QCM : Quantité de matière et solutions (20 questions)

Question 1

1. Que représente une mole en chimie ?

Le volume occupé par des molécules dans des conditions données

Un paquet d’entités chimiques comme des atomes, des molécules ou des ions

La masse exprimée en grammes d’un ensemble d’entités chimiques

La charge électrique portée par un ensemble d’ions identiques

Explication

La mole est une unité de quantité de matière qui désigne un paquet d’entités chimiques. La masse, elle, décrit une quantité mesurée en grammes et ne constitue pas la définition de la mole.

Answer

Un paquet d’entités chimiques comme des atomes, des molécules ou des ions

Question 2

2. Combien d’entités chimiques contient une mole ?

6{,}02 \times 10^{-23}

entités

6{,}02 \times 10^{23}

entités

1{,}00 \times 10^{23}

entités

6{,}02 \times 10^{22}

entités

Explication

Une mole contient $6{,}02 \times 10^{23}$ entités chimiques, valeur correspondant à la constante d’Avogadro. La puissance négative ou les autres puissances proposées ne représentent pas cette constante.

Answer

$$6{,}02 \times 10^{23}$$ entités

Question 3

3. Un échantillon contient $1{,}204 \times 10^{24}$ molécules ; quelle quantité de matière représente-t-il avec $N_A=6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$ ?

7{,}24 \times 10^{47}\ \mathrm{mol}

0{,}500\ \mathrm{mol}

2{,}00\ \mathrm{mol}

1{,}204 \times 10^{24}\ \mathrm{mol}

Explication

La relation $n=\frac{N}{N_A}$ donne ici $n=\frac{1{,}204\times10^{24}}{6{,}02\times10^{23}}=2{,}00\ \mathrm{mol}$ . La multiplication par $N_A$ permettrait de calculer un nombre d’entités à partir d’une quantité de matière, et non l’inverse.

Answer

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

Question 4

4. Que désigne la masse molaire atomique ?

La masse d’un seul atome d’un élément, exprimée en grammes

La masse d’une mole de molécules, exprimée en

\mathrm{g\cdot mol^{-1}}

La masse d’une mole d’atomes d’un élément, exprimée en

\mathrm{g\cdot mol^{-1}}

La masse totale des électrons d’un élément, exprimée en grammes

Explication

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

Answer

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

Question 5

5. Un atome a une masse $m=4{,}0\times10^{-23}\ \mathrm{g}$ ; quelle est sa masse molaire atomique avec $N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

2{,}4\times10^{-1}\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

24{,}1\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

1{,}5\times10^{1}\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

1{,}5\times10^{-46}\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}

Explication

La relation $M=m\times N_A$ donne $M=(4{,}0\times10^{-23})(6{,}02\times10^{23})=24{,}1\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . La masse d’un seul atome reste exprimée en grammes et ne doit pas être confondue avec la masse par mole.

Answer

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

Question 6

6. Comment obtient-on la masse molaire moléculaire d’une molécule ?

En divisant la masse molaire de chaque atome par son nombre d’électrons

En soustrayant la masse molaire des atomes présents dans les liaisons

En multipliant la masse molaire d’un atome par la charge de la molécule

En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses atomes

Explication

La masse molaire moléculaire est la masse d’une mole de molécules, calculée en additionnant les masses molaires atomiques de tous les atomes de la formule. Les charges et les électrons ne servent pas à effectuer cette addition.

Answer

En additionnant les masses molaires atomiques de tous ses atomes

Question 7

7. Quelle quantité de matière contient un échantillon de masse $m=36{,}0\ \mathrm{g}$ et de masse molaire $M=18{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

0{,}500\ \mathrm{mol}

2{,}00\ \mathrm{mol}

648\ \mathrm{mol}

54{,}0\ \mathrm{mol}

Explication

La quantité de matière se calcule avec $n=\frac{m}{M}$ , soit $n=\frac{36{,}0}{18{,}0}=2{,}00\ \mathrm{mol}$ . La relation $m=n\times M$ sert à déterminer une masse lorsqu’on connaît la quantité de matière.

Answer

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

Question 8

8. Quelle masse correspond à $1{,}5\ \mathrm{mol}$ d’atomes d’oxygène si $M(\mathrm O)=16{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

17{,}5\ \mathrm{g}

24{,}0\ \mathrm{g}

0{,}094\ \mathrm{g}

10{,}7\ \mathrm{g}

Explication

La masse se calcule par $m=n\times M$ , donc $m=1{,}5\times16{,}0=24{,}0\ \mathrm{g}$ . Diviser la masse molaire par la quantité de matière donnerait une grandeur qui ne correspond pas à la masse recherchée.

