QCM : Quantité de matière et concentrations — 24 questions

Question 1

1. Dans la notation $^{A}_{Z}X$ d’un atome, que représente le nombre $A$ ?

Le nombre total de nucléons du noyau

Le nombre de protons du noyau

Le nombre d’électrons de l’atome neutre

Le nombre de neutrons du noyau

Explication

Le nombre $A$ correspond à la somme des protons et des neutrons, c’est-à-dire au nombre total de nucléons. Le nombre $Z$ , et non $A$ , indique le nombre de protons et identifie l’élément.

Answer

Le nombre total de nucléons du noyau

Question 2

2. Un atome neutre possède $Z=17$ protons : combien d’électrons contient-il ?

34 électrons

Aucun électron

17 électrons

18 électrons

Explication

Dans un atome neutre, le nombre d’électrons est égal au nombre de protons, donc il contient $17$ électrons. Un nombre différent d’électrons caractériserait un ion.

Answer

17 électrons

Question 3

3. Un noyau possède $A=23$ nucléons et $Z=11$ protons. Combien contient-il de neutrons ?

12 neutrons

23 neutrons

11 neutrons

34 neutrons

Explication

Le nombre de neutrons se calcule avec $N=A-Z$ , soit $N=23-11=12$ . La valeur $11$ correspond au nombre de protons, tandis que $23$ représente le nombre total de nucléons.

Answer

12 neutrons

Question 4

4. Quelle caractéristique permet de distinguer des isotopes d’un même élément ?

Ils ont des nombres de protons différents et la même masse nucléaire.

Ils ont le même nombre de protons et des nombres de neutrons différents.

Ils ont des nombres de nucléons identiques et des symboles chimiques différents.

Ils ont le même nombre de neutrons et des nombres d’électrons différents.

Explication

Des isotopes appartiennent au même élément parce qu’ils possèdent le même nombre de protons, mais leurs nombres de neutrons diffèrent. Des nombres de protons différents indiqueraient des éléments chimiques distincts.

Answer

Ils ont le même nombre de protons et des nombres de neutrons différents.

Question 5

5. Quelle affirmation décrit correctement la composition isotopique du carbone naturel ?

Il contient environ 98,9 % de carbone 12, 1,1 % de carbone 14 et des traces de carbone 13.

Il contient des proportions comparables de carbone 12, de carbone 13 et de carbone 14.

Il contient environ 98,9 % de carbone 12, 1,1 % de carbone 13 et des traces de carbone 14.

Il contient environ 98,9 % de carbone 13, 1,1 % de carbone 12 et des traces de carbone 14.

Explication

Le carbone naturel est principalement constitué de carbone 12, avec environ 98,9 %, tandis que le carbone 13 représente 1,1 % et le carbone 14 existe à l’état de traces. Le carbone 14 est notamment utilisé pour la datation.

Answer

Il contient environ 98,9 % de carbone 12, 1,1 % de carbone 13 et des traces de carbone 14.

Question 6

6. Pourquoi les isotopes d’un même élément présentent-ils généralement des propriétés chimiques très proches ?

Parce que leurs noyaux ont exactement la même masse et la même composition.

Parce que leurs électrons, qui gouvernent la chimie, sont organisés de façon comparable.

Parce que leurs nombres de protons et de neutrons sont tous deux identiques.

Parce que les différences de neutrons transforment leur symbole chimique en ion.

Explication

Les propriétés chimiques dépendent principalement des électrons, dont la configuration reste comparable chez les isotopes d’un même élément. Leurs noyaux diffèrent toutefois par le nombre de neutrons et donc par leur masse.

Answer

Parce que leurs électrons, qui gouvernent la chimie, sont organisés de façon comparable.

Question 7

7. Comment se comparent approximativement les masses d’un nucléon et d’un électron ?

Un nucléon et un électron ont chacun une masse proche de

9,1\times10^{-31}\,\mathrm{kg}

.

Un nucléon et un électron ont chacun une masse proche de

1,67\times10^{-27}\,\mathrm{kg}

.

Un nucléon a une masse d’environ

1,67\times10^{-27}\,\mathrm{kg}

, contre

9,1\times10^{-31}\,\mathrm{kg}

pour un électron.

Un nucléon a une masse d’environ

9,1\times10^{-31}\,\mathrm{kg}

, contre

1,67\times10^{-27}\,\mathrm{kg}

pour un électron.

Explication

La masse d’un nucléon est environ $1,67\times10^{-27}\,\mathrm{kg}$ , alors que celle d’un électron est environ $9,1\times10^{-31}\,\mathrm{kg}$ . L’électron est donc beaucoup moins massif qu’un nucléon.

