QCM : La mole et les solutions (20 questions)

Question 1

1. Quelle grandeur permet de dénombrer des atomes, des molécules ou des ions en chimie ?

La masse, exprimée en gramme

La quantité de matière, exprimée en mole

Le nombre d’entités, exprimé en mole

La masse molaire, exprimée en gramme par mole

Explication

La quantité de matière sert à dénombrer les entités chimiques et son unité est la mole, de symbole mol. La masse molaire décrit la masse correspondant à une mole, tandis que le nombre d’entités est une grandeur sans unité.

Answer

La quantité de matière, exprimée en mole

Question 2

2. Un échantillon contient $1{,}204 \times 10^{24}$ molécules ; quelle quantité de matière contient-il, avec $N_A = 6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

1{,}204 \times 10^{24}\ \mathrm{mol}

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

0{,}50\ \mathrm{mol}

2{,}00\ \mathrm{mol}

Explication

La relation $n = \frac{N}{N_A}$ donne ici $n = \frac{1{,}204 \times 10^{24}}{6{,}02 \times 10^{23}} = 2{,}00\ \mathrm{mol}$ . Le nombre de molécules $N$ est sans unité et ne doit pas être confondu avec la quantité de matière $n$ .

Answer

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

Question 3

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

Le nombre d’entités présentes dans une mole

La masse d’un échantillon quelconque de cette espèce

La masse d’une mole d’entités identiques

La masse d’un seul atome de cette espèce

Explication

La masse molaire correspond à la masse d’une mole d’entités chimiques identiques et s’exprime en $\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . La masse, elle, caractérise un échantillon donné et s’exprime en grammes.

Answer

La masse d’une mole d’entités identiques

Question 4

4. Comment détermine-t-on la masse molaire d’une molécule à partir de sa formule chimique ?

En additionnant les masses molaires de ses atomes

En divisant la masse molaire d’un élément par le nombre d’atomes présents

En utilisant la masse molaire d’un seul de ses éléments

En multipliant la masse molaire de chaque élément par le nombre total d’atomes

Explication

La masse molaire moléculaire est obtenue en additionnant les contributions de tous les atomes constituant la molécule. Utiliser la masse molaire d’un seul élément négligerait les autres atomes de la formule.

Answer

En additionnant les masses molaires de ses atomes

Question 5

5. Quelle quantité de matière obtient-on avec une masse $m = 10{,}0\ \mathrm{g}$ et une masse molaire $M = 20{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

2{,}00\ \mathrm{mol}

30{,}0\ \mathrm{mol}

200\ \mathrm{mol}

0{,}50\ \mathrm{mol}

Explication

On applique $n = \frac{m}{M}$ , soit $n = \frac{10{,}0}{20{,}0} = 0{,}50\ \mathrm{mol}$ . La multiplication de $m$ par $M$ ne correspond pas à la relation reliant la masse et la quantité de matière.

Answer

$$0{,}50\ \mathrm{mol}$$

Question 6

6. Un liquide pur a une masse volumique $\rho = 0{,}80\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}$ , un volume $V = 50\ \mathrm{mL}$ et une masse molaire $M = 40\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ; quelle est sa quantité de matière ?

1{,}0\ \mathrm{mol}

0{,}016\ \mathrm{mol}

62{,}5\ \mathrm{mol}

40\ \mathrm{mol}

Explication

La masse du liquide vaut $m = \rho V = 0{,}80 \times 50 = 40\ \mathrm{g}$ , puis $n = \frac{m}{M} = \frac{40}{40} = 1{,}0\ \mathrm{mol}$ . La masse volumique doit d’abord être combinée au volume pour obtenir la masse de l’échantillon.

Answer

$$1{,}0\ \mathrm{mol}$$

Question 7

7. Quelle quantité de matière contient un gaz de volume $V = 12{,}0\ \mathrm{L}$ à 20 °C et 1013 hPa, sachant que $V_m = 24{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ dans ces conditions ?

