QCM : La mole et les grandeurs molaires — 16 questions

Question 1

1. Que désigne une mole en chimie ?

Un paquet d’entités chimiques comme des atomes, des ions ou des molécules

Le nombre total de particules présentes dans un échantillon donné

La masse d’un échantillon formé d’atomes, d’ions ou de molécules

Le volume occupé par des particules chimiques dans un récipient

Explication

La mole est l’unité de la quantité de matière et représente un paquet d’entités chimiques. Le nombre total de particules est noté $N$ , tandis que la mole décrit la quantité de matière correspondante.

Answer

Un paquet d’entités chimiques comme des atomes, des ions ou des molécules

Question 2

2. Combien d’entités chimiques contient une mole ?

Environ

3{,}01 \times 10^{23}

entités

Environ

6{,}02 \times 10^{22}

entités

Environ

1{,}00 \times 10^{24}

entités

Environ

6{,}02 \times 10^{23}

entités

Explication

Une mole contient environ $6{,}02 \times 10^{23}$ entités, valeur appelée constante d’Avogadro et notée $N_A$ . Le symbole $N$ désigne plutôt le nombre total d’entités de l’échantillon.

Answer

Environ $$6{,}02 \times 10^{23}$$ entités

Question 3

3. Un échantillon contient $1{,}204 \times 10^{24}$ molécules. Quelle est sa quantité de matière, avec $N_A=6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

0{,}50\ \mathrm{mol}

1{,}204\times10^{24}\ \mathrm{mol}

2{,}00\ \mathrm{mol}

7{,}23\times10^{47}\ \mathrm{mol}

Explication

La relation $n=\frac{N}{N_A}$ donne $n=\frac{1{,}204\times10^{24}}{6{,}02\times10^{23}}=2{,}00\ \mathrm{mol}$ . La constante $N_A$ indique un nombre d’entités par mole et ne constitue pas la quantité de matière de l’échantillon.

Answer

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

Question 4

4. Quelle grandeur correspond à la masse d’une mole d’entités chimiques et s’exprime en $\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

Le nombre d’entités

N

La quantité de matière

n

La masse de l’échantillon

m

La masse molaire

M

Explication

La masse molaire $M$ est la masse associée à une mole d’entités et son unité est le $\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . La masse $m$ concerne un échantillon donné, tandis que $n$ et $N$ décrivent respectivement une quantité de matière et un nombre de particules.

Answer

La masse molaire $$M$$

Question 5

5. Comment obtient-on la masse molaire moléculaire d’une molécule ?

En multipliant la masse molaire d’un atome par la charge de la molécule

En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses atomes

En utilisant la masse molaire atomique de l’élément le plus présent

En soustrayant les masses molaires des atomes les moins nombreux

Explication

La masse molaire moléculaire est la somme des masses molaires atomiques de tous les atomes composant la molécule. La masse molaire atomique correspond à une espèce d’atome et ne suffit pas à décrire une molécule entière.

Answer

En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses atomes

Question 6

6. Pourquoi la charge d’un ion n’est-elle pas prise en compte dans le calcul usuel de sa masse molaire ?

Parce que la charge électrique remplace la masse des atomes constituants

Parce que les ions possèdent une masse molaire indépendante de leur composition

Parce que la masse des électrons est négligeable devant celle des nucléons

Parce que la charge modifie le nombre de nucléons de l’ion

Explication

Pour un ion monoatomique ou polyatomique, la masse molaire se calcule en négligeant la masse des électrons, très faible devant celle des nucléons. La charge électrique ne change donc pas de façon significative la masse molaire calculée.

Answer

Parce que la masse des électrons est négligeable devant celle des nucléons

Question 7

7. Deux gaz différents sont comparés dans les mêmes conditions de température et de pression. Que peut-on affirmer concernant leur volume molaire ?

