QCM : Quantité de matière et solutions — 20 questions

Question 1

1. Quelle grandeur permet de dénombrer des atomes, des molécules ou des ions et s’exprime en mol ?

La masse volumique

La masse molaire

La quantité de matière

La concentration massique

Explication

La quantité de matière sert à compter les entités chimiques et son unité est la mole. La masse molaire indique une masse par mole, tandis que la masse volumique relie une masse à un volume.

Answer

La quantité de matière

Question 2

2. Combien d’entités contient un échantillon de $0{,}50\ \mathrm{mol}$ , avec $N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

6{,}02\times10^{23}

entités

3{,}01\times10^{23}

entités

8{,}33\times10^{-25}

entités

1{,}20\times10^{24}

entités

Explication

On utilise $N=n\times N_A$ , soit $N=0{,}50\times6{,}02\times10^{23}=3{,}01\times10^{23}$ entités. La valeur de $N_A$ correspond à une mole entière, pas à un échantillon de demi-mole.

Answer

$$3{,}01\times10^{23}$$ entités

Question 3

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

La masse d’une mole d’atomes

La masse d’une mole de molécules

La masse d’un seul atome

Le nombre de protons d’un atome

Explication

La masse molaire atomique est la masse associée à une mole d’atomes et s’exprime en $\mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . La masse d’un seul atome concerne une entité individuelle et ne correspond pas à une masse molaire.

Answer

La masse d’une mole d’atomes

Question 4

4. Pour l’écriture nucléaire $^{A}_{Z}X$ , que représentent les nombres $A$ et $Z$ ?

A

est le nombre de nucléons et

Z

le nombre de protons

A

est le nombre de protons et

Z

le nombre de nucléons

A

est le nombre d’électrons et

Z

le nombre de neutrons

A

est le nombre de neutrons et

Z

le nombre d’électrons

Explication

Le nombre $A$ compte l’ensemble des nucléons, tandis que $Z$ compte les protons et correspond au numéro atomique. Confondre ces deux nombres conduit à attribuer à $Z$ le nombre total de nucléons.

Answer

$$A$$ est le nombre de nucléons et $$Z$$ le nombre de protons

Question 5

5. Comment détermine-t-on la masse molaire moléculaire d’une espèce ?

En soustrayant la masse molaire de ses électrons liés

En divisant sa masse totale par son nombre de molécules

En utilisant la masse molaire atomique de son élément principal

En additionnant les masses molaires atomiques de ses atomes

Explication

La masse molaire moléculaire est obtenue en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes présents dans une molécule. La masse de l’élément principal ne suffit donc pas à représenter toute la molécule.

Answer

En additionnant les masses molaires atomiques de ses atomes

Question 6

6. Pourquoi la masse molaire moyenne du chlore naturel vaut-elle environ $35{,}5\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

Parce qu’il contient environ 75 % de

^{35}_{17}\mathrm{Cl}

et 25 % de

^{37}_{17}\mathrm{Cl}

Parce qu’il contient environ 35 % de

^{17}_{35}\mathrm{Cl}

et 65 % de

^{17}_{37}\mathrm{Cl}

Parce que chaque atome de chlore possède une masse exactement égale à

35{,}5\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

Parce que la masse molaire du chlore correspond à la moyenne entre son numéro atomique et son nombre de nucléons

Explication

La valeur moyenne résulte des proportions naturelles de deux isotopes : 75 % de chlore 35 et 25 % de chlore 37. Elle ne signifie pas que chaque atome possède individuellement une masse molaire de $35{,}5\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ .

Answer

Parce qu’il contient environ 75 % de $$^{35}_{17}\mathrm{Cl}$$ et 25 % de $$^{37}_{17}\mathrm{Cl}$$

Question 7

7. Quelle masse possède un échantillon de glucose de $0{,}25\ \mathrm{mol}$ , sachant que sa masse molaire vaut $180\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

45\ \mathrm{g}

720\ \mathrm{g}

0{,}0014\ \mathrm{g}

180{,}25\ \mathrm{g}

Explication

La masse se calcule avec $m=n\times M$ , donc $m=0{,}25\times180=45\ \mathrm{g}$ . La division $m/M$ sert à déterminer une quantité de matière à partir d’une masse connue.