Answer

Un nucléon a une masse d’environ $$1,67\times10^{-27}\,\mathrm{kg}$$, contre $$9,1\times10^{-31}\,\mathrm{kg}$$ pour un électron.

Question 8

8. Quelle méthode permet d’estimer la masse d’une molécule à partir de sa formule chimique ?

Additionner les masses de tous les atomes qui la constituent.

Multiplier la masse du premier atome par le nombre total d’atomes.

Soustraire la masse des électrons de la masse du noyau principal.

Calculer la moyenne des masses isotopiques d’un seul élément.

Explication

La masse moléculaire s’obtient en additionnant les masses de tous les atomes présents dans la molécule. Une moyenne isotopique seule ne tient pas compte de l’ensemble des atomes constitutifs.

Answer

Additionner les masses de tous les atomes qui la constituent.

Question 9

9. Un échantillon contient $N=1,2044\times10^{24}$ entités. Quelle quantité de matière contient-il, avec $N_A=6,022\times10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}$ ?

7,2264\times10^{47}\,\mathrm{mol}

2,00\,\mathrm{mol}

0,50\,\mathrm{mol}

6,022\times10^{23}\,\mathrm{mol}

Explication

On applique $n=\frac{N}{N_A}$ , ce qui donne $n=\frac{1,2044\times10^{24}}{6,022\times10^{23}}=2,00\,\mathrm{mol}$ . La valeur de $N_A$ est une constante exprimée en entités par mole, et non une quantité de matière.

Answer

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

Question 10

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

La somme des masses molaires de toutes les molécules formées par l’élément

La masse moyenne d’une mole de l’élément, en tenant compte de ses isotopes

La masse d’un seul nucléide de l’élément, exprimée pour une mole

La masse d’un atome isolé de l’élément, mesurée dans une solution

Explication

La masse molaire atomique est une moyenne calculée pour une mole d’un élément naturel en considérant ses différents isotopes. La masse d’un seul nucléide ne représente pas cette moyenne isotopique.

Answer

La masse moyenne d’une mole de l’élément, en tenant compte de ses isotopes

Question 11

11. Comment calcule-t-on la masse molaire moléculaire d’une molécule ?

En divisant la masse molaire de chaque élément par son nombre d’atomes

En moyennant les masses molaires des éléments présents dans la molécule

En utilisant la masse molaire atomique de l’élément le plus abondant

En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses atomes

Explication

La masse molaire moléculaire s’obtient en additionnant les contributions de chaque atome indiqué dans la formule chimique. Une moyenne ou la seule masse molaire de l’élément majoritaire ne tient pas compte de toute la composition moléculaire.

Answer

En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses atomes

Question 12

12. Quelle est la masse molaire de l’eau, sachant que les masses molaires atomiques de l’hydrogène et de l’oxygène valent respectivement $1,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ et $16,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ ?

17,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}

34,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}

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

16,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}

Explication

La formule $H_2O$ contient deux atomes d’hydrogène et un atome d’oxygène, donc $M=2\times1,0+16,0=18,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ . La valeur $17,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ résulterait d’une addition incorrecte des contributions atomiques.

Answer

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

Question 13

13. Une solution contient $12\,\mathrm{g}$ de soluté dans $3\,\mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration massique ?

0,25\,\mathrm{g\,L^{-1}}

9\,\mathrm{g\,L^{-1}}

4\,\mathrm{g\,L^{-1}}

36\,\mathrm{g\,L^{-1}}

Explication

La concentration massique est le quotient de la masse par le volume, donc $C_m=\frac{12}{3}=4\,\mathrm{g\,L^{-1}}$ . La valeur $36\,\mathrm{g\,L^{-1}}$ correspondrait à une multiplication au lieu d’une division.

Answer

$$4\,\mathrm{g\,L^{-1}}$$

Question 14

14. Comment définit-on la concentration molaire d’un soluté dans une solution ?

Par le quotient de sa quantité de matière par le volume de solution

Par le quotient du volume de solution par sa quantité de matière

Par le quotient de sa masse par le volume de solution

Par le produit de sa quantité de matière et du volume de solution

Explication

La concentration molaire est définie par $C=\frac{n}{V}$ et s’exprime en quantité de matière par volume. Le quotient de la masse par le volume définit la concentration massique, pas la concentration molaire.