Le gaz le plus lourd possède le plus grand volume molaire

Le gaz contenant le plus d’atomes possède le plus grand volume molaire

Ils ont le même volume molaire dans ces conditions

Leur volume molaire dépend principalement de leur nature chimique

Explication

Pour des gaz placés à la même température et à la même pression, le volume molaire est identique quelle que soit leur nature. Sa valeur varie toutefois lorsque la température ou la pression change.

Answer

Ils ont le même volume molaire dans ces conditions

Question 8

8. À $20\ ^\circ\mathrm{C}$ , quelle est la valeur du volume molaire d’un gaz soumis à une pression égale à deux fois la pression atmosphérique ?

48{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

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

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

12{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

Explication

À $20\ ^\circ\mathrm{C}$ , le volume molaire vaut $12{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ lorsque la pression atteint deux fois la pression atmosphérique. La valeur $24{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ correspond à la pression atmosphérique à cette température.

Answer

$$12{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$$

Question 9

9. Quelle quantité de matière contient un échantillon de 500 mg de vitamine C, sachant que sa masse molaire vaut $176{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

8{,}80\times10^{-2}\ \mathrm{mol}

2{,}84\times10^{-3}\ \mathrm{mol}

3{,}52\times10^{-1}\ \mathrm{mol}

2{,}84\times10^{3}\ \mathrm{mol}

Explication

Il faut d’abord convertir 500 mg en 0,500 g, puis appliquer $n=\frac{m}{M}$ , ce qui donne environ $2{,}84\times10^{-3}\ \mathrm{mol}$ . La valeur en grammes ne doit pas être utilisée comme si elle était exprimée en milligrammes.

Answer

$$2{,}84\times10^{-3}\ \mathrm{mol}$$

Question 10

10. Un corps pur solide possède une masse volumique $\rho_A$ , un volume $V_A$ et une masse molaire $M_A$ . Quelle expression donne sa quantité de matière ?

n_A=\rho_A\times V_A\times M_A

n_A=\frac{\rho_A\times V_A}{M_A}

n_A=\frac{M_A}{\rho_A\times V_A}

n_A=\frac{\rho_A}{V_A\times M_A}

Explication

On obtient d’abord la masse par $m_A=\rho_A V_A$ , puis la quantité de matière par $n_A=\frac{m_A}{M_A}$ . La masse volumique doit donc être multipliée par le volume avant la division par la masse molaire.

Answer

$$n_A=\frac{\rho_A\times V_A}{M_A}$$

Question 11

11. Quelle condition faut-il respecter lorsqu’on utilise une masse volumique dans un calcul de quantité de matière ?

Utiliser une masse volumique en grammes par litre avec une masse en kilogrammes.

Exprimer tout volume en mètres cubes, quelle que soit la masse volumique.

Employer des unités cohérentes entre masse volumique, volume et masse molaire.

Convertir toute masse volumique en unité de kilogramme par litre.

Explication

La masse volumique peut être exprimée en $\mathrm{g\cdot L^{-1}}$ , $\mathrm{g\cdot mL^{-1}}$ ou $\mathrm{kg\cdot m^{-3}}$ , mais les unités doivent être compatibles dans la relation utilisée. Une conversion imposée vers une seule unité n’est pas nécessaire si les autres grandeurs sont adaptées.

Answer

Employer des unités cohérentes entre masse volumique, volume et masse molaire.

Question 12

12. Un gaz occupe un volume $V_{gaz}$ et le volume molaire vaut $V_m$ . Quelle relation permet de déterminer sa quantité de matière ?

n_{gaz}=\frac{V_{gaz}}{V_m}

n_{gaz}=\frac{V_m}{V_{gaz}}

n_{gaz}=V_{gaz}+V_m

n_{gaz}=V_{gaz}\times V_m

Explication

Pour un gaz, la quantité de matière est le volume du gaz divisé par le volume molaire. La relation inverse permet de calculer le volume à partir de la quantité de matière, mais elle ne donne pas directement $n_{gaz}$ .