Answer

$$45\ \mathrm{g}$$

Question 8

8. Quel volume occupe une substance de masse $120\ \mathrm{g}$ et de masse volumique $2{,}0\ \mathrm{g\cdot cm^{-3}}$ ?

240\ \mathrm{cm^3}

0{,}017\ \mathrm{cm^3}

122\ \mathrm{cm^3}

60\ \mathrm{cm^3}

Explication

On applique $V=\frac{m}{\rho}$ , ce qui donne $V=\frac{120}{2{,}0}=60\ \mathrm{cm^3}$ . Multiplier la masse par la masse volumique ne fournit pas un volume, car la relation correcte implique une division.

Answer

$$60\ \mathrm{cm^3}$$

Question 9

9. Que représente le volume molaire d’un gaz dans des conditions données de température et de pression ?

La masse correspondant à une mole de gaz

Le volume total occupé par l’échantillon étudié

Le volume occupé par une mole de gaz

La pression exercée par une mole de gaz

Explication

Le volume molaire correspond au volume occupé par une mole de gaz dans des conditions fixées de température et de pression. Le volume total de l’échantillon dépend de la quantité de gaz considérée.

Answer

Le volume occupé par une mole de gaz

Question 10

10. À 20 °C et sous une pression de 1013 hPa, quelle valeur faut-il utiliser pour le volume molaire d’un gaz ?

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

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

1{,}00\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

44{,}0\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

Explication

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

Answer

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

Question 11

11. Un échantillon gazeux occupe un volume $V$ et son volume molaire vaut $V_m$ . Quelle expression permet de calculer sa quantité de matière ?

n=\frac{V_m}{V}

n=\frac{V}{V_m}

n=V+V_m

n=V\times V_m

Explication

La quantité de matière se déduit du rapport entre le volume du gaz et son volume molaire, soit $n=\frac{V}{V_m}$ . L’expression $V=n\times V_m$ sert à calculer un volume à partir de la quantité de matière.

Answer

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

Question 12

12. Comment définit-on la concentration molaire d’une solution ?

Le quotient de la quantité de matière de soluté par le volume de solution

Le quotient du volume de solution par la quantité de matière

Le quotient de la masse de soluté par le volume de solution

Le produit de la quantité de matière par le volume de solution

Explication

La concentration molaire est le rapport entre la quantité de matière du soluté et le volume de la solution. Elle s’exprime en mol·L⁻¹, tandis que le rapport masse-volume définit la concentration massique.

Answer

Le quotient de la quantité de matière de soluté par le volume de solution

Question 13

13. Une solution de volume $V$ possède une concentration molaire $C$ . Quelle relation permet de déterminer la quantité de matière de soluté qu’elle contient ?

n=\frac{V}{C}

n=C+V

n=C\times V

n=\frac{C}{V}

Explication

La relation $n=C\times V$ donne la quantité de matière à partir de la concentration molaire et du volume de solution. Le quotient $n/V$ correspond à la concentration molaire, et non à la quantité de matière.

Answer

$$n=C\times V$$

Question 14

14. Quelle relation décrit la concentration massique $C_m$ d’une solution en fonction de sa concentration molaire $C$ et de la masse molaire $M$ du soluté ?

C_m=\frac{C}{M}

C_m=\frac{M}{C}

C_m=C\times M

C_m=C+M

Explication

La concentration massique vérifie $C_m=C\times M$ , ce qui relie la quantité de matière volumique à la masse molaire du soluté. Le rapport $C/M$ ne donne pas une masse par volume.

Answer

$$C_m=C\times M$$

Question 15

15. Quelle transformation correspond à une dissolution dans l’eau ?

Mélanger deux solutions pour augmenter la masse molaire du soluté

Séparer un soluté dissous afin de récupérer le solvant liquide

Ajouter un soluté solide à l’eau pour former une solution aqueuse

Ajouter de l’eau à une solution préparée pour réduire sa concentration

Explication

La dissolution consiste à introduire un soluté solide dans un solvant liquide, l’eau conduisant alors à une solution aqueuse. Ajouter du solvant à une solution existante correspond à une dilution.

Answer

Ajouter un soluté solide à l’eau pour former une solution aqueuse

Question 16

16. Quelle masse de soluté faut-il peser pour préparer par dissolution une solution de concentration $C$ , de volume $V$ , avec un soluté de masse molaire $M$ ?

m=\frac{M}{C\times V}

m=C\times V

m=C\times V\times M

m=\frac{C\times V}{M}

Explication

La masse de soluté à peser se calcule avec $m=C\times V\times M$ . La relation $n=C\times V$ donne d’abord une quantité de matière et ne représente pas directement une masse.