0{,}50\ \mathrm{mol}

12{,}0\ \mathrm{mol}

2{,}00\ \mathrm{mol}

24{,}0\ \mathrm{mol}

Explication

Dans ces conditions, la relation $n = \frac{V}{V_m}$ donne $n = \frac{12{,}0}{24{,}0} = 0{,}50\ \mathrm{mol}$ . Le volume molaire n’est pas une constante indépendante des conditions : il dépend notamment de la température et de la pression.

Answer

$$0{,}50\ \mathrm{mol}$$

Question 8

8. Quelle unité convient à l’expression de la concentration molaire d’une solution ?

mol·g⁻¹

g·L⁻¹

mol·L⁻¹

L·mol⁻¹

Explication

La concentration molaire mesure la quantité de matière de soluté par volume de solution et s’exprime donc en mol·L⁻¹. L’unité g·L⁻¹ correspond à la concentration massique, qui décrit une masse par volume.

Answer

mol·L⁻¹

Question 9

9. Une solution contient une quantité de matière de soluté égale à 0,30 mol dans un volume de 0,50 L. Quelle est sa concentration molaire ?

0,60 mol·L⁻¹

0,20 mol·L⁻¹

1,67 mol·L⁻¹

0,15 mol·L⁻¹

Explication

La relation $c=\frac{n}{V}$ donne ici $c=\frac{0,30}{0,50}=0,60\ \text{mol·L}^{-1}$ . Multiplier la quantité de matière par le volume donnerait une grandeur qui n’est pas une concentration.

Answer

0,60 mol·L⁻¹

Question 10

10. Quelle succession d’opérations décrit correctement la préparation d’une solution par dissolution ?

Peser le soluté, le placer dans un bécher puis évaporer l’eau jusqu’au volume voulu.

Prélever une solution mère, la transférer dans une fiole jaugée puis compléter avec de l’eau.

Verser de l’eau dans une coupelle, ajouter le soluté puis transvaser sans rinçage.

Peser le soluté, le transférer dans une fiole jaugée, rincer la coupelle puis compléter avec de l’eau.

Explication

La dissolution part d’un soluté pesé, introduit dans une fiole jaugée, puis la coupelle est rincée avant l’ajustement au volume. Le prélèvement d’une solution mère caractérise une dilution et non une dissolution.

Answer

Peser le soluté, le transférer dans une fiole jaugée, rincer la coupelle puis compléter avec de l’eau.

Question 11

11. Quelle masse de soluté faut-il peser pour préparer 0,250 L d’une solution de concentration $0,40\ \text{mol·L}^{-1}$ avec un soluté de masse molaire $80\ \text{g·mol}^{-1}$ ?

80 g

8,0 g

0,125 g

32 g

Explication

La relation $m=cVM$ donne $m=0,40\times0,250\times80=8,0\ \text{g}$ . La masse dépend à la fois de la concentration, du volume final et de la masse molaire, et pas du volume seul.

Answer

La quantité de matière

Answer

C’est une grandeur sans unité liée à l’absorption d’une radiation de longueur d’onde donnée.

Answer

Lorsque sa longueur d’onde d’absorbance maximale est comprise entre 400 nm et 800 nm.

Answer

La couleur complémentaire de l’orange

Answer

$$A = \varepsilon \ell c$$

Answer

Elle varie selon une relation linéaire $$A = kc$$.

Answer

Préparer des étalons, mesurer leurs absorbances, tracer $$A=f(c)$$, puis lire la concentration inconnue.

Question 12

12. Lors d’une dilution, quelle grandeur du soluté reste conservée entre la solution mère et la solution fille ?

La concentration molaire

Le volume de solution

La masse de solvant

La quantité de matière

Explication

Lors d’une dilution, le soluté est transféré de la solution mère vers la solution fille sans perte supposée, donc sa quantité de matière vérifie $n_{\mathrm{mère}}=n_{\mathrm{fille}}$ . La concentration change parce que le volume de la solution augmente.

