Quiz : la mole et la quantité de matière
Ce quiz fait le point sur la mole, la constante d’Avogadro, la masse molaire, la concentration et le volume molaire des gaz, en Seconde et en Première. Chaque calcul est détaillé dans la correction : refais-le toi-même avant de lire l’explication.
Le quiz : 10 questions corrigées
Réponds sans regarder ton cours : l’explication s’affiche après chaque réponse.
Question 1 sur 10
Quelle est la valeur de la constante d’Avogadro ?
Réponse : 6,02 × 10²³ mol⁻¹. N_A = 6,02 × 10²³ mol⁻¹ : une mole contient 6,02 × 10²³ entités. 1,6 × 10⁻¹⁹ est la valeur de la charge élémentaire (en C) et 3,00 × 10⁸ celle de la vitesse de la lumière (en m·s⁻¹).Question 2 sur 10
Quelle est la masse molaire de l’eau H₂O (H = 1,0 g·mol⁻¹ ; O = 16,0 g·mol⁻¹) ?
Réponse : 18,0 g·mol⁻¹. M(H₂O) = 2 × 1,0 + 16,0 = 18,0 g·mol⁻¹. Le piège 17,0 oublie l’indice 2 de l’hydrogène.Question 3 sur 10
Quelle quantité de matière contiennent 22 g de CO₂ (C = 12,0 g·mol⁻¹ ; O = 16,0 g·mol⁻¹) ?
Réponse : 0,50 mol. M(CO₂) = 12,0 + 2 × 16,0 = 44,0 g·mol⁻¹, donc n = m / M = 22 / 44,0 = 0,50 mol. La valeur 2,0 mol vient de l’erreur M / m.Question 4 sur 10
Combien de molécules d’eau contient un échantillon de 2,0 mol d’eau ?
Réponse : 1,20 × 10²⁴. N = n × N_A = 2,0 × 6,02 × 10²³ ≈ 1,20 × 10²⁴ molécules. Diviser par N_A au lieu de multiplier donne 3,3 × 10⁻²⁴, valeur absurde pour un nombre de molécules.Question 5 sur 10
On dissout 0,20 mol de sel dans de l’eau pour obtenir 500 mL de solution. Quelle est sa concentration ?
Réponse : 0,40 mol·L⁻¹. C = n / V = 0,20 / 0,500 = 0,40 mol·L⁻¹. Garder le volume en mL donne 4,0 × 10⁻⁴, et calculer V / n donne 2,5.Question 6 sur 10
Quelle masse de glucose (M = 180 g·mol⁻¹) faut-il pour préparer 250 mL de solution à 0,10 mol·L⁻¹ ?
Réponse : 4,5 g. n = C × V = 0,10 × 0,250 = 0,025 mol, puis m = n × M = 0,025 × 180 = 4,5 g. Oublier le volume donne 18 g.Question 7 sur 10
Quelle relation lie la concentration en masse Cm et la concentration en quantité de matière C ?
Réponse : Cm = C × M. Cm = m / V = (n × M) / V = C × M. On vérifie avec les unités : mol·L⁻¹ × g·mol⁻¹ = g·L⁻¹.Question 8 sur 10
Quel est le volume molaire d’un gaz à 20 °C sous 1 013 hPa ?
Réponse : Environ 24 L·mol⁻¹. À 20 °C et 1 013 hPa, Vm ≈ 24 L·mol⁻¹. La valeur 22,4 L·mol⁻¹ correspond à 0 °C : le volume molaire augmente avec la température.Question 9 sur 10
Laquelle de ces affirmations est FAUSSE ?
Réponse : Une mole de n’importe quel solide pèse 12 g. La masse d’une mole dépend de l’espèce : 12 g seulement pour le carbone 12, mais 18 g pour l’eau ou 58,5 g pour le chlorure de sodium. Les trois autres affirmations sont exactes.Question 10 sur 10
Combien d’atomes contient une mole de molécules de CO₂ ?
Réponse : 1,81 × 10²⁴. Chaque molécule CO₂ contient 3 atomes (1 C et 2 O) : 3 × 6,02 × 10²³ ≈ 1,81 × 10²⁴ atomes. 6,02 × 10²³ est le nombre de molécules, pas d’atomes.
L’essentiel à retenir : La mole et la quantité de matière
La mole, un paquet d’entités
La quantité de matière n, exprimée en mole (mol), permet de compter des entités (atomes, molécules, ions) bien trop nombreuses pour être dénombrées une à une. Une mole contient 6,02 × 10²³ entités : c’est la constante d’Avogadro, N_A = 6,02 × 10²³ mol⁻¹. Depuis 2019, la mole est d’ailleurs définie en fixant la valeur exacte de cette constante.
Relation fondamentale : N = n × N_A, soit n = N / N_A. Par exemple, 3,01 × 10²³ molécules d’eau correspondent à 0,500 mol. On peut aussi calculer n = m / m(entité), en divisant la masse de l’échantillon par la masse d’une entité.
Masse molaire et masse d’un échantillon
La masse molaire M est la masse d’une mole d’entités, en g·mol⁻¹. Les masses molaires atomiques figurent dans le tableau périodique : H = 1,0 ; C = 12,0 ; N = 14,0 ; O = 16,0 ; Na = 23,0 ; Cl = 35,5. La masse molaire moléculaire est la somme de celles des atomes : M(H₂O) = 2 × 1,0 + 16,0 = 18,0 g·mol⁻¹ ; M(CO₂) = 12,0 + 2 × 16,0 = 44,0 g·mol⁻¹ ; M(C₆H₁₂O₆) = 180,0 g·mol⁻¹.
Relation clé : n = m / M, avec m en grammes. Exemple : 22 g de dioxyde de carbone représentent n = 22 / 44,0 = 0,50 mol.
Solutions et gaz
Pour une espèce dissoute, la concentration en quantité de matière vaut C = n / V (mol·L⁻¹) et la concentration en masse Cm = m / V (g·L⁻¹). Les deux sont liées par Cm = C × M. Attention aux unités : le volume doit être en litres (250 mL = 0,250 L).
Pour un gaz, n = V / Vm, où Vm est le volume molaire, pratiquement le même pour tous les gaz dans les mêmes conditions : environ 24 L·mol⁻¹ à 20 °C sous 1 013 hPa, et 22,4 L·mol⁻¹ à 0 °C. Méthode générale : convertir les données en moles, raisonner en moles, puis revenir à l’unité demandée.
8 flashcards pour mémoriser
Essaie de répondre avant de retourner la carte.
Constante d’Avogadro+
N_A = 6,02 × 10²³ mol⁻¹ : nombre d’entités dans une mole.
Nombre d’entités N+
N = n × N_A (n en mol).
Masse molaire M+
Masse d’une mole d’entités, en g·mol⁻¹. Pour une molécule : somme des masses molaires des atomes.
Quantité de matière à partir d’une masse+
n = m / M, avec m en g et M en g·mol⁻¹.
Concentration en quantité de matière+
C = n / V, en mol·L⁻¹ (V en litres).
Lien entre Cm et C+
Cm = C × M (g·L⁻¹ = mol·L⁻¹ × g·mol⁻¹).
Volume molaire à 20 °C et 1 013 hPa+
Vm ≈ 24 L·mol⁻¹ (22,4 L·mol⁻¹ à 0 °C) ; n = V / Vm pour un gaz.
M(H₂O), M(CO₂), M(glucose)+
18,0 g·mol⁻¹ ; 44,0 g·mol⁻¹ ; 180,0 g·mol⁻¹ (C₆H₁₂O₆).
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