Answer

Par le quotient de sa quantité de matière par le volume de solution

Question 15

15. Une solution possède une concentration massique de $10\,\mathrm{g\,L^{-1}}$ et un soluté de masse molaire $50\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ . Quelle est sa concentration molaire ?

500\,\mathrm{mol\,L^{-1}}

0,20\,\mathrm{mol\,L^{-1}}

60\,\mathrm{mol\,L^{-1}}

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

Explication

La relation $C=\frac{C_m}{M}$ donne $C=\frac{10}{50}=0,20\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Multiplier la concentration massique par la masse molaire produirait une unité et une valeur incompatibles avec cette relation.

Answer

$$0,20\,\mathrm{mol\,L^{-1}}$$

Question 16

16. Quelle relation permet de calculer la quantité de matière d’un gaz à partir de son volume et de son volume molaire ?

n=\frac{m}{M}

n=V\times V_m

n=\frac{V_m}{V}

n=\frac{V}{V_m}

Explication

Pour un gaz, la quantité de matière est obtenue en divisant le volume du gaz par le volume molaire, soit $n=\frac{V}{V_m}$ . La relation $\frac{m}{M}$ s’applique aux solides ou aux liquides purs dans ce cadre.

Answer

$$n=\frac{V}{V_m}$$

Question 17

17. Quel volume molaire correspond aux conditions indiquées à $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ et $1\,\mathrm{bar}$ ?

22,4\,\mathrm{L\,mol^{-1}}

1\,\mathrm{L\,mol^{-1}}

24\,\mathrm{L\,mol^{-1}}

24,5\,\mathrm{L\,mol^{-1}}

Explication

À $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ et $1\,\mathrm{bar}$ , le volume molaire indiqué vaut $24\,\mathrm{L\,mol^{-1}}$ . La valeur $24,5\,\mathrm{L\,mol^{-1}}$ correspond aux conditions à $1\,\mathrm{atm}$ .

Answer

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

Question 18

18. Quel volume molaire correspond aux conditions indiquées à $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ et $1\,\mathrm{atmosphère}$ ?

22,4\,\mathrm{L\,mol^{-1}}

25,0\,\mathrm{L\,mol^{-1}}

24,5\,\mathrm{L\,mol^{-1}}

24\,\mathrm{L\,mol^{-1}}

Explication

À $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ et $1\,\mathrm{atmosphère}$ , le volume molaire indiqué est $24,5\,\mathrm{L\,mol^{-1}}$ . La valeur $24\,\mathrm{L\,mol^{-1}}$ est associée à une pression de $1\,\mathrm{bar}$ dans les conditions précisées.

Answer

$$24,5\,\mathrm{L\,mol^{-1}}$$

Question 19

19. Lors d’une dilution, quelle relation exprime la conservation de la quantité de soluté entre la solution mère et la solution fille ?

C_mV_m=C_fV_f

C_m+C_f=V_m+V_f

C_mV_f=C_fV_m

C_m-C_f=V_f-V_m

Explication

La dilution conserve la quantité de soluté, ce qui se traduit par $C_mV_m=C_fV_f$ entre les concentrations et volumes de la solution mère et de la solution fille. La relation croisée proposée échange les volumes et les concentrations et ne traduit pas cette conservation.

Answer

$$C_mV_m=C_fV_f$$

Question 20

20. Quelle équation ionique traduit la réaction entre le magnésium solide et les ions hydrogène en solution aqueuse ?

Mg(s)+2H^+(aq)\rightarrow Mg^{2+}(aq)+H_2(g)

Mg(s)+2Cl^-(aq)\rightarrow MgCl_2(aq)

2Mg(s)+H^+(aq)\rightarrow 2Mg^+(aq)+\frac{1}{2}H_2(g)

Mg^{2+}(aq)+H_2(g)\rightarrow Mg(s)+2H^+(aq)

Explication

Le magnésium est transformé en ions magnésium tandis que les ions hydrogène forment du dihydrogène, ce qui donne l’équation équilibrée proposée. Les ions chlorure ne figurent pas dans l’équation ionique, car ils restent spectateurs et ne sont pas consommés.

Answer

$$Mg(s)+2H^+(aq)\rightarrow Mg^{2+}(aq)+H_2(g)$$

Question 21

21. On fait réagir 4,2 mmol de magnésium avec 40 mmol d’ions hydrogène selon $Mg+2H^+\rightarrow Mg^{2+}+H_2$ . Quelle quantité de dihydrogène peut se former ?

40 mmol

4,2 mmol

8,4 mmol

20 mmol

Explication

Chaque mole de magnésium consommée produit une mole de dihydrogène, et le magnésium est le réactif limitant dans ce mélange. Les ions hydrogène sont en excès, donc leur quantité initiale ne détermine pas directement la quantité de gaz formée.

