QCM : Outils de description d’un système chimique — 24 questions

Question 1

1. Quelle définition décrit correctement une mole d’entités chimiques ?

Une masse de

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

grammes d’entités chimiques identiques

Un paquet de

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

entités chimiques identiques

Un volume de

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

litres d’entités chimiques identiques

Une énergie de

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

joules portée par des entités chimiques identiques

Explication

Une mole correspond à un ensemble de $6{,}02 \times 10^{23}$ entités chimiques identiques. Elle ne désigne pas directement une masse, un volume ou une énergie déterminés.

Answer

Un paquet de $$6{,}02 \times 10^{23}$$ entités chimiques identiques

Question 2

2. Quelle grandeur représente le nombre de moles présentes dans un échantillon et s’exprime en mol ?

La masse molaire, notée

M

La quantité de matière, notée

n

Le nombre d’entités, noté

N

Le nombre d’Avogadro, noté

N_A

Explication

La quantité de matière indique le nombre de moles d’un échantillon et se note $n$ , avec l’unité mol. Le nombre d’entités $N$ est sans unité, tandis que $N_A$ et $M$ représentent d’autres grandeurs.

Answer

La quantité de matière, notée $$n$$

Question 3

3. Quelle est la valeur du nombre d’Avogadro, qui indique le nombre d’entités contenues dans une mole ?

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

N_A = 6{,}02 \times 10^{-23}\ \mathrm{mol}^{-1}

N_A = 6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}

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

Explication

Le nombre d’Avogadro est une constante universelle de valeur $6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$ . L’exposant et l’unité distinguent cette constante d’une quantité de matière.

Answer

$$N_A = 6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$$

Question 4

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

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

2{,}00\ \mathrm{mol}

0{,}50\ \mathrm{mol}

1{,}204 \times 10^{24}\ \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 $N$ compte des entités et ne s’exprime pas en mol.

Answer

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

Question 5

5. Que représente la masse molaire atomique d’un élément ?

La masse d’une mole d’atomes identiques de cet élément

La masse totale d’un échantillon contenant plusieurs éléments

La masse d’une mole de molécules formées avec cet élément

La masse d’un seul atome exprimée en grammes par mole

Explication

La masse molaire atomique est la masse d’une mole d’atomes identiques et s’exprime en g·mol⁻¹. La masse d’un seul atome correspond à une autre grandeur, la masse atomique.

Answer

La masse d’une mole d’atomes identiques de cet élément

Question 6

6. Pourquoi assimile-t-on la masse molaire d’un ion monoatomique à celle de l’atome correspondant ?

Parce que la charge électrique transforme la masse molaire en énergie

Parce que la masse des électrons est négligeable devant celle de l’atome

Parce que les électrons possèdent la même masse que les nucléons

Parce que l’ion contient davantage de noyaux que l’atome correspondant

Explication

La perte ou le gain d’électrons modifie très peu la masse, car leur masse est négligeable devant celle de l’atome. L’ion monoatomique est donc associé à la même masse molaire que l’élément correspondant.

Answer

Parce que la masse des électrons est négligeable devant celle de l’atome

Question 7

7. Comment calcule-t-on la masse molaire moléculaire d’une molécule à partir de sa formule brute ?

En multipliant la masse molaire du premier élément par le nombre d’atomes

En divisant la masse d’une molécule par son nombre de liaisons

En soustrayant la masse molaire des éléments chargés de la masse totale

En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses atomes

Explication

La masse molaire moléculaire s’obtient en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes présents dans la formule brute. Le nombre de liaisons ou la charge des éléments ne fournit pas cette somme.

Answer

En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses atomes

Question 8

8. Un échantillon pur possède une masse de $18{,}0\ \mathrm{g}$ et une masse molaire de $36{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

0{,}500\ \mathrm{mol}

54{,}0\ \mathrm{mol}

2{,}00\ \mathrm{mol}

648\ \mathrm{mol}

Explication

La relation $n = \frac{m}{M}$ donne $n = \frac{18{,}0}{36{,}0} = 0{,}500\ \mathrm{mol}$ . La masse $m$ s’exprime en grammes, tandis que la quantité de matière $n$ s’exprime en mol.

Answer

$$0{,}500\ \mathrm{mol}$$

Question 9

9. Une masse volumique $\rho$ et un volume $V$ étant connus pour un liquide, quelle relation permet de déterminer sa masse ?

m = \rho + V

m = \rho V

m = \frac{V}{\rho}

m = \frac{\rho}{V}

Explication

Pour une espèce liquide ou solide, la masse est donnée par $m = \rho V$ . La masse volumique relie la masse au volume, alors que la masse molaire relie la masse à la quantité de matière.

