QCM : Quantité de matière et solutions — 15 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle distinction caractérise la dissolution et la dilution lors de la préparation d’une solution ?

La dissolution ajoute de l’eau, tandis que la dilution retire du solvant
La dissolution part d’une solution, tandis que la dilution part d’un solide
La dissolution utilise une éprouvette, tandis que la dilution utilise un bécher
La dissolution part d’un solide, tandis que la dilution part d’une solution initiale

La dissolution part d’un solide, tandis que la dilution part d’une solution initiale

Explication

La dissolution consiste à préparer une solution à partir d’un soluté solide, alors que la dilution utilise une solution initiale. Les deux préparations se réalisent dans une fiole jaugée.

2. Une solution a une concentration en masse Cm=12 g⋅L−1C_m=12\ \mathrm{g\cdot L^{-1}} et un soluté de masse molaire M=60 g⋅mol−1M=60\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}. Quelle est sa concentration en quantité de matière ?

0,05 mol⋅L−10{,}05\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
5,0 mol⋅L−15{,}0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,20 mol⋅L−10{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
72 mol⋅L−172\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

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

Explication

La relation C=CmMC=\frac{C_m}{M} donne C=1260=0,20 mol⋅L−1C=\frac{12}{60}=0{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. Multiplier CmC_m par MM permettrait d’obtenir CmC_m à partir de CC, et non l’inverse.

3. Une solution contient 0,20 mol0{,}20\ \mathrm{mol} de soluté dans 0,50 L0{,}50\ \mathrm{L} de solution. Quelle est sa concentration en quantité de matière ?

2,5 mol⋅L−12{,}5\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,30 mol⋅L−10{,}30\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,10 mol⋅L−10{,}10\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}
0,40 mol⋅L−10{,}40\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

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

Explication

La relation C=nVC=\frac{n}{V} donne ici C=0,200,50=0,40 mol⋅L−1C=\frac{0{,}20}{0{,}50}=0{,}40\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. Utiliser la masse du soluté conduirait à calculer une concentration en masse, qui n’est pas demandée.

4. Quelle succession décrit correctement une préparation par dissolution ?

Prélever une solution initiale, la transférer dans une fiole jaugée, compléter au trait et agiter
Peser le solide, le dissoudre dans un bécher, puis verser le mélange sans rinçage
Peser le solide, le transférer dans une fiole jaugée, rincer, compléter au trait et agiter
Introduire l’eau dans la fiole, ajouter le solide, puis filtrer avant le trait

Peser le solide, le transférer dans une fiole jaugée, rincer, compléter au trait et agiter

Explication

La dissolution commence par la pesée du solide, son transfert dans la fiole jaugée et le rinçage récupéré, puis le volume est ajusté avant l’agitation finale. Prélever une solution initiale décrit plutôt une dilution.

5. Quelle relation permet de calculer la quantité de matière d’un gaz connaissant son volume VV et son volume molaire VmV_m ?

n=V−Vmn = V - V_m
n=VmVn = \frac{V_m}{V}
n=VVmn = \frac{V}{V_m}
n=V×Vmn = V \times V_m

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

Explication

Pour un gaz, la quantité de matière est donnée par n=VVmn = \frac{V}{V_m}, avec les deux volumes exprimés dans des unités compatibles. Le volume molaire correspond au volume occupé par une mole dans les conditions considérées, et non au volume total du gaz.

6. Quelle relation permet de calculer la quantité de matière nn à partir du nombre d’entités NN ?

n=N×NAn = N \times N_A
n=NNAn = \frac{N}{N_A}
n=NANn = \frac{N_A}{N}
n=N−NAn = N - N_A

$$n = \frac{N}{N_A}$$

Explication

La quantité de matière s’obtient en divisant le nombre d’entités NN par le nombre d’entités par mole NAN_A. Multiplier par NAN_A donnerait une grandeur qui ne correspond pas à une quantité de matière en moles.

7. Comment détermine-t-on la masse molaire d’une espèce chimique composée de plusieurs atomes ?

En additionnant les masses molaires atomiques de ses constituants
En divisant la masse de l’échantillon par son volume
En comptant les molécules présentes dans l’échantillon
En multipliant la masse d’une molécule par son volume

En additionnant les masses molaires atomiques de ses constituants

Explication

La masse molaire d’une espèce s’obtient en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes qui la constituent. La masse d’un échantillon et le nombre de molécules servent à d’autres calculs, mais ne définissent pas directement cette somme.

8. Que représente une mole en chimie ?

Une quantité de matière contenant environ 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} entités
Une masse de matière fixée à 6,026{,}02 grammes
Un volume de gaz égal à 22,422{,}4 litres
Un nombre sans unité indiquant la masse d’un échantillon

Une quantité de matière contenant environ $$6{,}02 \times 10^{23}$$ entités

Explication

Une mole correspond à une quantité de matière contenant environ 6,02×10236{,}02 \times 10^{23} atomes, molécules, ions ou autres entités. Le nombre d’entités décrit un comptage de particules, tandis que la masse et le volume sont d’autres grandeurs physiques.

