QCM : Masse molaire et quantité de matière (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Que désigne la masse molaire d’une espèce chimique ?

Le nombre d’entités chimiques contenues dans une masse donnée d’échantillon
La masse d’une seule entité chimique, qu’il s’agisse d’un atome, d’un ion ou d’une molécule
La masse d’une mole d’entités chimiques identiques, qu’il s’agisse d’atomes, d’ions ou de molécules
La masse totale des isotopes différents présents dans une mole d’élément

La masse d’une mole d’entités chimiques identiques, qu’il s’agisse d’atomes, d’ions ou de molécules

Explication

La masse molaire correspond à la masse d’une mole d’entités identiques, quelle que soit leur nature chimique. La masse d’une seule entité est une grandeur différente et ne définit pas la masse molaire.

2. Pourquoi la masse molaire moyenne du chlore indiquée dans le tableau périodique tient-elle compte de ses isotopes ?

Elle dépend des masses des isotopes et de leurs proportions naturelles
Elle varie selon le nombre d’atomes de chlore dans chaque molécule courante
Elle correspond à la masse de l’isotope le plus abondant, sans tenir compte des autres
Elle est obtenue en additionnant les masses de tous les isotopes présents

Elle dépend des masses des isotopes et de leurs proportions naturelles

Explication

La valeur moyenne reflète à la fois la masse de chaque isotope et sa répartition naturelle. Elle ne se réduit donc pas nécessairement à la masse de l’isotope le plus abondant.

3. Pour déterminer la masse molaire d’une espèce monoatomique constituée de magnésium, quelle valeur faut-il utiliser ?

La masse molaire du magnésium multipliée par son numéro atomique
La masse molaire d’une molécule neutre contenant un atome de magnésium
La masse molaire du magnésium indiquée dans le tableau périodique
La somme des masses molaires des isotopes du magnésium présents

La masse molaire du magnésium indiquée dans le tableau périodique

Explication

Pour une espèce monoatomique, sa masse molaire est celle de l’élément correspondante dans le tableau périodique. Le numéro atomique n’est pas un facteur multiplicatif de cette masse molaire.

4. Comment calcule-t-on la masse molaire d’une molécule contenant deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène ?

En utilisant la masse molaire de l’oxygène sans tenir compte de l’hydrogène
En multipliant la masse molaire de l’oxygène par celle de l’hydrogène
En additionnant deux fois la masse molaire de l’hydrogène et une fois celle de l’oxygène
En additionnant une fois la masse molaire de l’hydrogène et deux fois celle de l’oxygène

En additionnant deux fois la masse molaire de l’hydrogène et une fois celle de l’oxygène

Explication

La masse molaire moléculaire est la somme des masses molaires de chaque élément, pondérées par le nombre de ses atomes. Inverser les coefficients attribuerait deux atomes à l’oxygène au lieu de l’hydrogène.

5. Pour calculer la masse molaire de l’ion chlorure Cl⁻, quelle référence utilise-t-on ?

La masse molaire de l’espèce neutre associée, le sodium
La masse molaire d’une molécule contenant un atome de chlore
La masse molaire du chlore augmentée de celle d’un proton
La masse molaire de l’espèce neutre associée, le chlore

La masse molaire de l’espèce neutre associée, le chlore

Explication

La masse molaire d’un ion est celle de l’espèce chimique neutre qui lui est associée, ici le chlore. Le sodium est associé à l’ion sodium, et non à l’ion chlorure.

6. Que mesure la quantité de matière d’un système ?

Le volume occupé par ses entités élémentaires
La masse d’une mole de ses entités élémentaires
Le nombre de ses entités élémentaires
La masse totale de ses entités élémentaires

Le nombre de ses entités élémentaires

Explication

La quantité de matière caractérise le nombre d’entités élémentaires présentes dans un système. La masse d’une mole correspond plutôt à la masse molaire.

7. Quelle est l’unité SI de la quantité de matière ?

La mole, de symbole mol
Le gramme par mole, de symbole g·mol⁻¹
Le gramme, de symbole g
Le nombre d’Avogadro, de symbole Nₐ

La mole, de symbole mol

Explication

L’unité SI de la quantité de matière est la mole, dont le symbole est mol. Le gramme mesure une masse, tandis que le gramme par mole exprime une masse molaire.

8. Combien d’entités élémentaires contient exactement une mole ?

6,022 140 76×10226{,}022\ 140\ 76\times10^{22} entités
6,022 140 76×10236{,}022\ 140\ 76\times10^{23} entités
6,022 140 76×10246{,}022\ 140\ 76\times10^{24} entités
6,022 140 76×10236{,}022\ 140\ 76\times10^{23} grammes d’entités

$$6{,}022\ 140\ 76\times10^{23}$$ entités

Explication

Une mole contient exactement 6,022 140 76×10236{,}022\ 140\ 76\times10^{23} entités élémentaires, nombre fixé pour la constante d’Avogadro. Modifier l’exposant change le nombre d’entités, et le gramme est une unité de masse, non un comptage.

9. Un mélange a une masse et un volume connus, mais les proportions de ses constituants ne sont pas précisées. Peut-on en déduire sa quantité de matière ?

Oui, en divisant sa masse par son volume.
Oui, car la masse et le volume déterminent directement cette quantité.
Non, car il faut aussi connaître les proportions des constituants.
Non, car il faut connaître uniquement le volume du mélange.

Non, car il faut aussi connaître les proportions des constituants.

Explication

La quantité de matière ne peut pas être déterminée à partir de la masse et du volume si les proportions des constituants sont inconnues. Le rapport entre masse et volume ne fournit pas, à lui seul, les informations nécessaires sur la composition du mélange.

10. Deux échantillons d’un mélange ont la même masse et le même volume, mais leurs proportions de constituants sont inconnues. Que peut-on conclure sur leur quantité de matière ?

Elle dépend du volume, mais pas des proportions des constituants.
Elle est nécessairement identique, puisque masse et volume sont égaux.
On ne peut pas la déterminer à partir de ces seules données.
Elle est égale à la masse de chaque échantillon divisée par son volume.

On ne peut pas la déterminer à partir de ces seules données.

Explication

Même lorsque la masse et le volume sont connus, la quantité de matière d’un mélange reste indéterminée si les proportions de ses constituants ne le sont pas. L’égalité de masse et de volume ne suffit donc pas à établir l’égalité des quantités de matière.

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Qu’est-ce que la masse molaire ?

La masse d’une mole d’entités chimiques identiques.

Comment note-t-on la masse molaire et dans quelle unité s’exprime-t-elle ?

Elle se note M et s’exprime en g·mol⁻¹.

Comment détermine-t-on la masse molaire d’une espèce chimique monoatomique ?

C’est celle de l’élément indiquée dans le tableau périodique.

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