Question 13

13. Une solution mère de concentration $1,2\ \text{mol·L}^{-1}$ sert à préparer une solution fille de concentration $0,30\ \text{mol·L}^{-1}$ . Quel est le facteur de dilution ?

4

1,5

0,25

3,6

Explication

Le facteur de dilution vaut $F=\frac{c_{\mathrm{mère}}}{c_{\mathrm{fille}}}=\frac{1,2}{0,30}=4$ . Un facteur inférieur à 1 ne convient pas, car une dilution diminue la concentration et le facteur est supérieur à 1.

Question 14

14. Quelle caractéristique décrit correctement l’absorbance d’une solution ?

C’est une longueur exprimée en nanomètres qui indique la couleur principalement transmise.

C’est une masse exprimée en grammes qui mesure la quantité de soluté dissous.

C’est une grandeur sans unité liée à l’absorption d’une radiation de longueur d’onde donnée.

C’est une intensité lumineuse exprimée en watts après traversée de la solution.

Explication

L’absorbance caractérise l’aptitude d’une espèce dissoute à absorber une radiation à une longueur d’onde donnée et ne possède pas d’unité. La longueur d’onde, en revanche, est une grandeur distincte qui peut s’exprimer en nanomètres.

Question 15

15. Une solution transmet une intensité lumineuse $I=25$ lorsque l’intensité incidente vaut $I_0=100$ . Quelle est son absorbance ?

0,60

4,0

0,25

1,39

Explication

La transmittance vaut $T=\frac{I}{I_0}=0,25$ , puis $A=-\log(0,25)\approx0,60$ . La valeur 0,25 est la transmittance et non l’absorbance, car l’absorbance est le logarithme inverse de ce rapport.

Question 16

16. Dans quelle situation une solution est-elle colorée dans le domaine visible ?

Lorsque sa longueur d’onde d’absorbance maximale est comprise entre 400 nm et 800 nm.

Lorsque sa longueur d’onde d’absorbance maximale est inférieure à 200 nm.

Lorsque son absorbance maximale se situe uniquement dans l’infrarouge.

Lorsque sa transmittance est identique pour toutes les longueurs d’onde.

Explication

Une solution est colorée lorsque son maximum d’absorbance appartient au domaine visible, compris entre 400 nm et 800 nm. Une absorption maximale dans l’ultraviolet ou l’infrarouge ne correspond pas directement à une couleur visible observée.

Question 17

17. Une solution absorbe principalement une radiation orange dans le domaine visible. Quelle couleur est principalement observée ?

La couleur complémentaire de l’orange

La couleur orange elle-même

Une couleur déterminée par la masse de soluté

La couleur correspondant à la radiation la plus absorbée

Explication

La couleur observée est la couleur complémentaire de la radiation associée au maximum d’absorbance. Elle ne correspond donc pas directement à la couleur de la radiation principalement absorbée.

Question 18

18. À longueur d’onde donnée, quelle relation exprime la loi de Beer-Lambert entre l’absorbance, l’épaisseur traversée et la concentration ?

A = \varepsilon + \ell + c

A = \frac{\ell}{\varepsilon c}

A = \varepsilon \ell c

A = \frac{\varepsilon c}{\ell}

Explication

La loi de Beer-Lambert s’écrit $A = \varepsilon \ell c$ , où $\varepsilon$ est le coefficient d’extinction molaire, $\ell$ l’épaisseur traversée et $c$ la concentration. La relation proposée avec une division par $\ell$ ne correspond pas à cette loi.

Question 19

19. Pour une même espèce chimique mesurée dans une même cuve, comment varie l’absorbance avec la concentration ?

Elle varie selon une relation inverse

A = \frac{k}{c}

.

Elle suit une relation quadratique

A = kc^2

.

Elle varie selon une relation linéaire

A = kc

.

Elle reste constante lorsque la concentration change.

Explication

Lorsque l’espèce chimique et la cuve sont fixées, $\varepsilon$ et $\ell$ sont constants, ce qui conduit à $A = kc$ et à une proportionnalité entre absorbance et concentration. Une relation inverse décrirait une dépendance différente de celle prévue par Beer-Lambert dans ces conditions.

