QCM : Chapitre 1.1 : Quantité de matière et concentration — 16 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que représente une mole en chimie ?

La charge électrique portée par un ion
La masse d’un échantillon chimique pesé
Le volume occupé par un gaz étudié
Un paquet d’entités chimiques comptées

Un paquet d’entités chimiques comptées

Explication

Une mole correspond à un paquet d’entités chimiques, comme des atomes, des molécules ou des ions. La quantité de matière désigne la mole, tandis que l’entité chimique est la particule comptée.

2. Quelle valeur et quelle unité caractérisent la constante d’Avogadro ?

6,02×1023 mol−16{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}
6,02×10−23 mol6{,}02\times10^{-23}\ \mathrm{mol}
6,02×1023 mol6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol}
6,02×10−23 mol−16{,}02\times10^{-23}\ \mathrm{mol^{-1}}

$$6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$$

Explication

La constante d’Avogadro vaut 6,02×1023 mol−16{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}} et indique le nombre d’entités contenues dans une mole. Le nombre d’entités lui-même, noté NN, est sans unité.

3. Combien d’entités contient une quantité de matière nn exprimée en moles ?

NA−nN_A-n
nNA\frac{n}{N_A}
NA×nN_A\times n
NA+nN_A+n

$$N_A\times n$$

Explication

Le nombre d’entités se calcule avec la relation N=NA×nN=N_A\times n. Une addition, une soustraction ou une division ne traduit pas le lien entre le nombre d’entités et la quantité de matière.

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

Le nombre d’entités dans une mole
La masse totale de l’échantillon étudié
La masse d’une mole de cette espèce
Le volume occupé par une mole de gaz

La masse d’une mole de cette espèce

Explication

La masse molaire est la masse correspondant à une mole d’entités d’une espèce chimique, exprimée en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}. La masse totale concerne l’échantillon particulier, et non une mole de référence.

5. Un échantillon possède une masse m=36,0 gm=36{,}0\ \mathrm{g} et une quantité de matière n=2,0 moln=2{,}0\ \mathrm{mol}. Quelle est sa masse molaire ?

72,0 g⋅mol−172{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}
0,056 g⋅mol−10{,}056\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}
34,0 g⋅mol−134{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}
18,0 g⋅mol−118{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

$$18{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$$

Explication

La relation M=mnM=\frac{m}{n} donne ici M=36,02,0=18,0 g⋅mol−1M=\frac{36{,}0}{2{,}0}=18{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}. Multiplier la masse par la quantité de matière ne correspond pas à la définition de la masse molaire.

6. Quelle quantité de matière correspond à une masse m=10,0 gm=10{,}0\ \mathrm{g} d’une espèce de masse molaire M=20,0 g⋅mol−1M=20{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}} ?

30,0 mol30{,}0\ \mathrm{mol}
0,500 mol0{,}500\ \mathrm{mol}
2,00 mol2{,}00\ \mathrm{mol}
200 mol200\ \mathrm{mol}

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

Explication

À partir de la masse et de la masse molaire, on utilise n=mMn=\frac{m}{M}, soit n=10,020,0=0,500 moln=\frac{10{,}0}{20{,}0}=0{,}500\ \mathrm{mol}. La relation avec un volume gazeux, n=VVmn=\frac{V}{V_m}, ne convient pas à ces données.

7. Un gaz occupe un volume V=12,0 LV=12{,}0\ \mathrm{L} dans des conditions où Vm=24,0 L⋅mol−1V_m=24{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}. Quelle est sa quantité de matière ?

2,00 mol2{,}00\ \mathrm{mol}
288 mol288\ \mathrm{mol}
36,0 mol36{,}0\ \mathrm{mol}
0,500 mol0{,}500\ \mathrm{mol}

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

Explication

Pour un gaz, la quantité de matière se calcule par n=VVmn=\frac{V}{V_m}, donc n=12,024,0=0,500 moln=\frac{12{,}0}{24{,}0}=0{,}500\ \mathrm{mol}. La masse et la masse molaire ne sont pas les grandeurs utilisées dans cette relation.

8. Quelle valeur du volume molaire des gaz convient à une température de 20 °C sous pression atmosphérique ?

20,0 L⋅mol−120{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
0,024 L⋅mol−10{,}024\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
22,4 L⋅mol−122{,}4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}
24,0 L⋅mol−124{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

$$24{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$$

Explication

À 20 °C et sous pression atmosphérique, le volume molaire des gaz vaut 24,0 L⋅mol−124{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}. La valeur 22,4 L⋅mol−122{,}4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}} correspond aux conditions de 0 °C sous pression atmosphérique.

9. Que représente la concentration molaire d’un soluté dans une solution aqueuse ?

Le volume de solvant par quantité de matière dissoute
La quantité de matière du solvant par masse de solution
La masse du soluté par unité de volume de solution
La quantité de matière du soluté par unité de volume de solution

La quantité de matière du soluté par unité de volume de solution

Explication

La concentration molaire rapporte la quantité de matière du soluté au volume total de solution et s’exprime en mol·L⁻¹. La masse par unité de volume correspond à la concentration massique, et non à la concentration molaire.