9. Que peut-on conclure sur les volumes molaires de différents gaz lorsque la température et la pression sont fixées ?

Ils varient selon la nature chimique de chaque gaz
Ils sont proportionnels au nombre de molécules présentes
Ils dépendent de la masse molaire de chaque gaz
Ils sont identiques pour tous les gaz

Ils sont identiques pour tous les gaz

Explication

À température et pression fixes, tous les gaz occupent le même volume molaire. La nature ou la masse molaire du gaz ne modifie pas cette égalité dans les conditions considérées.

10. Dans les conditions indiquées, quel volume occupe une mole de gaz ?

24,0 L24{,}0\ \text{L}
18,0 L18{,}0\ \text{L}
22,4 L22{,}4\ \text{L}
6,02 L6{,}02\ \text{L}

$$22{,}4\ \text{L}$$

Explication

Le volume molaire indiqué pour une mole de gaz dans ces conditions est 22,4 L22{,}4\ \text{L}. La valeur de 24 L⋅mol−124\ \text{L·mol}^{-1} correspond au cas particulier mentionné à 25 ∘C25\ ^\circ\text{C}, et non à la valeur générale demandée ici.

11. Une solution mère a une concentration de 2,0 mol⋅L−12{,}0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} et une solution fille une concentration de 0,50 mol⋅L−10{,}50\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}. Quel est le facteur de dilution ?

1,51{,}5
4,04{,}0
2,52{,}5
0,250{,}25

$$4{,}0$$

Explication

Le facteur de dilution vaut F=CmeˋreCfille=2,00,50=4,0F=\frac{C_{mère}}{C_{fille}}=\frac{2{,}0}{0{,}50}=4{,}0. Il est supérieur à 11 parce que la solution mère est plus concentrée que la solution fille.

12. Que représente la concentration en quantité de matière CC d’une solution ?

La masse totale de solution rapportée au volume de solvant
La masse de soluté contenue dans un litre de solution
Le volume de solution contenant une mole de soluté
La quantité de matière de soluté contenue dans un litre de solution

La quantité de matière de soluté contenue dans un litre de solution

Explication

La concentration CC indique la quantité de matière de soluté présente par litre de solution. La concentration en masse CmC_m concerne, elle, la masse de soluté rapportée au volume de solution.

13. Pour préparer une solution fille de concentration 0,20 mol⋅L−10{,}20\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}} et de volume 100 mL100\ \mathrm{mL} à partir d’une solution mère de concentration 1,0 mol⋅L−11{,}0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}, quel volume de solution mère faut-il prélever ?

100 mL100\ \mathrm{mL}
80 mL80\ \mathrm{mL}
20 mL20\ \mathrm{mL}
5,0 mL5{,}0\ \mathrm{mL}

$$20\ \mathrm{mL}$$

Explication

La conservation de la quantité de matière donne Vmeˋre=CfilleVfilleCmeˋre=0,20×1001,0=20 mLV_{mère}=\frac{C_{fille}V_{fille}}{C_{mère}}=\frac{0{,}20\times100}{1{,}0}=20\ \mathrm{mL}. Le volume final de 100 mL100\ \mathrm{mL} correspond à la fiole, pas au volume de solution mère prélevé.

14. Quelle expression définit la concentration en masse CmC_m d’une solution ?

Cm=mVC_m=\frac{m}{V}
Cm=VmC_m=\frac{V}{m}
Cm=m×VC_m=m\times V
Cm=nVC_m=\frac{n}{V}

$$C_m=\frac{m}{V}$$

Explication

La concentration en masse est le rapport entre la masse de soluté mm et le volume de solution VV. Le rapport nV\frac{n}{V} correspond à la concentration en quantité de matière.

15. Un échantillon possède une masse m=36 gm = 36\ \text{g} et une masse molaire M=18 g⋅mol−1M = 18\ \text{g·mol}^{-1}. Quelle est sa quantité de matière ?

0,50 mol0{,}50\ \text{mol}
54 mol54\ \text{mol}
2,0 mol2{,}0\ \text{mol}
18 mol18\ \text{mol}

$$2{,}0\ \text{mol}$$

Explication

La relation n=mMn = \frac{m}{M} donne n=3618=2,0 moln = \frac{36}{18} = 2{,}0\ \text{mol}. La masse molaire caractérise une mole de l’espèce, tandis que mm représente la masse de l’échantillon étudié.

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Qu'est-ce que la mole en chimie ?

Une quantité de matière contenant 6,02 × 10^23 entités.

Quelle est la valeur numérique du nombre d'Avogadro ?

6,02 × 10^23 entités par mole.

Comment calcule-t-on le nombre de moles n à partir du nombre d'entités N ?

Par la formule n=NNAn = \frac{N}{N_A}.

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