Question 20

20. Quelle démarche permet de déterminer la concentration d’une solution inconnue par dosage par étalonnage ?

Préparer un étalon unique, mesurer son volume, puis calculer la concentration sans utiliser l’absorbance.

Préparer des étalons, mesurer leurs absorbances, tracer

A=f(c)

, puis lire la concentration inconnue.

Tracer la concentration en fonction du temps, puis déduire l’inconnue à partir de sa durée d’exposition.

Mesurer l’inconnue, ajouter un réactif indicateur, puis comparer directement sa couleur aux étalons.

Explication

Le dosage par étalonnage repose sur des solutions étalons dont les absorbances servent à construire la courbe $A=f(c)$ , puis sur la lecture graphique de la concentration correspondant à l’absorbance de l’inconnue. La comparaison visuelle des couleurs ne remplace pas cette mesure spectrophotométrique et cette courbe d’étalonnage.

QCM : La mole et les solutions (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle grandeur permet de dénombrer des atomes, des molécules ou des ions en chimie ?

2. Un échantillon contient $1{,}204 \times 10^{24}$ molécules ; quelle quantité de matière contient-il, avec $N_A = 6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

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

4. Comment détermine-t-on la masse molaire d’une molécule à partir de sa formule chimique ?

5. Quelle quantité de matière obtient-on avec une masse $m = 10{,}0\ \mathrm{g}$ et une masse molaire $M = 20{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

6. Un liquide pur a une masse volumique $\rho = 0{,}80\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}$ , un volume $V = 50\ \mathrm{mL}$ et une masse molaire $M = 40\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ; quelle est sa quantité de matière ?

7. Quelle quantité de matière contient un gaz de volume $V = 12{,}0\ \mathrm{L}$ à 20 °C et 1013 hPa, sachant que $V_m = 24{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ dans ces conditions ?

8. Quelle unité convient à l’expression de la concentration molaire d’une solution ?

9. Une solution contient une quantité de matière de soluté égale à 0,30 mol dans un volume de 0,50 L. Quelle est sa concentration molaire ?

10. Quelle succession d’opérations décrit correctement la préparation d’une solution par dissolution ?

11. Quelle masse de soluté faut-il peser pour préparer 0,250 L d’une solution de concentration $0,40\ \text{mol·L}^{-1}$ avec un soluté de masse molaire $80\ \text{g·mol}^{-1}$ ?

12. Lors d’une dilution, quelle grandeur du soluté reste conservée entre la solution mère et la solution fille ?

13. Une solution mère de concentration $1,2\ \text{mol·L}^{-1}$ sert à préparer une solution fille de concentration $0,30\ \text{mol·L}^{-1}$ . Quel est le facteur de dilution ?

14. Quelle caractéristique décrit correctement l’absorbance d’une solution ?

15. Une solution transmet une intensité lumineuse $I=25$ lorsque l’intensité incidente vaut $I_0=100$ . Quelle est son absorbance ?

16. Dans quelle situation une solution est-elle colorée dans le domaine visible ?

17. Une solution absorbe principalement une radiation orange dans le domaine visible. Quelle couleur est principalement observée ?

18. À longueur d’onde donnée, quelle relation exprime la loi de Beer-Lambert entre l’absorbance, l’épaisseur traversée et la concentration ?

19. Pour une même espèce chimique mesurée dans une même cuve, comment varie l’absorbance avec la concentration ?

20. Quelle démarche permet de déterminer la concentration d’une solution inconnue par dosage par étalonnage ?

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QCM : La mole et les solutions (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle grandeur permet de dénombrer des atomes, des molécules ou des ions en chimie ?

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

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

4. Comment détermine-t-on la masse molaire d’une molécule à partir de sa formule chimique ?

5. Quelle quantité de matière obtient-on avec une masse m=10,0 gm = 10{,}0\ \mathrm{g}m=10,0 g et une masse molaire M=20,0 g⋅mol−1M = 20{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}M=20,0 g⋅mol−1 ?