10. Une solution contient 0,20 mol0{,}20\ \mathrm{mol} de soluté dans 0,50 L0{,}50\ \mathrm{L} de solution ; quelle est sa concentration molaire ?

2,50 mol⋅L−12{,}50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,70 mol⋅L−10{,}70\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,40 mol⋅L−10{,}40\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,10 mol⋅L−10{,}10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

$$0{,}40\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

La relation C=nVsolutionC=\frac{n}{V_{solution}} donne ici C=0,200,50=0,40 mol⋅L−1C=\frac{0{,}20}{0{,}50}=0{,}40\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. La quantité de matière n’est pas une concentration : elle s’exprime en moles et désigne la quantité totale présente.

11. Comment définit-on la concentration massique d’un soluté dans une solution ?

Le volume du soluté par masse totale de solution
La masse du solvant par quantité de matière de soluté
La masse du soluté par unité de volume de solution
La quantité de matière du soluté par unité de volume de solution

La masse du soluté par unité de volume de solution

Explication

La concentration massique est le quotient de la masse du soluté par le volume de solution et s’exprime en g·L⁻¹. Le rapport entre quantité de matière et volume définit la concentration molaire.

12. Un soluté possède une masse molaire M=50 g⋅mol−1M=50\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}} et une solution a une concentration molaire C=0,20 mol⋅L−1C=0{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} ; quelle est sa concentration massique ?

250 g⋅L−1250\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
50,2 g⋅L−150{,}2\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
10 g⋅L−110\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}
2,5 g⋅L−12{,}5\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}

$$10\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}$$

Explication

La relation t=C×Mt=C\times M conduit à t=0,20×50=10 g⋅L−1t=0{,}20\times50=10\ \mathrm{g\cdot L^{-1}}. Diviser la masse molaire par la concentration ne correspond pas à la conversion entre ces deux concentrations.

13. Quelle opération doit être effectuée avant de peser le soluté lors d’une dissolution préparant une solution de concentration donnée ?

Mesurer la masse de solvant puis choisir le volume de solution
Ajouter de l’eau jusqu’au trait avant de déterminer la masse
Calculer la quantité de matière puis la masse de soluté nécessaire
Prélever un volume de solution mère puis calculer sa concentration

Calculer la quantité de matière puis la masse de soluté nécessaire

Explication

Lors d’une dissolution, on détermine d’abord la quantité de matière requise, puis la masse correspondante à peser. Le prélèvement d’un volume de solution mère appartient à la dilution, qui conserve la quantité de soluté prélevée.

14. Quelle masse de soluté faut-il peser pour préparer 0,250 L0{,}250\ \mathrm{L} d’une solution de concentration 0,40 mol⋅L−10{,}40\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}, avec M=80 g⋅mol−1M=80\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}} ?

0,125 g0{,}125\ \mathrm{g}
80,25 g80{,}25\ \mathrm{g}
32 g32\ \mathrm{g}
8,0 g8{,}0\ \mathrm{g}

$$8{,}0\ \mathrm{g}$$

Explication

La masse de dissolution se calcule avec m=C×Vsolution×Mm=C\times V_{solution}\times M, soit m=0,40×0,250×80=8,0 gm=0{,}40\times0{,}250\times80=8{,}0\ \mathrm{g}. La dilution ne demande pas cette masse, mais le prélèvement d’un volume de solution mère.

15. Lors d’une dilution, une solution mère de concentration C0=2,0 mol⋅L−1C_0=2{,}0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} fournit V0=25 mLV_0=25\ \mathrm{mL} ; quelle concentration obtient-on après ajustement à Vsolution=100 mLV_{solution}=100\ \mathrm{mL} ?

8,0 mol⋅L−18{,}0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
2,50 mol⋅L−12{,}50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,020 mol⋅L−10{,}020\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,50 mol⋅L−10{,}50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

$$0{,}50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$$

Explication

La conservation du soluté impose C0V0=CVsolutionC_0V_0=CV_{solution}, donc C=2,0×25100=0,50 mol⋅L−1C=\frac{2{,}0\times25}{100}=0{,}50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. La concentration ne peut pas augmenter lors de l’ajout d’eau ; une valeur supérieure à celle de la solution mère est donc incompatible avec cette dilution.

16. Une dilution fait passer une solution de C0=1,5 mol⋅L−1C_0=1{,}5\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} à C=0,30 mol⋅L−1C=0{,}30\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} ; quel est son facteur de dilution ?

F=5F=5
F=4,5F=4{,}5
F=1,2F=1{,}2
F=0,20F=0{,}20

$$F=5$$

Explication

Le facteur de dilution vaut F=C0C=1,50,30=5F=\frac{C_0}{C}=\frac{1{,}5}{0{,}30}=5. La valeur 0,200{,}20 correspond au rapport inverse, qui ne définit pas le facteur de dilution dans cette convention.

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Qu'est-ce que la mole en chimie ?

Un paquet d’entités chimiques pour compter atomes, électrons, ions ou molécules.

Quelle est la valeur de la constante d’Avogadro N_A ?

6,02×10^23 mol^-1.

Que représente la constante d’Avogadro N_A ?

Le nombre d’entités dans une mole.

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