Answer

$$24{,}0\ \mathrm{g}$$

Question 9

9. Quelle relation permet de calculer la masse volumique d’un liquide à partir de sa masse et de son volume ?

\rho = m + V

\rho = \frac{V}{m}

\rho = \frac{m}{V}

\rho = m \times V

Explication

La masse volumique est le quotient de la masse de l’échantillon par son volume. Le volume ne se divise pas par la masse, car cette expression correspondrait à une grandeur différente.

Answer

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

Question 10

10. Un liquide possède une masse volumique de $0{,}80\ \mathrm{g\cdot cm^{-3}}$ , un volume de $50\ \mathrm{cm^3}$ et une masse molaire de $40\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle quantité de matière contient-il ?

0{,}016\ \mathrm{mol}

0{,}625\ \mathrm{mol}

16\ \mathrm{mol}

1{,}0\ \mathrm{mol}

Explication

La masse du liquide vaut $\rho V = 0{,}80 \times 50 = 40\ \mathrm{g}$ , donc $n = \frac{\rho V}{M}=\frac{40}{40}=1{,}0\ \mathrm{mol}$ . Utiliser directement $V/M$ négligerait la masse volumique nécessaire pour relier le volume à la masse.

Answer

$$1{,}0\ \mathrm{mol}$$

Question 11

11. Quelle valeur du volume molaire d’un gaz faut-il utiliser à $20\ ^\circ\mathrm{C}$ et sous $1{,}013\ \mathrm{bar}$ ?

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

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

1{,}013\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

20\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}

Explication

À $20\ ^\circ\mathrm{C}$ et $1{,}013\ \mathrm{bar}$ , le volume molaire vaut $24\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ . La valeur $22{,}4\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ correspond à $0\ ^\circ\mathrm{C}$ sous la même pression.

Answer

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

Question 12

12. Un gaz occupe $48\ \mathrm{L}$ dans des conditions où son volume molaire vaut $24\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

2{,}0\ \mathrm{mol}

24\ \mathrm{mol}

0{,}50\ \mathrm{mol}

72\ \mathrm{mol}

Explication

Pour un gaz, la quantité de matière se calcule par $n=\frac{V}{V_m}$ , soit $n=\frac{48}{24}=2{,}0\ \mathrm{mol}$ . Multiplier le volume par le volume molaire donnerait une unité et une valeur inadaptées.

Answer

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

Question 13

13. Dans le calcul de la concentration molaire d’une solution, quel volume doit être utilisé ?

Le volume total de la solution

Le volume d’eau ajouté avant dissolution

Le volume occupé par les particules dissoutes

Le volume du soluté solide

Explication

La concentration molaire est le quotient de la quantité de matière du soluté par le volume total de la solution. Le volume d’eau ajouté ne représente pas nécessairement le volume final de la solution.

Answer

Le volume total de la solution

Question 14

14. Une solution contient $0{,}30\ \mathrm{mol}$ de soluté dans $0{,}20\ \mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

0{,}060\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

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

6{,}0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

0{,}67\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}

Explication

La concentration molaire vérifie $C=\frac{n_{\mathrm{soluté}}}{V_{\mathrm{solution}}}$ , donc $C=\frac{0{,}30}{0{,}20}=1{,}5\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$ . Le produit $nV$ ne correspond pas à la définition de la concentration.

Answer

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

Question 15

15. Quelle relation permet de déterminer la masse de soluté à peser pour préparer une solution de concentration $C$ , de volume $V$ et de masse molaire $M$ ?

m=C+V+M

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

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

m=C\times V\times M

Explication

La masse nécessaire se calcule avec $m=C\times V\times M$ , en utilisant la quantité de matière $n=CV$ puis la relation $m=nM$ . La division par la masse molaire serait incompatible avec cette chaîne de relations.

Answer

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

Question 16

16. Quelle succession d’étapes décrit correctement une préparation de solution par dissolution d’un solide ?

Verser l’eau jusqu’au trait, ajouter le solide puis boucher sans agitation

Prélever une solution mère, la transférer, compléter au trait puis homogénéiser

Peser le solide, le dissoudre dans une fiole jaugée, compléter au trait puis homogénéiser

Peser le solide, compléter directement au trait avec de l’eau puis agiter

Explication

La dissolution commence par la pesée du solide, suivie de son introduction dans une fiole jaugée, de l’ajout progressif d’eau, du complément au trait et de l’homogénéisation. Le prélèvement d’une solution mère caractérise une dilution et non une dissolution.

Answer

Peser le solide, le dissoudre dans une fiole jaugée, compléter au trait puis homogénéiser

Question 17

17. Quelle opération diminue la concentration d’une solution aqueuse en ajoutant de l’eau ?

Une dilution de la solution aqueuse

Une précipitation d’une espèce dissoute

Une évaporation du solvant aqueux

Une dissolution d’un soluté solide

Explication

La dilution consiste à ajouter de l’eau à une solution aqueuse afin d’en diminuer la concentration. La dissolution correspond plutôt à la formation d’une solution à partir d’un soluté solide, et non à l’ajout d’eau à une solution existante.