Answer

$$m = \rho V$$

Question 10

10. Un gaz occupe un volume de $12{,}25\ \mathrm{L}$ à une température et une pression pour lesquelles $V_m = 24{,}5\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ . Quelle quantité de matière contient-il ?

2{,}00\ \mathrm{mol}

300\ \mathrm{mol}

24{,}5\ \mathrm{mol}

0{,}500\ \mathrm{mol}

Explication

Pour un gaz, $n_{gaz} = \frac{V_{gaz}}{V_m}$ , donc $n_{gaz} = \frac{12{,}25}{24{,}5} = 0{,}500\ \mathrm{mol}$ . Le volume molaire doit être celui correspondant aux conditions de température et de pression considérées.

Answer

$$0{,}500\ \mathrm{mol}$$

Question 11

11. Quelle propriété caractérise le volume molaire d’un gaz ?

Il correspond au volume d’une molécule et dépend de sa masse molaire

Il correspond au volume occupé par une mole de gaz et dépend de la température et de la pression

Il correspond au volume d’un liquide et reste fixé par sa masse volumique

Il correspond à la masse occupée par une mole de gaz et dépend de la nature du gaz

Explication

Le volume molaire est le volume occupé par une mole de gaz ; il varie avec la température et la pression, mais pas avec la nature du gaz. Il ne représente ni une masse ni le volume d’une seule molécule.

Answer

Il correspond au volume occupé par une mole de gaz et dépend de la température et de la pression

Question 12

12. Quelle distinction caractérise correctement le soluté et le solvant dans une solution ?

Le solvant est l’espèce dissoute, tandis que le soluté forme le liquide principal

Le soluté dissout le solvant, qui est l’espèce ajoutée en petite quantité

Le soluté et le solvant sont deux liquides mélangés en proportions égales

Le soluté est dissous par le solvant, qui est le liquide dissolvant

Explication

Le soluté est l’espèce chimique dissoute et le solvant est le liquide qui la dissout. Confondre le soluté avec le liquide principal inverse les rôles de ces deux constituants.

Answer

Le soluté est dissous par le solvant, qui est le liquide dissolvant

Question 13

13. Une solution contient 8,0 g de soluté dans 0,400 L de solution. Quelle est sa concentration en masse ?

32 g·L⁻¹

3,2 g·L⁻¹

0,050 g·L⁻¹

20 g·L⁻¹

Explication

La concentration en masse se calcule avec $C_m = \frac{m_{soluté}}{V_{solution}}$ , donc $C_m = \frac{8,0}{0,400} = 20\ \text{g·L}^{-1}$ . La valeur 3,2 g·L⁻¹ résulterait d’une multiplication incorrecte de la masse par le volume.

Answer

20 g·L⁻¹

Question 14

14. Que représente une concentration en masse de 22,5 g·L⁻¹ pour une solution d’eau salée ?

1 L d’eau contenant une masse totale de 22,5 g de solution

22,5 g de chlorure de sodium dissous dans 1 L de solution

22,5 mol de chlorure de sodium dissous dans 1 L de solution

22,5 g d’eau mélangés à une quantité quelconque de chlorure de sodium

Explication

Cette concentration indique que 1 L de solution contient 22,5 g de chlorure de sodium dissous. Elle exprime une masse de soluté par volume de solution, et non une quantité de matière ni la masse totale de la solution.

Answer

22,5 g de chlorure de sodium dissous dans 1 L de solution

Question 15

15. Quelle grandeur est exprimée en mol·L⁻¹ ?

La masse volumique de la solution

La concentration en quantité de matière

La concentration en masse

La masse molaire du soluté

Explication

La concentration en quantité de matière correspond à une quantité de matière de soluté par litre de solution et s’exprime en mol·L⁻¹. La concentration en masse s’exprime en g·L⁻¹, tandis que la masse molaire s’exprime en g·mol⁻¹.

Answer

La concentration en quantité de matière

Question 16

16. Une solution contient 0,060 mol de soluté dans 0,250 L de solution. Quelle est sa concentration en quantité de matière ?

