QCM : Quantité de matière et mole — 9 questions

Questions et réponses du QCM

1. Que représente la constante d’Avogadro ?

La masse en grammes correspondant à une mole d’entités
Le nombre d’entités élémentaires contenues dans une mole
L’unité utilisée pour exprimer une quantité de matière
Le nombre de moles présentes dans un gramme d’espèce

Le nombre d’entités élémentaires contenues dans une mole

Explication

La constante d’Avogadro indique qu’une mole contient environ 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités élémentaires. La mole, et non la constante d’Avogadro, est l’unité de quantité de matière.

2. Quelle affirmation distingue correctement la mole du gramme ?

La mole exprime un volume, tandis que le gramme exprime une quantité de matière
La mole mesure une quantité de matière, tandis que le gramme mesure une masse
La mole mesure une masse, tandis que le gramme mesure une quantité de matière
La mole indique un nombre d’entités, tandis que le gramme indique une température

La mole mesure une quantité de matière, tandis que le gramme mesure une masse

Explication

La mole est le paquet de référence contenant environ 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités et sert à exprimer la quantité de matière. Le gramme est une unité de masse, et non de quantité de matière.

3. Quelle est l’unité usuelle de la masse molaire d’une espèce chimique ?

La mole par gramme, notée mol·g⁻¹
La mole, notée mol
Le gramme par mole, noté g·mol⁻¹
Le gramme, noté g

Le gramme par mole, noté g·mol⁻¹

Explication

La masse molaire est la masse correspondant à une mole d’une espèce chimique et s’exprime en g·mol⁻¹. Le gramme mesure la masse d’un échantillon, tandis que la mole mesure une quantité de matière.

4. Comment détermine-t-on la masse molaire moléculaire d’une molécule ?

En soustrayant les masses molaires des éléments minoritaires
En divisant sa masse totale par le nombre de molécules présentes
En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses éléments
En multipliant la masse molaire de l’élément le plus abondant

En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses éléments

Explication

La masse molaire moléculaire s’obtient en additionnant les masses molaires atomiques de tous les éléments constituant la molécule, en tenant compte de leur nombre. La masse de l’élément le plus abondant ne suffit donc pas à la déterminer.

5. Quelle relation permet de calculer la quantité de matière à partir de la masse d’un échantillon ?

m=nMm = \frac{n}{M}
n=m×Mn = m \times M
n=mMn = \frac{m}{M}
M=mnM = \frac{m}{n}

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

Explication

La quantité de matière se calcule en divisant la masse mm, exprimée en grammes, par la masse molaire MM, exprimée en g·mol⁻¹. La relation m=n×Mm = n \times M sert plutôt à déterminer une masse à partir d’une quantité de matière.

6. Quelle quantité de matière contient un échantillon de 300 g d’or, sachant que M(Au)=197 gmol1M(\mathrm{Au}) = 197\ \mathrm{g·mol^{-1}} ?

Environ 197 mol197\ \mathrm{mol}
Environ 0,66 mol0{,}66\ \mathrm{mol}
Environ 1,52 mol1{,}52\ \mathrm{mol}
Environ 59100 mol59\,100\ \mathrm{mol}

Environ $$1{,}52\ \mathrm{mol}$$

Explication

On applique n=mMn = \frac{m}{M}, donc n(Au)=3001971,52 moln(\mathrm{Au}) = \frac{300}{197} \approx 1{,}52\ \mathrm{mol}. La valeur 0,66 mol0{,}66\ \mathrm{mol} provient d’une division inversée et ne correspond pas à cette masse d’or.

7. Quelle expression permet de calculer la quantité de matière d’un liquide à partir de sa masse volumique, de son volume et de sa masse molaire ?

n=M×Vρn = \frac{M \times V}{\rho}
n=ρ×VMn = \frac{\rho \times V}{M}
n=Vρ×Mn = \frac{V}{\rho \times M}
n=ρ×MVn = \frac{\rho \times M}{V}

$$n = \frac{\rho \times V}{M}$$

Explication

Pour un liquide, la masse s’obtient par m=ρ×Vm = \rho \times V, puis la quantité de matière par n=mMn = \frac{m}{M}, d’où la formule proposée. L’expression M×Vρ\frac{M \times V}{\rho} inverse notamment le rôle de la masse molaire et de la masse volumique.

8. Un échantillon gazeux occupe un volume de 6,0 L6{,}0\ \mathrm{L} et le volume molaire fourni vaut 24,0 Lmol124{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}. Quelle quantité de matière contient-il ?

4,0 mol4{,}0\ \mathrm{mol}
0,25 mol0{,}25\ \mathrm{mol}
30,0 mol30{,}0\ \mathrm{mol}
144 mol144\ \mathrm{mol}

$$0{,}25\ \mathrm{mol}$$

Explication

Pour un gaz, on applique n=VVmn = \frac{V}{V_m}, donc n=6,024,0=0,25 moln = \frac{6{,}0}{24{,}0} = 0{,}25\ \mathrm{mol}. La valeur 4,0 mol4{,}0\ \mathrm{mol} correspondrait à l’inversion du quotient, et non à la relation entre volume et volume molaire.

9. À même température et même pression, deux gaz différents occupent chacun un volume de 5,0 L5{,}0\ \mathrm{L}. Quelle conclusion peut-on tirer sur leurs quantités de matière ?

Le gaz dont les molécules sont plus grandes contient davantage de moles.
Ils contiennent le même nombre de moles.
Le gaz le plus lourd contient davantage de moles.
Leurs quantités de matière dépendent de leurs masses molaires respectives.

Ils contiennent le même nombre de moles.

Explication

À température et pression fixées, des volumes gazeux égaux contiennent le même nombre de moles, quelle que soit la nature du gaz. La masse molaire influence la masse de l’échantillon, mais elle ne change pas cette égalité des quantités de matière.

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Qu'est-ce que la constante d’Avogadro ?

Le nombre d’entités élémentaires dans une mole.

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

Environ 6,02 × 10²³ entités par mole.

Qu'est-ce qu'une mole en chimie ?

Un paquet contenant 6,02 × 10²³ entités chimiques.

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