Answer

Une dilution de la solution aqueuse

Question 18

18. Lors d’une dilution, quelle relation relie les concentrations et les volumes de la solution mère et de la solution fille ?

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

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

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

C_{\mathrm{mère}}+V_{\mathrm{mère}}=C_{\mathrm{fille}}+V_{\mathrm{fille}}

Explication

La quantité de matière de soluté prélevée est conservée pendant la dilution, ce qui conduit à l’égalité des produits concentration-volume. La relation proposée avec les concentrations et volumes inversés ne traduit pas cette conservation.

Answer

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

Question 19

19. Une solution mère est quatre fois plus concentrée que la solution fille obtenue par dilution. Quel est le facteur de dilution ?

F=0{,}25

F=16

F=4

F=\frac{1}{4}

Explication

Le facteur de dilution est le rapport $F=\frac{C_{\mathrm{mère}}}{C_{\mathrm{fille}}}$ , donc il vaut 4 dans cette situation. Un facteur inférieur à 1 ne convient pas, car le facteur de dilution est supérieur à 1.

Answer

Prélever à la pipette jaugée, transférer dans une fiole jaugée, ajouter de l’eau, compléter au trait puis homogénéiser

Question 20

20. Quelle succession d’étapes respecte la préparation expérimentale d’une dilution ?

Remplir la fiole d’eau, ajouter le soluté solide, agiter brièvement puis transvaser la solution

Verser la solution mère dans un bécher, ajouter l’eau, filtrer le mélange puis mesurer son volume

Prélever à la pipette jaugée, transférer dans une fiole jaugée, ajouter de l’eau, compléter au trait puis homogénéiser

Prélever avec une éprouvette, transférer dans une fiole conique, chauffer le contenu puis le laisser décanter

Explication

La procédure utilise une pipette jaugée et une fiole jaugée, avec un ajout d’eau progressif, un ajustement au trait de jauge et une homogénéisation finale. L’emploi d’un bécher, d’une filtration ou d’un soluté solide ne correspond pas à cette préparation par dilution.

QCM : Quantité de matière et solutions (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Que représente une mole en chimie ?

2. Combien d’entités chimiques contient une mole ?

3. Un échantillon contient $1{,}204 \times 10^{24}$ molécules ; quelle quantité de matière représente-t-il avec $N_A=6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$ ?

4. Que désigne la masse molaire atomique ?

5. Un atome a une masse $m=4{,}0\times10^{-23}\ \mathrm{g}$ ; quelle est sa masse molaire atomique avec $N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

6. Comment obtient-on la masse molaire moléculaire d’une molécule ?

7. Quelle quantité de matière contient un échantillon de masse $m=36{,}0\ \mathrm{g}$ et de masse molaire $M=18{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

8. Quelle masse correspond à $1{,}5\ \mathrm{mol}$ d’atomes d’oxygène si $M(\mathrm O)=16{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

9. Quelle relation permet de calculer la masse volumique d’un liquide à partir de sa masse et de son volume ?

10. Un liquide possède une masse volumique de $0{,}80\ \mathrm{g\cdot cm^{-3}}$ , un volume de $50\ \mathrm{cm^3}$ et une masse molaire de $40\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle quantité de matière contient-il ?

11. Quelle valeur du volume molaire d’un gaz faut-il utiliser à $20\ ^\circ\mathrm{C}$ et sous $1{,}013\ \mathrm{bar}$ ?

12. Un gaz occupe $48\ \mathrm{L}$ dans des conditions où son volume molaire vaut $24\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

13. Dans le calcul de la concentration molaire d’une solution, quel volume doit être utilisé ?

14. Une solution contient $0{,}30\ \mathrm{mol}$ de soluté dans $0{,}20\ \mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

15. Quelle relation permet de déterminer la masse de soluté à peser pour préparer une solution de concentration $C$ , de volume $V$ et de masse molaire $M$ ?

16. Quelle succession d’étapes décrit correctement une préparation de solution par dissolution d’un solide ?

17. Quelle opération diminue la concentration d’une solution aqueuse en ajoutant de l’eau ?

18. Lors d’une dilution, quelle relation relie les concentrations et les volumes de la solution mère et de la solution fille ?

19. Une solution mère est quatre fois plus concentrée que la solution fille obtenue par dilution. Quel est le facteur de dilution ?

20. Quelle succession d’étapes respecte la préparation expérimentale d’une dilution ?

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QCM : Quantité de matière et solutions (20 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Que représente une mole en chimie ?