Answer

$$n_{gaz}=\frac{V_{gaz}}{V_m}$$

Question 13

13. Comment définit-on la concentration en quantité de matière d’un soluté dans une solution ?

C=\frac{V_{sol}}{n_{soluté}}

, en

\mathrm{g\cdot L^{-1}}

C=\frac{n_{soluté}}{V_{sol}}

, en

\mathrm{mol\cdot L^{-1}}

C=\frac{n_{soluté}}{m_{soluté}}

, en

\mathrm{L\cdot mol^{-1}}

C=\frac{m_{soluté}}{V_{sol}}

, en

\mathrm{mol\cdot L^{-1}}

Explication

La concentration molaire correspond à la quantité de matière de soluté par volume de solution et s’exprime en moles par litre. Le rapport de la masse au volume décrit plutôt une concentration en masse.

Answer

$$C=\frac{n_{soluté}}{V_{sol}}$$, en $$\mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Question 14

14. Quelle succession d’étapes décrit correctement la préparation d’une solution par dissolution ?

Rincer, tarer, ajouter de l’eau, peser la fiole pleine, filtrer le soluté et homogénéiser.

Tarer, peser, introduire dans la fiole, rincer, ajouter de l’eau, agiter, ajuster au trait et homogénéiser.

Peser, ajuster au trait, tarer, chauffer, rincer, boucher et filtrer la solution.

Tarer, peser, verser dans un bécher, évaporer l’eau, ajuster au trait et refroidir.

Explication

La dissolution suit une séquence précise destinée à transférer quantitativement le soluté puis à atteindre le volume étalonné dans la fiole jaugée. L’ajustement au trait intervient après l’ajout initial d’eau et l’agitation, et non avant la pesée ou le transfert.

Answer

Tarer, peser, introduire dans la fiole, rincer, ajouter de l’eau, agiter, ajuster au trait et homogénéiser.

Question 15

15. Lors d’une dilution, comment exprime-t-on le facteur de dilution $F$ ?

F=\frac{C_m}{C_f}=\frac{V_m}{V_f}

, avec

F>1

F=C_mC_f=V_mV_f

, avec

F>1

F=\frac{C_f}{C_m}=\frac{V_f}{V_m}

, avec

F>1

F=\frac{C_m}{C_f}=\frac{V_f}{V_m}

, avec

F>1

Explication

Le facteur de dilution compare la concentration mère à la concentration fille et le volume final au volume prélevé. La dilution diminue la concentration, tandis que le volume final est supérieur au volume de solution mère utilisé.

Answer

$$F=\frac{C_m}{C_f}=\frac{V_f}{V_m}$$, avec $$F>1$$

Question 16

16. Quelle égalité traduit la conservation de la quantité de matière du soluté lors d’une dilution ?

n_m+n_f=0

et

C_mV_f=C_fV_m

n_m=n_f

et

C_mV_m=C_fV_f

n_mV_m=n_fV_f

et

C_m+C_f=0

n_m=n_f

et

C_mV_f=C_fV_m

Explication

La dilution ajoute du solvant sans retirer ni créer de soluté, donc la quantité de matière reste la même et conduit à $C_mV_m=C_fV_f$ . L’égalité croisée avec les volumes inversés ne représente pas cette conservation.

Answer

$$n_m=n_f$$ et $$C_mV_m=C_fV_f$$

QCM : La mole et les grandeurs molaires — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que désigne une mole en chimie ?

2. Combien d’entités chimiques contient une mole ?

3. Un échantillon contient $1{,}204 \times 10^{24}$ molécules. Quelle est sa quantité de matière, avec $N_A=6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

4. Quelle grandeur correspond à la masse d’une mole d’entités chimiques et s’exprime en $\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

5. Comment obtient-on la masse molaire moléculaire d’une molécule ?

6. Pourquoi la charge d’un ion n’est-elle pas prise en compte dans le calcul usuel de sa masse molaire ?

7. Deux gaz différents sont comparés dans les mêmes conditions de température et de pression. Que peut-on affirmer concernant leur volume molaire ?

8. À $20\ ^\circ\mathrm{C}$ , quelle est la valeur du volume molaire d’un gaz soumis à une pression égale à deux fois la pression atmosphérique ?