6. Un liquide pur a une masse volumique ρ=0,80 g⋅mL−1\rho = 0{,}80\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}ρ=0,80 g⋅mL−1, un volume V=50 mLV = 50\ \mathrm{mL}V=50 mL et une masse molaire M=40 g⋅mol−1M = 40\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}M=40 g⋅mol−1 ; quelle est sa quantité de matière ?

7. Quelle quantité de matière contient un gaz de volume V=12,0 LV = 12{,}0\ \mathrm{L}V=12,0 L à 20 °C et 1013 hPa, sachant que Vm=24,0 L⋅mol−1V_m = 24{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}Vm​=24,0 L⋅mol−1 dans ces conditions ?

8. Quelle unité convient à l’expression de la concentration molaire d’une solution ?

9. Une solution contient une quantité de matière de soluté égale à 0,30 mol dans un volume de 0,50 L. Quelle est sa concentration molaire ?

10. Quelle succession d’opérations décrit correctement la préparation d’une solution par dissolution ?

11. Quelle masse de soluté faut-il peser pour préparer 0,250 L d’une solution de concentration 0,40 mol⋅L−10,40\ \text{mol·L}^{-1}0,40 mol⋅L−1 avec un soluté de masse molaire 80 g⋅mol−180\ \text{g·mol}^{-1}80 g⋅mol−1 ?

12. Lors d’une dilution, quelle grandeur du soluté reste conservée entre la solution mère et la solution fille ?

13. Une solution mère de concentration 1,2 mol⋅L−11,2\ \text{mol·L}^{-1}1,2 mol⋅L−1 sert à préparer une solution fille de concentration 0,30 mol⋅L−10,30\ \text{mol·L}^{-1}0,30 mol⋅L−1. Quel est le facteur de dilution ?

14. Quelle caractéristique décrit correctement l’absorbance d’une solution ?

15. Une solution transmet une intensité lumineuse I=25I=25I=25 lorsque l’intensité incidente vaut I0=100I_0=100I0​=100. Quelle est son absorbance ?

16. Dans quelle situation une solution est-elle colorée dans le domaine visible ?

17. Une solution absorbe principalement une radiation orange dans le domaine visible. Quelle couleur est principalement observée ?

18. À longueur d’onde donnée, quelle relation exprime la loi de Beer-Lambert entre l’absorbance, l’épaisseur traversée et la concentration ?

19. Pour une même espèce chimique mesurée dans une même cuve, comment varie l’absorbance avec la concentration ?

20. Quelle démarche permet de déterminer la concentration d’une solution inconnue par dosage par étalonnage ?

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2. Un échantillon contient $1{,}204 \times 10^{24}$ molécules ; quelle quantité de matière contient-il, avec $N_A = 6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

5. Quelle quantité de matière obtient-on avec une masse $m = 10{,}0\ \mathrm{g}$ et une masse molaire $M = 20{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

6. Un liquide pur a une masse volumique $\rho = 0{,}80\ \mathrm{g\cdot mL^{-1}}$ , un volume $V = 50\ \mathrm{mL}$ et une masse molaire $M = 40\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ; quelle est sa quantité de matière ?

7. Quelle quantité de matière contient un gaz de volume $V = 12{,}0\ \mathrm{L}$ à 20 °C et 1013 hPa, sachant que $V_m = 24{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ dans ces conditions ?

11. Quelle masse de soluté faut-il peser pour préparer 0,250 L d’une solution de concentration $0,40\ \text{mol·L}^{-1}$ avec un soluté de masse molaire $80\ \text{g·mol}^{-1}$ ?

13. Une solution mère de concentration $1,2\ \text{mol·L}^{-1}$ sert à préparer une solution fille de concentration $0,30\ \text{mol·L}^{-1}$ . Quel est le facteur de dilution ?

15. Une solution transmet une intensité lumineuse $I=25$ lorsque l’intensité incidente vaut $I_0=100$ . Quelle est son absorbance ?