0,24 mol·L⁻¹

0,015 mol·L⁻¹

4,17 mol·L⁻¹

0,310 mol·L⁻¹

Explication

On applique $C = \frac{n_{soluté}}{V_{solution}}$ , d’où $C = \frac{0,060}{0,250} = 0,24\ \text{mol·L}^{-1}$ . La valeur 0,015 mol·L⁻¹ provient d’une multiplication de la quantité de matière par le volume.

Answer

0,24 mol·L⁻¹

Question 17

17. Un soluté possède une masse molaire de 58,5 g·mol⁻¹ et sa concentration molaire vaut 0,40 mol·L⁻¹. Quelle est sa concentration en masse ?

146 g·L⁻¹

23,4 g·L⁻¹

58,9 g·L⁻¹

0,0068 g·L⁻¹

Explication

Les deux concentrations sont liées par $C_m = CM$ , donc $C_m = 0,40 \times 58,5 = 23,4\ \text{g·L}^{-1}$ . Diviser par la masse molaire donnerait la conversion inverse, celle de la concentration en masse vers la concentration molaire.

Answer

23,4 g·L⁻¹

Question 18

18. Quelle opération correspond à une préparation de solution par dissolution ?

Ajouter du solvant à une solution mère pour diminuer sa concentration

Séparer un soluté dissous afin de récupérer le solvant pur

Introduire un solide dans un solvant et obtenir un mélange homogène

Mélanger deux solutions mères pour augmenter leur concentration

Explication

La dissolution consiste à introduire directement le soluté dans un solvant afin d’obtenir un mélange homogène. Ajouter du solvant à une solution mère décrit une dilution, qui est une opération différente.

Answer

Introduire un solide dans un solvant et obtenir un mélange homogène

Question 19

19. Pour préparer 0,250 L d’une solution de concentration $C = 0,80\ \text{mol·L}^{-1}$ à partir d’un solide de masse molaire $M = 50\ \text{g·mol}^{-1}$ , quelle masse faut-il peser ?

0,016 g

40 g

10 g

100 g

Explication

Il faut d’abord calculer $n = CV = 0,80 \times 0,250 = 0,20\ \text{mol}$ , puis $m = nM = 0,20 \times 50 = 10\ \text{g}$ . La valeur 40 g correspondrait à une multiplication de la masse molaire par le volume sans tenir compte de la concentration.

Answer

Compléter jusqu’au trait de jauge puis homogénéiser

Answer

On prépare une solution fille moins concentrée en conservant le soluté prélevé

Answer

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

Answer

Rincer la fiole, rincer la pipette avec la solution mère, prélever, transférer, ajouter de l’eau, agiter, compléter au trait et homogénéiser

Question 20

20. Après avoir introduit le solide et l’eau distillée dans une fiole jaugée, quelle étape permet d’obtenir précisément le volume attendu ?

Transvaser la solution dans un bécher avant de la laisser reposer

Ajouter le solide jusqu’à atteindre le trait de jauge

Compléter jusqu’au trait de jauge puis homogénéiser

Chauffer la fiole jusqu’à évaporation d’une partie du solvant

Explication

La préparation se termine par l’ajout d’eau distillée jusqu’au trait de jauge, puis par l’homogénéisation de la solution. Le chauffage ou l’ajout de solide modifierait la composition au lieu d’assurer le volume et le mélange requis.

Question 21

21. Que se passe-t-il lorsqu’on dilue une solution aqueuse mère avec de l’eau ?

On transforme la solution mère en solvant en retirant toute la matière dissoute

On prépare une solution fille plus concentrée en augmentant la quantité de soluté

On obtient une solution fille de même concentration en ajoutant progressivement de l’eau

On prépare une solution fille moins concentrée en conservant le soluté prélevé

Explication

La dilution consiste à ajouter de l’eau afin d’obtenir une solution fille moins concentrée, tandis que la quantité de soluté prélevée est conservée. L’ajout d’eau ne rend donc pas la solution plus concentrée.

Question 22

22. Pour préparer une solution fille de concentration $C_{fille}$ et de volume $V_{fille}$ à partir d’une solution mère de concentration $C_{mère}$ , quel volume de solution mère faut-il prélever ?

V_{mère}=\frac{C_{mère}}{C_{fille}V_{fille}}

V_{mère}=\frac{C_{fille}V_{fille}}{C_{mère}}

V_{mère}=\frac{C_{mère}V_{fille}}{C_{fille}}

V_{mère}=C_{mère}C_{fille}V_{fille}

Explication

La conservation de la quantité de matière impose $C_{mère}V_{mère}=C_{fille}V_{fille}$ , d’où la formule proposée. L’expression inverse augmenterait le volume à prélever lorsque la solution mère est plus concentrée, ce qui contredit la relation de dilution.