Answer

$$m=C\times V\times M$$

Question 17

17. Lors d’une dilution, quelle relation traduit la conservation de la quantité de matière de soluté apportée ?

C_{mère}V_{fille}=C_{fille}V_{mère}

C_{mère}V_{mère}=C_{fille}V_{fille}

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

C_{mère}+V_{mère}=C_{fille}+V_{fille}

Explication

Pendant une dilution, la quantité de matière de soluté reste conservée, ce qui conduit à $C_{mère}V_{mère}=C_{fille}V_{fille}$ . La dilution modifie la concentration et le volume, mais ne repose pas sur une égalité entre les rapports concentration-volume.

Answer

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

Question 18

18. Que représente l’absorbance d’une solution colorée pour une longueur d’onde donnée ?

Une concentration exprimée en grammes par litre de soluté

Une longueur d’onde correspondant à la couleur observée

Une grandeur sans unité liée à la proportion de lumière absorbée

Une grandeur en lux liée à l’intensité de lumière transmise

Explication

L’absorbance est une grandeur sans unité qui quantifie la proportion de lumière absorbée par le soluté à une longueur d’onde donnée. La couleur observée correspond plutôt aux radiations non absorbées, et ne constitue pas une mesure d’absorbance.

Answer

Une grandeur sans unité liée à la proportion de lumière absorbée

Question 19

19. Quelle démarche permet de mesurer correctement l’absorbance lors d’un dosage par étalonnage ?

Mesurer l’absorbance à plusieurs longueurs d’onde, puis retenir la plus faible valeur

Régler l’appareil sur

\lambda_{\max}

, puis mesurer l’absorbance de la solution

Régler l’appareil sur la couleur observée, puis mesurer la concentration directement

Choisir la longueur d’onde complémentaire, puis comparer la lumière incidente

Explication

Le spectrophotomètre doit être réglé sur la longueur d’onde maximale d’absorption, notée $\lambda_{\max}$ , avant la mesure de l’absorbance. La couleur observée est complémentaire de la lumière absorbée et ne définit donc pas directement la longueur d’onde de travail.

Answer

Régler l’appareil sur $$\lambda_{\max}$$, puis mesurer l’absorbance de la solution

Question 20

20. Une solution vérifie la loi de Beer-Lambert avec $\varepsilon_\lambda=200\ \mathrm{cm^{-1}\,L\,mol^{-1}}$ , $\ell=1{,}0\ \mathrm{cm}$ et $C=0{,}015\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle absorbance obtient-on ?

A=3{,}0

A=0{,}000075

A=13{,}3

A=0{,}075

Explication

La loi de Beer-Lambert donne $A=\varepsilon_\lambda\times\ell\times C$ , donc $A=200\times1{,}0\times0{,}015=3{,}0$ . La valeur $0{,}075$ provient d’une multiplication incomplète et ne tient pas compte du coefficient d’extinction molaire.

Answer

$$A=3{,}0$$

QCM : Quantité de matière et solutions — 20 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle grandeur permet de dénombrer des atomes, des molécules ou des ions et s’exprime en mol ?

2. Combien d’entités contient un échantillon de $0{,}50\ \mathrm{mol}$ , avec $N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

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

4. Pour l’écriture nucléaire $^{A}_{Z}X$ , que représentent les nombres $A$ et $Z$ ?

5. Comment détermine-t-on la masse molaire moléculaire d’une espèce ?

6. Pourquoi la masse molaire moyenne du chlore naturel vaut-elle environ $35{,}5\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

7. Quelle masse possède un échantillon de glucose de $0{,}25\ \mathrm{mol}$ , sachant que sa masse molaire vaut $180\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

8. Quel volume occupe une substance de masse $120\ \mathrm{g}$ et de masse volumique $2{,}0\ \mathrm{g\cdot cm^{-3}}$ ?

9. Que représente le volume molaire d’un gaz dans des conditions données de température et de pression ?

10. À 20 °C et sous une pression de 1013 hPa, quelle valeur faut-il utiliser pour le volume molaire d’un gaz ?

11. Un échantillon gazeux occupe un volume $V$ et son volume molaire vaut $V_m$ . Quelle expression permet de calculer sa quantité de matière ?

12. Comment définit-on la concentration molaire d’une solution ?

13. Une solution de volume $V$ possède une concentration molaire $C$ . Quelle relation permet de déterminer la quantité de matière de soluté qu’elle contient ?

14. Quelle relation décrit la concentration massique $C_m$ d’une solution en fonction de sa concentration molaire $C$ et de la masse molaire $M$ du soluté ?

15. Quelle transformation correspond à une dissolution dans l’eau ?

16. Quelle masse de soluté faut-il peser pour préparer par dissolution une solution de concentration $C$ , de volume $V$ , avec un soluté de masse molaire $M$ ?

