QCM : Notions de base en chimie — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que représente le nombre de matière d’un échantillon de dioxygène ?

Le volume occupé par le dioxygène dans l’échantillon
La quantité de matière présente dans l’échantillon
La masse totale de dioxygène contenue dans l’échantillon
La concentration du dioxygène dans la solution étudiée

La quantité de matière présente dans l’échantillon

Explication

Le nombre de matière quantifie la quantité de particules présentes, et une mole de O2\mathrm{O_2} contient 6,022×10236{,}022\times10^{23} molécules. La masse totale décrit une autre grandeur physique, exprimée en grammes ou en kilogrammes.

2. Quelle est la définition de la fraction molaire d’un composé dans une solution ?

Le nombre de moles du composé par litre de solution.
Le rapport de la masse du composé à la masse de solvant.
Le rapport du nombre de moles du composé au nombre total de moles dans la solution.
La masse du composé divisée par la masse totale de la solution.

Le rapport du nombre de moles du composé au nombre total de moles dans la solution.

Explication

La fraction molaire d’un composé est le rapport du nombre de moles de ce composé au nombre total de moles dans la solution. La masse du composé sur la masse totale correspond à la fraction massique, pas à la fraction molaire.

3. Un échantillon a une masse m=18 gm=18\,\mathrm{g} et contient n=0,20 moln=0{,}20\,\mathrm{mol} de substance ; quelle est sa masse molaire ?

0,011 g mol−10{,}011\,\mathrm{g\,mol^{-1}}
3,6 g mol−13{,}6\,\mathrm{g\,mol^{-1}}
90 g mol−190\,\mathrm{g\,mol^{-1}}
18,2 g mol−118{,}2\,\mathrm{g\,mol^{-1}}

$$90\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$$

Explication

La relation M=mnM=\frac{m}{n} donne ici M=180,20=90 g mol−1M=\frac{18}{0{,}20}=90\,\mathrm{g\,mol^{-1}}. La masse de l’échantillon, égale à 18 g18\,\mathrm{g}, ne doit pas être confondue avec la masse molaire.

4. Quelle formule relie la masse molaire M, la masse m et le nombre de matière n d’un composé ?

M=m+nM = m + n
M=mnM = \frac{m}{n}
M=m×nM = m \times n
M=nmM = \frac{n}{m}

$$M = \frac{m}{n}$$

Explication

La formule M=mnM = \frac{m}{n} indique que la masse molaire est le rapport de la masse à la quantité de matière. La distracteur qui propose M=m×nM = m \times n est incorrect car la masse molaire ne se calcule pas en multipliant masse et nombre de moles.

5. Pour une solution de nitrate de sodium à 3 mol L−13\,\mathrm{mol\,L^{-1}} et de densité 1,1591{,}159 à 20 °C20\,°\mathrm{C}, quelle valeur correspond à sa molalité ?

255 g L−1255\,\mathrm{g\,L^{-1}} de solution
0,2200{,}220 de fraction massique
0,0560{,}056 de fraction molaire
3,32 mol kg−13{,}32\,\mathrm{mol\,kg^{-1}} de solvant

$$3{,}32\,\mathrm{mol\,kg^{-1}}$$ de solvant

Explication

Pour ces conditions, la molalité vaut 3,32 mol kg−13{,}32\,\mathrm{mol\,kg^{-1}} de solvant. La valeur 255 g L−1255\,\mathrm{g\,L^{-1}} est une concentration massique, dont le dénominateur est le volume de solution.

6. Quel est le rôle principal du calcul de la composition dans l'étude des solutions chimiques ?

Mesurer la densité d'une solution.
Évaluer la viscosité d'une solution.
Déterminer la quantité de chaque composant dans une solution.
Calculer la température d'une solution.

Déterminer la quantité de chaque composant dans une solution.

Explication

Le calcul de la composition permet de connaître la quantité relative de chaque composant dans une solution, ce qui est essentiel pour comprendre ses propriétés et comportements. La densité, température, et viscosité sont des paramètres différents qui ne relèvent pas directement du calcul de composition.

7. Quelle fraction molaire de H2SO4\mathrm{H_2SO_4} est associée à une solution aqueuse de concentration 1 molale1\,\mathrm{molale} ?