Question 23

23. Une solution mère a une concentration de $0{,}80\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ et la solution fille une concentration de $0{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ . Quel est le facteur de dilution ?

F=0{,}25

F=0{,}60

F=1{,}00

F=4

Explication

Le facteur de dilution est le rapport $F=\frac{C_{mère}}{C_{fille}}$ , donc $F=\frac{0{,}80}{0{,}20}=4$ . La valeur $0{,}25$ correspondrait au rapport inverse, qui n’est pas la définition du facteur de dilution.

Question 24

24. Quel enchaînement décrit correctement la préparation d’une solution fille par dilution dans une fiole jaugée ?

Prélever la solution mère, remplir la fiole au trait, rincer la pipette, agiter puis ajouter de l’eau

Ajouter l’eau dans la fiole, prélever la solution mère, compléter au trait, rincer la fiole puis agiter

Rincer la fiole, rincer la pipette avec la solution mère, prélever, transférer, ajouter de l’eau, agiter, compléter au trait et homogénéiser

Rincer la fiole, prélever avec une pipette sèche, compléter au trait, transférer dans la fiole et homogénéiser

Explication

La procédure prévoit le rinçage de la fiole et de la pipette, le prélèvement puis le transfert, l’ajout d’eau, l’agitation, le complément au trait et l’homogénéisation. Prélever avec une pipette sèche ou inverser ces étapes peut modifier la composition du prélèvement ou empêcher une préparation correcte.

QCM : Outils de description d’un système chimique — 24 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle définition décrit correctement une mole d’entités chimiques ?

2. Quelle grandeur représente le nombre de moles présentes dans un échantillon et s’exprime en mol ?

3. Quelle est la valeur du nombre d’Avogadro, qui indique le nombre d’entités contenues dans une mole ?

4. 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. Que représente la masse molaire atomique d’un élément ?

6. Pourquoi assimile-t-on la masse molaire d’un ion monoatomique à celle de l’atome correspondant ?

7. Comment calcule-t-on la masse molaire moléculaire d’une molécule à partir de sa formule brute ?

8. Un échantillon pur possède une masse de $18{,}0\ \mathrm{g}$ et une masse molaire de $36{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

9. Une masse volumique $\rho$ et un volume $V$ étant connus pour un liquide, quelle relation permet de déterminer sa masse ?

10. Un gaz occupe un volume de $12{,}25\ \mathrm{L}$ à une température et une pression pour lesquelles $V_m = 24{,}5\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ . Quelle quantité de matière contient-il ?

11. Quelle propriété caractérise le volume molaire d’un gaz ?

12. Quelle distinction caractérise correctement le soluté et le solvant dans une solution ?

13. Une solution contient 8,0 g de soluté dans 0,400 L de solution. Quelle est sa concentration en masse ?

14. Que représente une concentration en masse de 22,5 g·L⁻¹ pour une solution d’eau salée ?

15. Quelle grandeur est exprimée en mol·L⁻¹ ?

16. Une solution contient 0,060 mol de soluté dans 0,250 L de solution. Quelle est sa concentration en quantité de matière ?

17. Un soluté possède une masse molaire de 58,5 g·mol⁻¹ et sa concentration molaire vaut 0,40 mol·L⁻¹. Quelle est sa concentration en masse ?

18. Quelle opération correspond à une préparation de solution par dissolution ?

19. Pour préparer 0,250 L d’une solution de concentration $C = 0,80\ \text{mol·L}^{-1}$ à partir d’un solide de masse molaire $M = 50\ \text{g·mol}^{-1}$ , quelle masse faut-il peser ?

20. Après avoir introduit le solide et l’eau distillée dans une fiole jaugée, quelle étape permet d’obtenir précisément le volume attendu ?

21. Que se passe-t-il lorsqu’on dilue une solution aqueuse mère avec de l’eau ?

22. Pour préparer une solution fille de concentration $C_{fille}$ et de volume $V_{fille}$ à partir d’une solution mère de concentration $C_{mère}$ , quel volume de solution mère faut-il prélever ?

23. Une solution mère a une concentration de $0{,}80\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ et la solution fille une concentration de $0{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ . Quel est le facteur de dilution ?