Answer

Il contient 8,0 g d’acide éthanoïque pour 100 g de vinaigre.

Answer

$$60\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$$

Answer

Calculer la masse de solution, puis celle du soluté, sa quantité de matière et enfin la concentration.

Question 22

22. Que signifie un vinaigre titrant 8,0 % en masse d’acide éthanoïque ?

Il contient 8,0 mol d’acide éthanoïque pour 100 g de vinaigre.

Il contient 8,0 g d’acide éthanoïque pour 100 mL de vinaigre.

Il contient 8,0 g d’acide éthanoïque pour 100 g de vinaigre.

Il contient 8,0 g de vinaigre pour 100 g d’acide éthanoïque.

Explication

Un pourcentage massique de 8,0 % indique que 8,0 g de soluté sont présents dans 100 g de solution. La référence est une masse totale de vinaigre, et non un volume ou une quantité de matière.

Question 23

23. Quelle est la masse molaire de l’acide éthanoïque $CH_3COOH$ utilisée pour convertir sa masse en quantité de matière ?

46\,\mathrm{g\,mol^{-1}}

60\,\mathrm{g\,mol^{-1}}

98\,\mathrm{g\,mol^{-1}}

58,5\,\mathrm{g\,mol^{-1}}

Explication

La masse molaire de l’acide éthanoïque $CH_3COOH$ est $60\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ . La valeur $58,5\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ correspond au chlorure de sodium, tandis que les autres valeurs concernent d’autres espèces chimiques.

Question 24

24. Quelle démarche permet de calculer une concentration molaire à partir d’un pourcentage massique et d’une densité ?

Calculer directement la concentration molaire à partir du pourcentage, puis corriger le résultat avec la densité.

Calculer d’abord le volume du soluté, puis sa masse, sa quantité de matière et la concentration finale.

Calculer la masse de solution, puis celle du soluté, sa quantité de matière et enfin la concentration.

Calculer la masse de soluté, puis appliquer sa masse molaire avant d’estimer la masse totale de solution.

Explication

La méthode consiste à choisir une quantité de solution, déterminer sa masse grâce à la densité, puis la masse de soluté grâce au pourcentage, sa quantité de matière et enfin la concentration molaire. Le pourcentage massique seul ne fournit pas directement cette concentration, car la quantité de solution doit aussi être reliée à un volume.

QCM : Quantité de matière et concentrations — 24 questions

Questions et réponses du QCM

1. Dans la notation $^{A}_{Z}X$ d’un atome, que représente le nombre $A$ ?

2. Un atome neutre possède $Z=17$ protons : combien d’électrons contient-il ?

3. Un noyau possède $A=23$ nucléons et $Z=11$ protons. Combien contient-il de neutrons ?

4. Quelle caractéristique permet de distinguer des isotopes d’un même élément ?

5. Quelle affirmation décrit correctement la composition isotopique du carbone naturel ?

6. Pourquoi les isotopes d’un même élément présentent-ils généralement des propriétés chimiques très proches ?

7. Comment se comparent approximativement les masses d’un nucléon et d’un électron ?

8. Quelle méthode permet d’estimer la masse d’une molécule à partir de sa formule chimique ?

9. Un échantillon contient $N=1,2044\times10^{24}$ entités. Quelle quantité de matière contient-il, avec $N_A=6,022\times10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}$ ?

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

11. Comment calcule-t-on la masse molaire moléculaire d’une molécule ?

12. Quelle est la masse molaire de l’eau, sachant que les masses molaires atomiques de l’hydrogène et de l’oxygène valent respectivement $1,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ et $16,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ ?

13. Une solution contient $12\,\mathrm{g}$ de soluté dans $3\,\mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration massique ?

14. Comment définit-on la concentration molaire d’un soluté dans une solution ?

15. Une solution possède une concentration massique de $10\,\mathrm{g\,L^{-1}}$ et un soluté de masse molaire $50\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$ . Quelle est sa concentration molaire ?

16. Quelle relation permet de calculer la quantité de matière d’un gaz à partir de son volume et de son volume molaire ?

17. Quel volume molaire correspond aux conditions indiquées à $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ et $1\,\mathrm{bar}$ ?

18. Quel volume molaire correspond aux conditions indiquées à $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ et $1\,\mathrm{atmosphère}$ ?

19. Lors d’une dilution, quelle relation exprime la conservation de la quantité de soluté entre la solution mère et la solution fille ?