0,00100{,}0010
0,0770{,}077
0,01770{,}0177
0,01830{,}0183

$$0{,}0177$$

Explication

Une solution aqueuse de H2SO4\mathrm{H_2SO_4} à 1 molale1\,\mathrm{molale} possède une fraction molaire de 0,01770{,}0177. La valeur 0,01830{,}0183 correspond à une solution 1 molaire1\,\mathrm{molaire} de densité 1,0651{,}065, car molalité et molarité utilisent des dénominateurs différents.

8. En quoi la différence entre la molalité et la concentration réside-t-elle dans leur mode de calcul ?

La molalité est une mesure de la pression osmotique, tandis que la concentration est une mesure de la quantité de matière.
La molalité dépend de la température, alors que la concentration reste constante.
La molalité se calcule en moles de soluté par masse de solvant, tandis que la concentration est en moles par volume de solution.
La molalité est la masse de soluté par volume de solution, alors que la concentration est en moles.

La molalité se calcule en moles de soluté par masse de solvant, tandis que la concentration est en moles par volume de solution.

Explication

La molalité est définie comme le nombre de moles de soluté par kilogramme de solvant, ce qui la rend indépendante de la température, contrairement à la concentration qui est en moles par volume de solution. La différence principale réside donc dans la base de calcul.

9. Quelle est la conséquence principale de l'équilibrage d'une réaction redox sur la conservation des atomes et de la masse ?

Il garantit que le nombre d’atomes de chaque élément est identique des deux côtés de l’équation.
Il modifie la quantité de matière initiale des réactifs.
Il permet de déterminer la vitesse de la réaction.
Il assure que la réaction ne produit ni ni ne consomme d’énergie.

Il garantit que le nombre d’atomes de chaque élément est identique des deux côtés de l’équation.

Explication

L’équilibrage d’une réaction redox assure que le nombre d’atomes de chaque élément est conservé, conformément au bilan matière. La conservation de la masse est une conséquence directe de cette conservation atomique, contrairement aux autres propositions qui concernent des aspects non liés à l’équilibrage.

10. Comment appliquer le concept de degré d’oxydation pour déterminer la charge d’un ion dans une molécule neutre ?

En utilisant uniquement la valeur de l’oxygène, qui est généralement -II, pour calculer la charge.
En sommant tous les degrés d’oxydation et en ajustant pour que la somme soit nulle dans la molécule neutre.
En considérant que tous les atomes ont un degré d’oxydation de +I dans une molécule neutre.
En additionnant les degrés d’oxydation de tous les atomes et en égalant cette somme à la charge de l’ion.

En sommant tous les degrés d’oxydation et en ajustant pour que la somme soit nulle dans la molécule neutre.

Explication

Pour déterminer la charge d’un ion dans une molécule neutre, il faut que la somme des degrés d’oxydation de tous les atomes soit égale à zéro. La somme des degrés d’oxydation donne la charge totale de la molécule, qui doit être nulle pour une molécule neutre, ou égale à la charge de l’ion si ce n’est pas une molécule neutre.

11. Quelles sont les caractéristiques principales du processus d’équilibrage des réactions redox ?

Il se limite à équilibrer uniquement les atomes d’oxygène et d’hydrogène sans tenir compte des électrons.
Il consiste à équilibrer le nombre d’atomes et de charges en utilisant les degrés d’oxydation, les électrons, l’eau et H⁺.
Il se base uniquement sur la conservation de la masse sans considérer la charge électrique des espèces.
Il ne nécessite pas de déterminer les degrés d’oxydation des éléments impliqués.

Il consiste à équilibrer le nombre d’atomes et de charges en utilisant les degrés d’oxydation, les électrons, l’eau et H⁺.

Explication

L’équilibrage des réactions redox implique la détermination des degrés d’oxydation, le calcul des électrons échangés, et l’utilisation de H₂O et H⁺ pour équilibrer la réaction. La méthode garantit la conservation des atomes et de la charge.

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Que représente le nombre de matière n ?

Le nombre de matière n représente la quantité de matière.

Nombre de matière

Quantité de substance, 6,022·10²³ molécules/mole.

Quelle formule relie la masse molaire M, la masse m et le nombre de matière n ?

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

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