24. Quel enchaînement décrit correctement la préparation d’une solution fille par dilution dans une fiole jaugée ?

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Questions et réponses du QCM

1. Quelle définition décrit correctement une mole d’entités chimiques ?

2. Quelle grandeur représente le nombre de moles présentes dans un échantillon et s’exprime en mol ?

3. Quelle est la valeur du nombre d’Avogadro, qui indique le nombre d’entités contenues dans une mole ?

4. 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 ?

5. Que représente la masse molaire atomique d’un élément ?

6. Pourquoi assimile-t-on la masse molaire d’un ion monoatomique à celle de l’atome correspondant ?

7. Comment calcule-t-on la masse molaire moléculaire d’une molécule à partir de sa formule brute ?

8. Un échantillon pur possède une masse de 18,0 g18{,}0\ \mathrm{g}18,0 g et une masse molaire de 36,0 g⋅mol−136{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}36,0 g⋅mol−1. Quelle est sa quantité de matière ?

9. Une masse volumique ρ\rhoρ et un volume VVV étant connus pour un liquide, quelle relation permet de déterminer sa masse ?

10. Un gaz occupe un volume de 12,25 L12{,}25\ \mathrm{L}12,25 L à une température et une pression pour lesquelles Vm=24,5 L⋅mol−1V_m = 24{,}5\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}Vm​=24,5 L⋅mol−1. Quelle quantité de matière contient-il ?

11. Quelle propriété caractérise le volume molaire d’un gaz ?

12. Quelle distinction caractérise correctement le soluté et le solvant dans une solution ?

13. Une solution contient 8,0 g de soluté dans 0,400 L de solution. Quelle est sa concentration en masse ?

14. Que représente une concentration en masse de 22,5 g·L⁻¹ pour une solution d’eau salée ?

15. Quelle grandeur est exprimée en mol·L⁻¹ ?

16. Une solution contient 0,060 mol de soluté dans 0,250 L de solution. Quelle est sa concentration en quantité de matière ?

17. Un soluté possède une masse molaire de 58,5 g·mol⁻¹ et sa concentration molaire vaut 0,40 mol·L⁻¹. Quelle est sa concentration en masse ?

18. Quelle opération correspond à une préparation de solution par dissolution ?

19. Pour préparer 0,250 L d’une solution de concentration C=0,80 mol⋅L−1C = 0,80\ \text{mol·L}^{-1}C=0,80 mol⋅L−1 à partir d’un solide de masse molaire M=50 g⋅mol−1M = 50\ \text{g·mol}^{-1}M=50 g⋅mol−1, quelle masse faut-il peser ?

20. Après avoir introduit le solide et l’eau distillée dans une fiole jaugée, quelle étape permet d’obtenir précisément le volume attendu ?

21. Que se passe-t-il lorsqu’on dilue une solution aqueuse mère avec de l’eau ?

22. Pour préparer une solution fille de concentration CfilleC_{fille}Cfille​ et de volume VfilleV_{fille}Vfille​ à partir d’une solution mère de concentration CmeˋreC_{mère}Cmeˋre​, quel volume de solution mère faut-il prélever ?

23. Une solution mère a une concentration de 0,80 mol⋅L−10{,}80\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}0,80 mol⋅L−1 et la solution fille une concentration de 0,20 mol⋅L−10{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}0,20 mol⋅L−1. Quel est le facteur de dilution ?

24. Quel enchaînement décrit correctement la préparation d’une solution fille par dilution dans une fiole jaugée ?

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

8. Un échantillon pur possède une masse de $18{,}0\ \mathrm{g}$ et une masse molaire de $36{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

9. Une masse volumique $\rho$ et un volume $V$ étant connus pour un liquide, quelle relation permet de déterminer sa masse ?

10. Un gaz occupe un volume de $12{,}25\ \mathrm{L}$ à une température et une pression pour lesquelles $V_m = 24{,}5\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ . Quelle quantité de matière contient-il ?

19. Pour préparer 0,250 L d’une solution de concentration $C = 0,80\ \text{mol·L}^{-1}$ à partir d’un solide de masse molaire $M = 50\ \text{g·mol}^{-1}$ , quelle masse faut-il peser ?

22. Pour préparer une solution fille de concentration $C_{fille}$ et de volume $V_{fille}$ à partir d’une solution mère de concentration $C_{mère}$ , quel volume de solution mère faut-il prélever ?

23. Une solution mère a une concentration de $0{,}80\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ et la solution fille une concentration de $0{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ . Quel est le facteur de dilution ?