9. Quelle quantité de matière contient un échantillon de 500 mg de vitamine C, sachant que sa masse molaire vaut $176{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

10. Un corps pur solide possède une masse volumique $\rho_A$ , un volume $V_A$ et une masse molaire $M_A$ . Quelle expression donne sa quantité de matière ?

11. Quelle condition faut-il respecter lorsqu’on utilise une masse volumique dans un calcul de quantité de matière ?

12. Un gaz occupe un volume $V_{gaz}$ et le volume molaire vaut $V_m$ . Quelle relation permet de déterminer sa quantité de matière ?

13. Comment définit-on la concentration en quantité de matière d’un soluté dans une solution ?

14. Quelle succession d’étapes décrit correctement la préparation d’une solution par dissolution ?

15. Lors d’une dilution, comment exprime-t-on le facteur de dilution $F$ ?

16. Quelle égalité traduit la conservation de la quantité de matière du soluté lors d’une dilution ?

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QCM : La mole et les grandeurs molaires — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que désigne une mole en chimie ?

2. Combien d’entités chimiques contient une mole ?

3. Un échantillon contient 1,204×10241{,}204 \times 10^{24}1,204×1024 molécules. Quelle est sa quantité de matière, avec NA=6,02×1023 mol−1N_A=6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}NA​=6,02×1023 mol−1 ?

4. Quelle grandeur correspond à la masse d’une mole d’entités chimiques et s’exprime en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}g⋅mol−1 ?

5. Comment obtient-on la masse molaire moléculaire d’une molécule ?

6. Pourquoi la charge d’un ion n’est-elle pas prise en compte dans le calcul usuel de sa masse molaire ?

7. Deux gaz différents sont comparés dans les mêmes conditions de température et de pression. Que peut-on affirmer concernant leur volume molaire ?

8. À 20 ∘C20\ ^\circ\mathrm{C}20 ∘C, quelle est la valeur du volume molaire d’un gaz soumis à une pression égale à deux fois la pression atmosphérique ?

9. Quelle quantité de matière contient un échantillon de 500 mg de vitamine C, sachant que sa masse molaire vaut 176,0 g⋅mol−1176{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}176,0 g⋅mol−1 ?

10. Un corps pur solide possède une masse volumique ρA\rho_AρA​, un volume VAV_AVA​ et une masse molaire MAM_AMA​. Quelle expression donne sa quantité de matière ?

11. Quelle condition faut-il respecter lorsqu’on utilise une masse volumique dans un calcul de quantité de matière ?

12. Un gaz occupe un volume VgazV_{gaz}Vgaz​ et le volume molaire vaut VmV_mVm​. Quelle relation permet de déterminer sa quantité de matière ?

13. Comment définit-on la concentration en quantité de matière d’un soluté dans une solution ?

14. Quelle succession d’étapes décrit correctement la préparation d’une solution par dissolution ?

15. Lors d’une dilution, comment exprime-t-on le facteur de dilution FFF ?

16. Quelle égalité traduit la conservation de la quantité de matière du soluté lors d’une dilution ?

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3. Un échantillon contient $1{,}204 \times 10^{24}$ molécules. Quelle est sa quantité de matière, avec $N_A=6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

4. Quelle grandeur correspond à la masse d’une mole d’entités chimiques et s’exprime en $\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

8. À $20\ ^\circ\mathrm{C}$ , quelle est la valeur du volume molaire d’un gaz soumis à une pression égale à deux fois la pression atmosphérique ?

9. Quelle quantité de matière contient un échantillon de 500 mg de vitamine C, sachant que sa masse molaire vaut $176{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

10. Un corps pur solide possède une masse volumique $\rho_A$ , un volume $V_A$ et une masse molaire $M_A$ . Quelle expression donne sa quantité de matière ?

12. Un gaz occupe un volume $V_{gaz}$ et le volume molaire vaut $V_m$ . Quelle relation permet de déterminer sa quantité de matière ?

15. Lors d’une dilution, comment exprime-t-on le facteur de dilution $F$ ?