QCM : Quantité de matière et solutions (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quel rôle joue la constante d’Avogadro entre les échelles microscopique et macroscopique ?

Elle permet de déterminer les propriétés individuelles à partir des seules propriétés globales d’un système.
Elle décrit l’évolution des particules sans établir de lien avec les propriétés globales du système.
Elle convertit les propriétés microscopiques en unités de température utilisables à l’échelle macroscopique.
Elle relie l’étude des particules individuelles à celle d’un grand nombre de particules considérées globalement.

Elle relie l’étude des particules individuelles à celle d’un grand nombre de particules considérées globalement.

Explication

La constante d’Avogadro fait le lien entre le dénombrement des entités à l’échelle microscopique et l’étude globale d’un grand nombre d’entités. La description des propriétés et de l’évolution d’un système à partir de ses propriétés microscopiques relève plutôt de la physique statistique.

2. Quelle affirmation Avogadro formule-t-il en 1811 au sujet des gaz ?

À température égale, des gaz quelconques contiennent le même nombre de molécules, ou ce nombre est proportionnel à la température.
À masse égale, des gaz quelconques contiennent le même nombre de molécules, ou ce nombre est proportionnel à la masse.
À volume égal, des gaz quelconques contiennent le même nombre de molécules, ou ce nombre est proportionnel au volume.
À pression égale, des gaz quelconques contiennent le même nombre de molécules, ou ce nombre est proportionnel à la pression.

À volume égal, des gaz quelconques contiennent le même nombre de molécules, ou ce nombre est proportionnel au volume.

Explication

En 1811, Avogadro associe le nombre de molécules d’un gaz à son volume : des volumes égaux contiennent le même nombre de molécules. L’énoncé ne porte pas sur l’égalité des masses des gaz.

3. À quoi sert la mole en chimie ?

C’est une mesure de concentration qui indique la proportion d’entités dans un mélange.
C’est une unité de masse qui permet de mesurer directement une entité chimique isolée.
C’est un paquet d’entités chimiques qui permet de les compter ou de les peser plus facilement.
C’est une grandeur de volume qui permet de comparer l’espace occupé par différents gaz.

C’est un paquet d’entités chimiques qui permet de les compter ou de les peser plus facilement.

Explication

La mole regroupe des entités chimiques en paquets afin d’en faciliter le dénombrement ou la pesée. Elle ne mesure pas la masse d’une entité isolée, contrairement à ce que suggère une des réponses proposées.

4. Que représente la constante d’Avogadro NAN_A, et quelle est son unité ?

La quantité de matière d’une entité chimique, exprimée en mol\mathrm{mol}.
Le nombre de moles correspondant à une entité chimique, exprimé en mol\mathrm{mol}.
Le nombre d’entités contenues dans une mole, exprimé en mol−1\mathrm{mol}^{-1}.
La masse d’une mole d’entités chimiques, exprimée en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}.

Le nombre d’entités contenues dans une mole, exprimé en $$\mathrm{mol}^{-1}$$.

Explication

La constante d’Avogadro indique combien d’entités sont contenues dans une mole et son unité est l’inverse de la mole. La masse d’une mole correspond à une masse molaire, exprimée en grammes par mole.

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

La masse d’une mole d’atomes de cet élément, exprimée en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}.
Le nombre d’atomes de cet élément dans une mole, exprimé en mol−1\mathrm{mol^{-1}}.
La masse d’un atome isolé de cet élément, exprimée en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}.
La masse d’une mole de molécules formées avec cet élément, exprimée en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}.

La masse d’une mole d’atomes de cet élément, exprimée en $$\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$$.

Explication

La masse molaire atomique correspond à la masse d’une mole d’atomes d’un élément et s’exprime en grammes par mole. La masse d’une mole de molécules relève plutôt de la masse molaire moléculaire.

6. Que représente la masse molaire moléculaire d’une entité, comme une molécule ou un ion ?

La quantité de matière de ces entités, exprimée en mol\mathrm{mol}.
La masse d’une mole de ces entités, exprimée en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}.
La masse d’une seule de ces entités, exprimée en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}.
Le nombre de ces entités dans une mole, exprimé en mol−1\mathrm{mol^{-1}}.

La masse d’une mole de ces entités, exprimée en $$\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$$.

Explication

La masse molaire moléculaire est la masse correspondant à une mole d’entités telles que des molécules ou des ions, en grammes par mole. Le nombre d’entités présentes dans une mole est donné par la constante d’Avogadro, et non par une masse molaire.

7. Comment calcule-t-on la masse molaire moléculaire d’une entité à partir de sa composition atomique ?

En soustrayant les masses molaires atomiques des atomes liés à l’entité.
En faisant la moyenne des masses molaires atomiques des atomes qui la composent.
En multipliant les masses molaires atomiques de tous les atomes qui la composent.
En additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes qui la composent.

En additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes qui la composent.

Explication

La masse molaire moléculaire s’obtient en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes présents dans l’entité. Une moyenne ne tient pas compte du nombre total d’atomes de chaque élément.

