QCM : Quantité de matière et transformations — 24 questions

Explication

La quantité de matière est une grandeur commune aux solides, aux liquides et aux gaz, et se mesure en moles. La masse molaire caractérise la masse d’une mole, tandis que le nombre d’entités correspond à un comptage.

Explication

La recette de pâte à crêpes montre qu’une quantité peut être exprimée par un nombre d’entités, une masse, un volume ou une mesure approximative. Les autres propositions citent des grandeurs physico-chimiques qui ne constituent pas ces modes usuels de dosage.

Explication

Une mole contient le nombre d’Avogadro, soit environ $6{,}02 \times 10^{23}$ entités. La valeur avec un exposant négatif est beaucoup trop petite, tandis que les autres valeurs ne correspondent pas au nombre d’Avogadro indiqué.

Explication

On applique $n = \frac{N}{N_A}$, donc $n = \frac{1{,}204 \times 10^{24}}{6{,}02 \times 10^{23}} = 2{,}00\ \mathrm{mol}$. La valeur de $N$ compte les entités, alors que $n$ exprime une quantité de matière en moles.

Explication

La masse molaire est la masse correspondant à une mole d’entités et s’exprime en g·mol⁻¹. Le gramme seul sert à exprimer la masse d’un échantillon, pas sa masse molaire.

Explication

La masse molaire d’une espèce composée s’obtient en additionnant les masses molaires atomiques multipliées par leurs coefficients dans la formule. L’oxygène apparaît une fois dans $\mathrm{C_2H_6O}$, et les coefficients du carbone et de l’hydrogène sont respectivement 2 et 6.

Explication

La relation $n = \frac{m}{M}$ donne $n = \frac{10}{50} = 0{,}20\ \mathrm{mol}$. Multiplier la masse par la masse molaire ou additionner ces grandeurs ne respecte pas la relation entre les unités.

Explication

La masse s’obtient par $m=\rho V$, puis la quantité de matière par $n=\frac{m}{M}$, d’où $n=\frac{\rho V}{M}$. L’expression $\frac{MV}{\rho}$ inverse le rôle de la masse molaire et de la masse volumique.

Explication

La masse volumique intervient d’abord avec la relation $m=\rho V$, puis la masse molaire permet de calculer $n=\frac{m}{M}$. La masse molaire relie la masse à la quantité de matière, tandis que le volume molaire concerne les gaz.

Explication

Le volume molaire est le volume occupé par une mole de gaz pour une température et une pression données, et son unité est le L·mol⁻¹. Il ne représente ni une masse ni directement la quantité de matière de l’échantillon étudié.

Explication

À 20 °C et à 1015 hPa, le volume molaire vaut 24 L·mol⁻¹. La valeur 22,4 L·mol⁻¹ correspond aux conditions à 0 °C indiquées ici.

Explication

La quantité de matière d’un gaz se calcule en divisant son volume par le volume occupé par une mole dans les mêmes conditions, soit $n=\frac{V}{V_m}$. Inverser les deux volumes donnerait une grandeur qui ne correspond pas à une quantité de matière.

Explication

Un système physico-chimique est décrit par les espèces présentes et par des paramètres tels que la température, la pression, l’état physique et la composition. Les grandeurs mécaniques comme la trajectoire ou l’accélération ne constituent pas les caractéristiques citées de cet état.

Explication

Une transformation chimique modifie la structure des entités chimiques, tandis qu’une transformation physique change des paramètres physiques sans modifier ces structures. Une transformation nucléaire concerne, elle, la structure des noyaux atomiques.

Explication

Un réactif est une espèce chimique consommée pendant la transformation. Un produit est formé au cours de celle-ci, tandis qu’un catalyseur ou un solvant ne correspond pas à cette définition.

Explication

Une espèce formée pendant une transformation chimique est appelée un produit. Un réactif est au contraire consommé au cours de la transformation.

Explication

Une équation équilibrée conserve le nombre d’atomes de chaque élément ainsi que la charge électrique totale. La conservation des volumes, des masses molaires ou des quantités individuelles n’est pas le critère d’équilibrage.

Explication

Les coefficients de l’équation indiquent qu’une entité de $\mathrm{Pb(NO_3)_2}$ réagit avec deux entités de KI. Les autres réponses correspondent à d’autres espèces ou à un coefficient incorrect pour KI.

Explication

Les proportions stœchiométriques comparent la quantité initiale de chaque réactif à son coefficient dans l’équation. L’égalité correcte est donc $\frac{n_i(A)}{a}=\frac{n_i(B)}{b}$, et non une permutation des coefficients ou une addition.

Explication

Le réactif limitant est celui dont le quotient quantité initiale sur coefficient stœchiométrique est le plus petit. Ici, ce quotient est plus faible pour A, tandis que la seule comparaison des quantités ou des coefficients ne suffit pas.

Explication

L’avancement $x$ décrit l’évolution du système et représente le nombre de fois que la réaction se produit, avec une unité de mole. La quantité de matière d’une espèce est notée $n$, tandis que la masse et la durée sont d’autres grandeurs.

Explication

Un bilan de matière commence par l’identification des espèces et l’écriture de l’équation, en distinguant les ions spectateurs, puis utilise les quantités accessibles et le tableau d’avancement pour obtenir l’avancement maximal et l’état final. Les autres démarches inversent des étapes essentielles ou introduisent des mesures non pertinentes.

Explication

Un produit se forme au cours de la réaction selon son coefficient stœchiométrique, d’où $n(D)=dx$ lorsque sa quantité initiale est nulle dans l’écriture considérée. La diminution avec l’avancement concerne les réactifs, et le coefficient de E ne détermine pas la quantité de D.

Explication

L’avancement maximal est fixé par le réactif qui s’épuise en premier : il correspond donc à la plus petite valeur des quotients quantité initiale sur coefficient. La plus grande valeur et les expressions fondées sur des sommes ne garantissent pas la consommation complète d’un réactif limitant.