17. Lors d’une dilution, quelle relation traduit la conservation de la quantité de matière de soluté apportée ?

18. Que représente l’absorbance d’une solution colorée pour une longueur d’onde donnée ?

19. Quelle démarche permet de mesurer correctement l’absorbance lors d’un dosage par étalonnage ?

20. Une solution vérifie la loi de Beer-Lambert avec $\varepsilon_\lambda=200\ \mathrm{cm^{-1}\,L\,mol^{-1}}$ , $\ell=1{,}0\ \mathrm{cm}$ et $C=0{,}015\ \mathrm{mol\,L^{-1}}$ . Quelle absorbance obtient-on ?

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QCM : Quantité de matière et solutions — 20 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle grandeur permet de dénombrer des atomes, des molécules ou des ions et s’exprime en mol ?

2. Combien d’entités contient un échantillon de 0,50 mol0{,}50\ \mathrm{mol}0,50 mol, avec NA=6,02×1023 mol−1N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}NA​=6,02×1023 mol−1 ?

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

4. Pour l’écriture nucléaire ZAX^{A}_{Z}XZA​X, que représentent les nombres AAA et ZZZ ?

5. Comment détermine-t-on la masse molaire moléculaire d’une espèce ?

6. Pourquoi la masse molaire moyenne du chlore naturel vaut-elle environ 35,5 g⋅mol−135{,}5\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}35,5 g⋅mol−1 ?

7. Quelle masse possède un échantillon de glucose de 0,25 mol0{,}25\ \mathrm{mol}0,25 mol, sachant que sa masse molaire vaut 180 g⋅mol−1180\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}180 g⋅mol−1 ?

8. Quel volume occupe une substance de masse 120 g120\ \mathrm{g}120 g et de masse volumique 2,0 g⋅cm−32{,}0\ \mathrm{g\cdot cm^{-3}}2,0 g⋅cm−3 ?

9. Que représente le volume molaire d’un gaz dans des conditions données de température et de pression ?

10. À 20 °C et sous une pression de 1013 hPa, quelle valeur faut-il utiliser pour le volume molaire d’un gaz ?

11. Un échantillon gazeux occupe un volume VVV et son volume molaire vaut VmV_mVm​. Quelle expression permet de calculer sa quantité de matière ?

12. Comment définit-on la concentration molaire d’une solution ?

13. Une solution de volume VVV possède une concentration molaire CCC. Quelle relation permet de déterminer la quantité de matière de soluté qu’elle contient ?

14. Quelle relation décrit la concentration massique CmC_mCm​ d’une solution en fonction de sa concentration molaire CCC et de la masse molaire MMM du soluté ?

15. Quelle transformation correspond à une dissolution dans l’eau ?

16. Quelle masse de soluté faut-il peser pour préparer par dissolution une solution de concentration CCC, de volume VVV, avec un soluté de masse molaire MMM ?

17. Lors d’une dilution, quelle relation traduit la conservation de la quantité de matière de soluté apportée ?

18. Que représente l’absorbance d’une solution colorée pour une longueur d’onde donnée ?

19. Quelle démarche permet de mesurer correctement l’absorbance lors d’un dosage par étalonnage ?

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2. Combien d’entités contient un échantillon de $0{,}50\ \mathrm{mol}$ , avec $N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

4. Pour l’écriture nucléaire $^{A}_{Z}X$ , que représentent les nombres $A$ et $Z$ ?

6. Pourquoi la masse molaire moyenne du chlore naturel vaut-elle environ $35{,}5\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

7. Quelle masse possède un échantillon de glucose de $0{,}25\ \mathrm{mol}$ , sachant que sa masse molaire vaut $180\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

8. Quel volume occupe une substance de masse $120\ \mathrm{g}$ et de masse volumique $2{,}0\ \mathrm{g\cdot cm^{-3}}$ ?

11. Un échantillon gazeux occupe un volume $V$ et son volume molaire vaut $V_m$ . Quelle expression permet de calculer sa quantité de matière ?

13. Une solution de volume $V$ possède une concentration molaire $C$ . Quelle relation permet de déterminer la quantité de matière de soluté qu’elle contient ?

14. Quelle relation décrit la concentration massique $C_m$ d’une solution en fonction de sa concentration molaire $C$ et de la masse molaire $M$ du soluté ?

16. Quelle masse de soluté faut-il peser pour préparer par dissolution une solution de concentration $C$ , de volume $V$ , avec un soluté de masse molaire $M$ ?