol}, avec NA=6,02×1023 mol−1N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}} ?

1,204×1024 mol1{,}204\times10^{24}\ \mathrm{mol}
6,02×1023 entiteˊs6{,}02\times10^{23}\ \text{entités}
1,204×1024 entiteˊs1{,}204\times10^{24}\ \text{entités}
3,01×1023 entiteˊs3{,}01\times10^{23}\ \text{entités}

$$1{,}204\times10^{24}\ \text{entités}$$

Explication

Le nombre d’entités est donné par N=NA×nN=N_A\times n, donc N=6,02×1023×2,0=1,204×1024N=6{,}02\times10^{23}\times2{,}0=1{,}204\times10^{24} entités. La quantité nn s’exprime en moles, tandis que NN est un comptage d’entités.

4. Une solution contient 0,30 mol0{,}30\ \mathrm{mol} de soluté dans 0,50 L0{,}50\ \mathrm{L} de solution. Quelle est sa concentration en quantité de matière ?

1,67 mol L−11{,}67\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,15 mol L−10{,}15\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,60 mol L−10{,}60\ \mathrm{mol\,L^{-1}}
0,80 mol L−10{,}80\ \mathrm{mol\,L^{-1}}

$$0{,}60\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Explication

La concentration en quantité de matière se calcule par C=nsoluteˊVsolutionC=\frac{n_{soluté}}{V_{solution}}, soit 0,300,50=0,60 mol L−1\frac{0{,}30}{0{,}50}=0{,}60\ \mathrm{mol\,L^{-1}}. Une concentration en masse utiliserait la masse du soluté et s’exprimerait en g L−1\mathrm{g\,L^{-1}}.

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Quelle formule relie le volume molaire au volume et à la quantité de matière ?

Vm=VnV_m = \frac{V}{n}

Quelle est la formule de la masse volumique pour liquides et solides ?

ρ=mV\rho = \frac{m}{V}

Quelle formule relie le nombre d’entités chimiques à la quantité de matière ?

N=NA×nN = N_A \times n

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