QCM : Milieu aqueux et grandeurs chimiques — 21 questions

Questions et réponses du QCM

1. Une solution contient 0,300,30 mol de soluté dans 0,1500,150 L de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

2,0 mol⋅L−12,0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,045 mol⋅L−10,045\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,150 mol⋅L−10,150\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,50 mol⋅L−10,50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

$$2,0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

La concentration molaire est donnée par C=nVC = \frac{n}{V}, donc C=0,300,150=2,0 mol⋅L−1C = \frac{0,30}{0,150} = 2,0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. Le produit de la quantité de matière par le volume ne correspond pas à la formule de la concentration.

2. Quelle expression permet de calculer la concentration massique d’une solution ?

Cm=VmC_m = \frac{V}{m}
Cm=m×VC_m = m \times V
Cm=mVC_m = \frac{m}{V}
Cm=nVC_m = \frac{n}{V}

$$C_m = \frac{m}{V}$$

Explication

La concentration massique compare la masse de soluté au volume de solution selon Cm=mVC_m = \frac{m}{V}. L’expression nV\frac{n}{V} correspond à la concentration molaire, qui utilise une quantité de matière.

3. Quelle conversion de volume convient pour calculer une concentration en mol⋅L−1\mathrm{mol\cdot L^{-1}} à partir d’un volume de 500500 mL ?

0,5000,500 L
50,050,0 L
5,005,00 L
500500 L

$$0,500$$ L

Explication

Pour utiliser une concentration en mol⋅L−1\mathrm{mol\cdot L^{-1}}, le volume doit être exprimé en litres ; 500500 mL valent donc 0,5000,500 L. Une valeur de 5,005,00 L correspondrait à une conversion incorrecte d’un facteur dix.

4. Quel rôle la mole joue-t-elle en chimie ?

Indiquer la température d’une substance
Compter un très grand nombre d’entités chimiques
Exprimer le volume occupé par une solution
Mesurer directement la masse d’un échantillon

Compter un très grand nombre d’entités chimiques

Explication

La mole est une unité utilisée pour compter un très grand nombre d’entités chimiques. La masse, elle, se mesure notamment en grammes et ne constitue pas la définition de la mole.

5. Dans une solution aqueuse, quelle substance joue le rôle de solvant ?

L’eau qui dissout les autres substances
Le mélange final de toutes les substances
Le soluté solide ajouté à la solution
La substance présente en plus petite quantité

L’eau qui dissout les autres substances

Explication

Une solution aqueuse est définie par la présence de l’eau comme solvant. Une substance dissoute, comme un sel, est un soluté, tandis que le mélange obtenu constitue la solution.

6. Quels constituants caractérisent une solution aqueuse ?

Une masse dissoute sans volume de solution associé
De l’eau comme solvant et des substances dissoutes comme solutés
Un seul composé chimique dépourvu de substance dissoute
Un soluté liquide et un solvant gazeux mélangés

De l’eau comme solvant et des substances dissoutes comme solutés

Explication

Une solution aqueuse contient généralement de l’eau comme solvant et un ou plusieurs solutés dissous. Le soluté n’est pas le solvant : il correspond à la substance incorporée dans celui-ci.

7. Une solution contient 0,200,20 mol de soluté dans 2,02,0 L. Quelle grandeur vaut 0,10 mol⋅L−10,10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} ?

La concentration massique
La quantité de matière totale
La masse volumique
La concentration molaire

La concentration molaire

Explication

La concentration molaire se calcule par C=nVC = \frac{n}{V}, donc C=0,202,0=0,10 mol⋅L−1C = \frac{0,20}{2,0} = 0,10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. La quantité de matière est ici 0,200,20 mol et ne possède pas l’unité d’une concentration.

8. Que représente la concentration massique d’une solution ?

Le volume de solution obtenu par masse de soluté
La masse totale de solution par quantité de soluté
La quantité de matière de soluté par volume de solution
La masse de soluté présente par volume de solution

La masse de soluté présente par volume de solution

Explication

La concentration massique indique la masse de soluté contenue dans un volume donné de solution et se calcule par Cm=mVC_m = \frac{m}{V}. La quantité de matière par volume correspond à la concentration molaire, et non à la concentration massique.

9. Une solution a une concentration molaire CC et le soluté possède une masse molaire MM. Quelle relation donne sa concentration massique ?

