QCM : Grandeurs fondamentales en chimie (8 questions)

Questions et réponses du QCM

1. À quoi correspond une mole d’un système chimique ?

À une quantité de matière contenant environ 6,022×10236{,}022\times10^{23} entités élémentaires
À un volume de matière contenant environ 6,022×10236{,}022\times10^{23} molécules
À une quantité de matière contenant environ 6,022×10236{,}022\times10^{23} grammes d’entités
À une masse de matière égale à 6,022×10236{,}022\times10^{23} grammes

À une quantité de matière contenant environ $$6{,}022\times10^{23}$$ entités élémentaires

Explication

Une mole est définie comme la quantité de matière contenant le nombre d’Avogadro d’entités, qu’il s’agisse par exemple d’atomes, d’ions ou de molécules. La valeur de ce nombre désigne un nombre d’entités, et non une masse exprimée en grammes.

2. Un échantillon contient 1,2044×10241{,}2044\times10^{24} entités élémentaires ; quelle quantité de matière contient-il ?

Environ 0,50 mol0{,}50\ \mathrm{mol}
Environ 6,022×1023 mol6{,}022\times10^{23}\ \mathrm{mol}
Environ 2,00 mol2{,}00\ \mathrm{mol}
Environ 1,2044×1024 mol1{,}2044\times10^{24}\ \mathrm{mol}

Environ $$2{,}00\ \mathrm{mol}$$

Explication

On divise le nombre d’entités par la constante d’Avogadro : n=N/NAn=N/N_A, ce qui donne environ 2,00 mol2{,}00\ \mathrm{mol}. La valeur 0,50 mol0{,}50\ \mathrm{mol} correspondrait à une division dans le sens inverse.

3. Que représente la masse molaire d’une espèce chimique, et quelle est son unité usuelle ?

La quantité de matière d’un gramme de cette espèce, exprimée en mol\mathrm{mol}
La masse d’une mole de cette espèce, exprimée en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}
La masse d’un atome de cette espèce, exprimée en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}
Le nombre d’entités dans une mole de cette espèce, exprimé en mol−1\mathrm{mol^{-1}}

La masse d’une mole de cette espèce, exprimée en $$\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$$

Explication

La masse molaire correspond à la masse d’une mole de l’espèce et s’exprime en grammes par mole. Le nombre d’entités par mole renvoie plutôt à la constante d’Avogadro.

4. Un échantillon de masse 36 g36\ \mathrm{g} a une masse molaire de 18 g⋅mol−118\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}} ; quelle quantité de matière représente-t-il ?

648 mol648\ \mathrm{mol}
18 mol18\ \mathrm{mol}
2 mol2\ \mathrm{mol}
0,5 mol0{,}5\ \mathrm{mol}

$$2\ \mathrm{mol}$$

Explication

La relation n=m/Mn=m/M donne 36/18=2 mol36/18=2\ \mathrm{mol}. Diviser la masse molaire par la masse conduirait à inverser la relation et ne donnerait pas la quantité de matière recherchée.

5. Que désigne la concentration molaire d’une solution ?

La quantité de matière de soluté rapportée à la masse du solvant, exprimée en mol·kg⁻¹
Le volume de soluté rapporté à la quantité de matière dissoute, exprimé en L·mol⁻¹
La quantité de matière dissoute par volume de solution, exprimée en mol·L⁻¹
La masse de soluté dissoute par volume de solution, exprimée en g·L⁻¹

La quantité de matière dissoute par volume de solution, exprimée en mol·L⁻¹

Explication

La concentration molaire indique combien de moles de soluté sont présentes par litre de solution. La concentration massique, qui constitue le distracteur le plus proche, rapporte plutôt une masse au volume.

6. À 25 °C, quelle est approximativement la masse volumique de l’eau ?

1 g⋅mL−11\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}, soit 1 kg⋅L−11\ \mathrm{kg\cdot L^{-1}}
1 g⋅L−11\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}, soit 1 kg⋅mL−11\ \mathrm{kg\cdot mL^{-1}}
10 g⋅mL−110\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}, soit 10 kg⋅L−110\ \mathrm{kg\cdot L^{-1}}
0,1 g⋅mL−10{,}1\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}, soit 0,1 kg⋅L−10{,}1\ \mathrm{kg\cdot L^{-1}}

$$1\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}$$, soit $$1\ \mathrm{kg\cdot L^{-1}}$$

Explication

À 25 °C, la masse volumique de l’eau est approximativement de 1 g⋅mL−11\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}, ce qui équivaut à 1 kg⋅L−11\ \mathrm{kg\cdot L^{-1}}. La valeur en g⋅L−1\mathrm{g\cdot L^{-1}} proposée comme distracteur ne respecte pas cette conversion d’unités.

7. Quel rôle joue la constante d’Avogadro dans le calcul de la quantité de matière à partir d’un nombre d’entités ?

Elle permet de convertir le nombre d’entités en moles en le divisant par sa valeur.
Elle exprime le volume occupé par une mole de particules en litres.
Elle donne le nombre de grammes contenus dans une mole d’une espèce.
Elle permet de convertir une masse en moles en la multipliant par sa valeur.

Elle permet de convertir le nombre d’entités en moles en le divisant par sa valeur.

Explication

La constante d’Avogadro sert à relier le nombre d’entités à la quantité de matière selon n=NNAn=\frac{N}{N_A}. La conversion d’une masse en moles utilise plutôt la masse molaire.

8. Quelle différence distingue la masse molaire d’un élément à plusieurs isotopes de la masse molaire isotopique de chacun d’eux ?

La masse molaire de l’élément est la somme simple des masses isotopiques, indépendamment de leurs proportions.
La masse molaire de l’élément est la différence entre les masses isotopiques, pondérée par leurs proportions naturelles.
La masse molaire de l’élément est une moyenne pondérée des masses isotopiques selon leurs proportions naturelles.
La masse molaire de l’élément est celle de l’isotope le plus abondant, sans contribution des autres isotopes.

La masse molaire de l’élément est une moyenne pondérée des masses isotopiques selon leurs proportions naturelles.

Explication

La masse molaire de l’élément résulte de la somme des masses isotopiques pondérées par les proportions naturelles de chaque isotope. Une somme simple, sans tenir compte de ces proportions, ne représente pas cette moyenne pondérée.

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Quelle valeur définit la constante d’Avogadro dans la définition de la mole ?

6,022×1023 entiteˊs par mol6{,}022\times10^{23}\text{ entités par mol}

Quelle relation relie la quantité de matière au nombre d’entités ?

n=NNAn=\frac{N}{N_A}

Qu’est-ce que la masse molaire d’une espèce et dans quelle unité s’exprime-t-elle ?

C’est la masse d’une mole, exprimée en g·mol⁻¹.

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