20. Quelle équation ionique traduit la réaction entre le magnésium solide et les ions hydrogène en solution aqueuse ?

21. On fait réagir 4,2 mmol de magnésium avec 40 mmol d’ions hydrogène selon $Mg+2H^+\rightarrow Mg^{2+}+H_2$ . Quelle quantité de dihydrogène peut se former ?

22. Que signifie un vinaigre titrant 8,0 % en masse d’acide éthanoïque ?

23. Quelle est la masse molaire de l’acide éthanoïque $CH_3COOH$ utilisée pour convertir sa masse en quantité de matière ?

24. Quelle démarche permet de calculer une concentration molaire à partir d’un pourcentage massique et d’une densité ?

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Questions et réponses du QCM

1. Dans la notation ZAX^{A}_{Z}XZA​X d’un atome, que représente le nombre AAA ?

2. Un atome neutre possède Z=17Z=17Z=17 protons : combien d’électrons contient-il ?

3. Un noyau possède A=23A=23A=23 nucléons et Z=11Z=11Z=11 protons. Combien contient-il de neutrons ?

4. Quelle caractéristique permet de distinguer des isotopes d’un même élément ?

5. Quelle affirmation décrit correctement la composition isotopique du carbone naturel ?

6. Pourquoi les isotopes d’un même élément présentent-ils généralement des propriétés chimiques très proches ?

7. Comment se comparent approximativement les masses d’un nucléon et d’un électron ?

8. Quelle méthode permet d’estimer la masse d’une molécule à partir de sa formule chimique ?

9. Un échantillon contient N=1,2044×1024N=1,2044\times10^{24}N=1,2044×1024 entités. Quelle quantité de matière contient-il, avec NA=6,022×1023 mol−1N_A=6,022\times10^{23}\,\mathrm{mol^{-1}}NA​=6,022×1023mol−1 ?

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

11. Comment calcule-t-on la masse molaire moléculaire d’une molécule ?

12. Quelle est la masse molaire de l’eau, sachant que les masses molaires atomiques de l’hydrogène et de l’oxygène valent respectivement 1,0 g mol−11,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}1,0gmol−1 et 16,0 g mol−116,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}16,0gmol−1 ?

13. Une solution contient 12 g12\,\mathrm{g}12g de soluté dans 3 L3\,\mathrm{L}3L de solution. Quelle est sa concentration massique ?

14. Comment définit-on la concentration molaire d’un soluté dans une solution ?

15. Une solution possède une concentration massique de 10 g L−110\,\mathrm{g\,L^{-1}}10gL−1 et un soluté de masse molaire 50 g mol−150\,\mathrm{g\,mol^{-1}}50gmol−1. Quelle est sa concentration molaire ?

16. Quelle relation permet de calculer la quantité de matière d’un gaz à partir de son volume et de son volume molaire ?

17. Quel volume molaire correspond aux conditions indiquées à 25 ∘C25\,^{\circ}\mathrm{C}25∘C et 1 bar1\,\mathrm{bar}1bar ?

18. Quel volume molaire correspond aux conditions indiquées à 25 ∘C25\,^{\circ}\mathrm{C}25∘C et 1 atmospheˋre1\,\mathrm{atmosphère}1atmospheˋre ?

19. Lors d’une dilution, quelle relation exprime la conservation de la quantité de soluté entre la solution mère et la solution fille ?

20. Quelle équation ionique traduit la réaction entre le magnésium solide et les ions hydrogène en solution aqueuse ?

21. On fait réagir 4,2 mmol de magnésium avec 40 mmol d’ions hydrogène selon Mg+2H+→Mg2++H2Mg+2H^+\rightarrow Mg^{2+}+H_2Mg+2H+→Mg2++H2​. Quelle quantité de dihydrogène peut se former ?

22. Que signifie un vinaigre titrant 8,0 % en masse d’acide éthanoïque ?

23. Quelle est la masse molaire de l’acide éthanoïque CH3COOHCH_3COOHCH3​COOH utilisée pour convertir sa masse en quantité de matière ?

24. Quelle démarche permet de calculer une concentration molaire à partir d’un pourcentage massique et d’une densité ?

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3. Un noyau possède $A=23$ nucléons et $Z=11$ protons. Combien contient-il de neutrons ?

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13. Une solution contient $12\,\mathrm{g}$ de soluté dans $3\,\mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration massique ?

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23. Quelle est la masse molaire de l’acide éthanoïque $CH_3COOH$ utilisée pour convertir sa masse en quantité de matière ?