2. Combien d’entités chimiques contient une mole ?

3. Un échantillon contient 1,204×10241{,}204 \times 10^{24}1,204×1024 molécules ; quelle quantité de matière représente-t-il avec NA=6,02×1023 mol−1N_A=6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}NA​=6,02×1023 mol−1 ?

4. Que désigne la masse molaire atomique ?

5. Un atome a une masse m=4,0×10−23 gm=4{,}0\times10^{-23}\ \mathrm{g}m=4,0×10−23 g ; quelle est sa masse molaire atomique avec NA=6,02×1023 mol−1N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}NA​=6,02×1023 mol−1 ?

6. Comment obtient-on la masse molaire moléculaire d’une molécule ?

7. Quelle quantité de matière contient un échantillon de masse m=36,0 gm=36{,}0\ \mathrm{g}m=36,0 g et de masse molaire M=18,0 g⋅mol−1M=18{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}M=18,0 g⋅mol−1 ?

8. Quelle masse correspond à 1,5 mol1{,}5\ \mathrm{mol}1,5 mol d’atomes d’oxygène si M(O)=16,0 g⋅mol−1M(\mathrm O)=16{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}M(O)=16,0 g⋅mol−1 ?

9. Quelle relation permet de calculer la masse volumique d’un liquide à partir de sa masse et de son volume ?

10. Un liquide possède une masse volumique de 0,80 g⋅cm−30{,}80\ \mathrm{g\cdot cm^{-3}}0,80 g⋅cm−3, un volume de 50 cm350\ \mathrm{cm^3}50 cm3 et une masse molaire de 40 g⋅mol−140\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}40 g⋅mol−1. Quelle quantité de matière contient-il ?

11. Quelle valeur du volume molaire d’un gaz faut-il utiliser à 20 ∘C20\ ^\circ\mathrm{C}20 ∘C et sous 1,013 bar1{,}013\ \mathrm{bar}1,013 bar ?

12. Un gaz occupe 48 L48\ \mathrm{L}48 L dans des conditions où son volume molaire vaut 24 L⋅mol−124\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}24 L⋅mol−1. Quelle est sa quantité de matière ?

13. Dans le calcul de la concentration molaire d’une solution, quel volume doit être utilisé ?

14. Une solution contient 0,30 mol0{,}30\ \mathrm{mol}0,30 mol de soluté dans 0,20 L0{,}20\ \mathrm{L}0,20 L de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

15. Quelle relation permet de déterminer la masse de soluté à peser pour préparer une solution de concentration CCC, de volume VVV et de masse molaire MMM ?

16. Quelle succession d’étapes décrit correctement une préparation de solution par dissolution d’un solide ?

17. Quelle opération diminue la concentration d’une solution aqueuse en ajoutant de l’eau ?

18. Lors d’une dilution, quelle relation relie les concentrations et les volumes de la solution mère et de la solution fille ?

19. Une solution mère est quatre fois plus concentrée que la solution fille obtenue par dilution. Quel est le facteur de dilution ?

20. Quelle succession d’étapes respecte la préparation expérimentale d’une dilution ?

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3. Un échantillon contient $1{,}204 \times 10^{24}$ molécules ; quelle quantité de matière représente-t-il avec $N_A=6{,}02 \times 10^{23}\ \mathrm{mol}^{-1}$ ?

5. Un atome a une masse $m=4{,}0\times10^{-23}\ \mathrm{g}$ ; quelle est sa masse molaire atomique avec $N_A=6{,}02\times10^{23}\ \mathrm{mol^{-1}}$ ?

7. Quelle quantité de matière contient un échantillon de masse $m=36{,}0\ \mathrm{g}$ et de masse molaire $M=18{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

8. Quelle masse correspond à $1{,}5\ \mathrm{mol}$ d’atomes d’oxygène si $M(\mathrm O)=16{,}0\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ ?

10. Un liquide possède une masse volumique de $0{,}80\ \mathrm{g\cdot cm^{-3}}$ , un volume de $50\ \mathrm{cm^3}$ et une masse molaire de $40\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}$ . Quelle quantité de matière contient-il ?

11. Quelle valeur du volume molaire d’un gaz faut-il utiliser à $20\ ^\circ\mathrm{C}$ et sous $1{,}013\ \mathrm{bar}$ ?

12. Un gaz occupe $48\ \mathrm{L}$ dans des conditions où son volume molaire vaut $24\ \mathrm{L\cdot mol^{-1}}$ . Quelle est sa quantité de matière ?

14. Une solution contient $0{,}30\ \mathrm{mol}$ de soluté dans $0{,}20\ \mathrm{L}$ de solution. Quelle est sa concentration molaire ?

15. Quelle relation permet de déterminer la masse de soluté à peser pour préparer une solution de concentration $C$ , de volume $V$ et de masse molaire $M$ ?