8. Une chimiste dénombre des entités dans un échantillon et note la grandeur correspondante nn. Quelle est cette grandeur et son unité ?

La quantité de matière, exprimée en mol\mathrm{mol}.
Le nombre d’entités par mole, exprimé en mol−1\mathrm{mol^{-1}}.
La masse molaire, exprimée en g⋅mol−1\mathrm{g\cdot mol^{-1}}.
La masse de l’échantillon, exprimée en g\mathrm{g}.

La quantité de matière, exprimée en $$\mathrm{mol}$$.

Explication

La quantité de matière, notée nn, sert à dénombrer des entités et s’exprime en moles. La masse molaire s’exprime en grammes par mole et représente une masse rapportée à une mole.

9. À 20 °C et 1013 hPa, quel est le volume molaire des gaz ?

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

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

Explication

Dans ces conditions, le volume molaire est de 24,0 L mol−124{,}0\ \mathrm{L\,mol^{-1}}. La valeur 22,4 L mol−122{,}4\ \mathrm{L\,mol^{-1}} correspond à d’autres conditions de température et de pression.

10. Deux échantillons de gaz différents sont maintenus à la même température et à la même pression : quelle propriété concernant leur volume molaire partagent-ils ?

Leur volume molaire est identique seulement si leurs quantités de matière sont égales.
Ils ont le même volume molaire seulement si leurs masses sont égales.
Ils ont le même volume molaire, même si leur nature chimique diffère.
Leur volume molaire dépend de leur masse molaire respective.

Ils ont le même volume molaire, même si leur nature chimique diffère.

Explication

À température et pression fixées, tous les gaz ont le même volume molaire, indépendamment de leur nature. Des masses égales ne sont pas une condition de cette égalité.

11. Pour déterminer la quantité de matière d’un gaz à partir de son volume, quelle autre grandeur faut-il connaître ?

La masse volumique du gaz dans les conditions considérées.
Le volume molaire du gaz dans les conditions considérées.
La température d’ébullition du gaz dans les conditions considérées.
La masse molaire du gaz dans les conditions considérées.

Le volume molaire du gaz dans les conditions considérées.

Explication

La quantité de matière d’un gaz peut être obtenue à partir de son volume et du volume molaire correspondant. La masse volumique relie plutôt la masse d’un échantillon à son volume et ne suffit pas à elle seule pour cette détermination.

12. Que représente la concentration molaire d’une espèce chimique en solution ?

La quantité de matière de solvant présente par litre de solution.
La masse totale de solution préparée pour une mole de soluté.
La masse de soluté dissoute par litre de solution.
La quantité de matière de soluté dissoute par litre de solution.

La quantité de matière de soluté dissoute par litre de solution.

Explication

La concentration molaire rapporte la quantité de matière du soluté au volume de solution. La masse de soluté par litre correspond à la concentration en masse, une grandeur distincte.

13. Pour préparer une solution par dissolution à une concentration visée, quelle démarche convient ?

Prélever une masse de soluté puis la dissoudre pour obtenir le volume et la concentration souhaités.
Mesurer la masse de solvant puis la mélanger à une solution fille de concentration connue.
Évaporer une partie du solvant d’une solution afin d’obtenir le volume et la concentration souhaités.
Prélever un volume de solution mère puis ajouter de l’eau pour obtenir le volume et la concentration souhaités.

Prélever une masse de soluté puis la dissoudre pour obtenir le volume et la concentration souhaités.

Explication

La préparation par dissolution consiste à prélever une masse de soluté et à la dissoudre pour obtenir la solution souhaitée. Prélever une solution mère puis ajouter de l’eau décrit plutôt une dilution.

14. Que fait-on lors d’une dilution d’une solution aqueuse pour diminuer la concentration en soluté ?

On évapore une partie du soluté dissous.
On retire de l’eau de la solution.
On ajoute de l’eau à la solution.
On ajoute du soluté à la solution.

On ajoute de l’eau à la solution.

Explication

Une dilution consiste à ajouter de l’eau afin de diminuer la concentration en soluté. Ajouter du soluté augmenterait la quantité de soluté et ne constituerait pas une dilution.

15. Lorsqu’une solution mère est diluée, quelle quantité est conservée entre le prélèvement initial et la solution fille obtenue ?

La quantité de matière d’eau présente dans la solution mère.
La concentration en soluté de la solution mère.
La quantité de matière de soluté prélevée dans la solution mère.
Le volume de la solution mère avant le prélèvement.

La quantité de matière de soluté prélevée dans la solution mère.

Explication

La dilution conserve la quantité de matière de soluté transférée : elle est égale dans le prélèvement de solution mère et dans la solution fille. La concentration, elle, diminue lorsque l’eau est ajoutée.

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Que relie la constante d’Avogadro ?

L’échelle microscopique à l’échelle macroscopique.

Qu’étudie l’échelle microscopique selon la définition liée à la constante d’Avogadro ?

Les propriétés individuelles des particules.

Qu’étudie globalement l’échelle macroscopique selon la définition liée à la constante d’Avogadro ?

Un grand nombre de particules.

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