Cm=CMC_m = \frac{C}{M}
Cm=C+MC_m = C + M
Cm=C×MC_m = C \times M
Cm=MCC_m = \frac{M}{C}

$$C_m = C \times M$$

Explication

La concentration massique et la concentration molaire sont reliées par Cm=C×MC_m = C \times M. Le quotient CM\frac{C}{M} ne donne pas la conversion attendue entre une quantité de matière par volume et une masse par volume.

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

Prélever une solution mère, la transvaser, compléter au trait puis homogénéiser
Peser le solide, le dissoudre, filtrer, évaporer puis compléter au trait
Mesurer un volume d’eau, ajouter le solide, chauffer puis transvaser dans un bécher
Peser le solide, le dissoudre, transvaser, rincer, compléter au trait puis homogénéiser

Peser le solide, le dissoudre, transvaser, rincer, compléter au trait puis homogénéiser

Explication

La dissolution d’un solide comprend la pesée, la mise en solution, le transfert dans une fiole jaugée, le rinçage, l’ajustement au trait et l’homogénéisation. Le prélèvement d’une solution mère correspond à une dilution, et non à une dissolution.

11. Quelle expression permet de calculer la masse de solide nécessaire pour préparer une solution de concentration molaire CC, de volume VV et de masse molaire MM ?

m=V×MCm = \frac{V \times M}{C}
m=C×MVm = \frac{C \times M}{V}
m=CV×Mm = \frac{C}{V \times M}
m=C×V×Mm = C \times V \times M

$$m = C \times V \times M$$

Explication

La masse à peser est obtenue par le produit de la concentration molaire, du volume et de la masse molaire, soit m=C×V×Mm = C \times V \times M. L’expression m/Vm/V correspond à une concentration massique, et non à la masse recherchée.

12. Quel est l’objectif d’une dilution ?

Obtenir une solution moins concentrée à partir d’une solution plus concentrée
Remplacer une solution initiale par un solvant chimiquement différent
Transformer une solution aqueuse en précipité solide
Obtenir une solution plus concentrée à partir d’un solide dissous

Obtenir une solution moins concentrée à partir d’une solution plus concentrée

Explication

Une dilution diminue la concentration d’une solution initiale plus concentrée afin d’obtenir une solution fille moins concentrée. La préparation à partir d’un solide relève de la dissolution, tandis qu’un précipité n’est pas le produit attendu d’une dilution.

13. Lors d’une dilution, quelle relation associe correctement les concentrations et les volumes des solutions mère et fille ?

Cmeˋre+Vmeˋre=Cfille+VfilleC_{mère} + V_{mère} = C_{fille} + V_{fille}
Cmeˋre×Vmeˋre=Cfille×VfilleC_{mère} \times V_{mère} = C_{fille} \times V_{fille}
Cmeˋre×Vfille=Cfille×VmeˋreC_{mère} \times V_{fille} = C_{fille} \times V_{mère}
CmeˋreVmeˋre=CfilleVfille\frac{C_{mère}}{V_{mère}} = \frac{C_{fille}}{V_{fille}}

$$C_{mère} \times V_{mère} = C_{fille} \times V_{fille}$$

Explication

La quantité de soluté prélevée est conservée pendant la dilution, ce qui donne Cmeˋre×Vmeˋre=Cfille×VfilleC_{mère} \times V_{mère} = C_{fille} \times V_{fille}. La solution mère doit être associée à sa propre concentration et à son propre volume, et la solution fille aux siens.

14. Que décrit une réaction chimique représentée par A+B→CA + B \rightarrow C ?

Le mélange de trois produits sans transformation chimique
La transformation des réactifs A et B en produit C
La séparation du produit C en réactifs A et B
La conversion du réactif A en réactif B avec C comme solvant

La transformation des réactifs A et B en produit C

Explication

Une réaction chimique transforme des réactifs en produits ; dans cette écriture, A et B sont les réactifs et C est le produit. L’écriture ne décrit pas une séparation ni un simple mélange.

15. Dans l’équation chimique A+B→CA + B \rightarrow C, que signifie la flèche ?

Le produit C se transforme en réactifs A et B
Les espèces A, B et C restent inchangées pendant la réaction
Les espèces A et B sont ajoutées après la formation de C
Les réactifs A et B donnent le produit C

Les réactifs A et B donnent le produit C

Explication

La flèche indique que les réactifs placés à gauche donnent les produits placés à droite. L’interprétation inverse confond le sens de transformation indiqué par l’équation.

16. Pourquoi l’équation 2H2+O2→2H2O2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O est-elle équilibrée ?

Parce que les coefficients rendent les volumes gazeux identiques des deux côtés
Parce que le nombre d’atomes de chaque élément est conservé des deux côtés
Parce que chaque espèce possède la même masse molaire dans l’équation
Parce que le nombre de molécules devient identique pour chaque espèce

Parce que le nombre d’atomes de chaque élément est conservé des deux côtés

Explication

L’équation est équilibrée car elle contient quatre atomes d’hydrogène et deux atomes d’oxygène de chaque côté. L’équilibrage porte sur la conservation des atomes, non sur l’égalité des masses molaires ou du nombre d’espèces.

17. Quel rôle joue l’avancement xx dans un tableau d’avancement pour la réaction aA+bB→cCaA + bB \rightarrow cC ?

Il mesure le volume de solution consommé pendant la réaction
Il indique la masse molaire de chaque réactif en grammes
Il représente la concentration finale de chaque produit en litres
Il décrit l’évolution des quantités de matière et s’exprime en moles

Il décrit l’évolution des quantités de matière et s’exprime en moles

Explication

L’avancement xx, exprimé en mol, permet de décrire les états initial, d’évolution et final des quantités de matière. Il ne correspond ni à une concentration, ni à une masse molaire, ni directement à un volume.

18. Dans une réaction chimique, comment reconnaît-on le réactif limitant ?

C’est celui qui est totalement consommé en premier et arrête la réaction
C’est celui qui reste présent après la fin de la transformation
C’est celui qui possède la plus grande quantité initiale de matière
C’est celui dont la masse molaire est la plus élevée

C’est celui qui est totalement consommé en premier et arrête la réaction

Explication

Le réactif limitant est entièrement consommé en premier ; son épuisement empêche la réaction de se poursuivre. Le réactif restant à la fin est au contraire en excès, même s’il pouvait être introduit en quantité importante.

19. Pour une réaction dont l’équation met en jeu aA+bBaA+bB, quelle comparaison permet d’identifier le réactif limitant ?

Comparer les coefficients aa et bb, puis retenir le plus grand
Comparer les masses initiales de AA et de BB, puis retenir la plus grande
Comparer les masses molaires de AA et de BB, puis retenir la plus petite
Comparer nAa\frac{n_A}{a} et nBb\frac{n_B}{b}, puis retenir la plus petite valeur

Comparer $$\frac{n_A}{a}$$ et $$\frac{n_B}{b}$$, puis retenir la plus petite valeur

Explication

La comparaison des quantités de matière rapportées à leurs coefficients stœchiométriques permet de déterminer le réactif limitant : la plus petite valeur correspond à celui-ci. La masse initiale ou la masse molaire ne suffit pas à établir cette conclusion.

20. Quelle démarche convient pour résoudre méthodiquement un calcul de chimie ?

Choisir une formule, ignorer les unités, calculer, puis relever les données utiles
Convertir les unités, donner le résultat, choisir une formule, puis vérifier
Relever les données, convertir les unités, appliquer la formule, calculer, vérifier
Calculer directement, ajouter une unité plausible, relever les données, puis conclure

Relever les données, convertir les unités, appliquer la formule, calculer, vérifier

Explication

La méthode consiste à relever les données, harmoniser les unités, écrire et appliquer la formule, effectuer le calcul, indiquer l’unité et contrôler la cohérence du résultat. Commencer par calculer sans organiser les données ni les unités augmente le risque d’erreur.

21. Après avoir remplacé les valeurs dans une formule de chimie, quelle étape doit suivre le calcul numérique ?

Supprimer les données initiales pour éviter de les confondre
Modifier la formule afin d’obtenir une unité plus simple
Ajouter l’unité du résultat et vérifier que sa valeur est cohérente
Choisir une nouvelle grandeur et recommencer le calcul

Ajouter l’unité du résultat et vérifier que sa valeur est cohérente

Explication

Une fois le calcul effectué, il faut associer le résultat à son unité et vérifier sa cohérence avec les données et la grandeur recherchée. Changer la formule ou la grandeur après le calcul ne fait pas partie de la démarche attendue.

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Quelle formule relie quantité de matière, masse et masse molaire ?

n=mMn = \frac{m}{M} relie quantité de matière, masse et masse molaire.

Comment calcule-t-on la masse à partir de la quantité de matière et de la masse molaire ?

La masse se calcule par m=n×Mm = n \times M.

Quelle formule exprime la masse molaire en fonction de la masse et de la quantité de matière ?

La masse molaire est M=mnM = \frac{m}{n}.

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