La mole et la quantité de matière — exercices corrigés

Combien d'entités identiques contient exactement une mole ?

Comment note-t-on le nombre d'Avogadro ?

Quelle est l'unité de la quantité de matière $n$ ?

En quelle unité s'exprime une masse molaire $M$ ?

Une mole de molécules d'eau $H_{2}O$ contient combien de molécules ?

Quelle relation lie le nombre d'entités $N$ et la quantité de matière $n$ ?

Au laboratoire du lycée, où lis-tu la masse molaire atomique d'un élément ?

Quelle relation permet de calculer la quantité de matière $n$ à partir de la masse $m$ ?

Quelle relation donne la quantité de matière $n$ d'un gaz à partir de son volume $V$ ?

Dans les conditions usuelles du laboratoire, le volume molaire d'un gaz vaut environ :

Karim affirme que le volume molaire d'un gaz dépend de la nature du gaz. A-t-il raison ?

La masse molaire atomique du carbone est $\mathrm{12,0}$ g/mol. Cette affirmation est-elle vraie ?

Salma pense que la relation $n={\displaystyle \frac{V}{V_m}}$ s'applique aussi bien aux solides qu'aux gaz. A-t-elle raison ?

Le nombre d'entités $N$ est une grandeur sans unité. Cette affirmation est-elle vraie ?

Une mole de molécules de dioxygène $O_2$ contient deux moles d'atomes d'oxygène. Cette affirmation est-elle vraie ?

Au laboratoire du lycée, Karim étudie un échantillon contenant $N=\mathrm{1,204}\times {10}^{24}$ entités. Quelle est la quantité de matière $n$, en moles, de cet échantillon ?

Calcule la masse molaire moléculaire du dioxyde de carbone $C{O}_2$, en g/mol. Données : $M(C)=\mathrm{12,0}$ g/mol ; $M(O)=\mathrm{16,0}$ g/mol.

Amine prélève $\mathrm{36,0}$ g d'eau. Quelle quantité de matière $n$, en moles, cela représente-t-il ? Donnée : masse molaire de l'eau $M(H_{2}O)=\mathrm{18,0}$ g/mol.

Yasmine gonfle un ballon contenant $\mathrm{4,8}$ L de gaz. Quelle quantité de matière $n$, en moles, contient ce ballon ? Donnée : volume molaire $V_m=24$ L/mol.

Calcule la masse molaire moléculaire du diazote $N_2$, en g/mol. Donnée : $M(N)=\mathrm{14,0}$ g/mol.

Au laboratoire du lycée, Yasmine pèse $\mathrm{9,0}$ g d'eau $H_{2}O$. La masse molaire de l'eau est $M=\mathrm{18,0}$ g/mol.

Quelle quantité de matière $n$ (en moles) correspond à cet échantillon ?

Le glucose a pour formule $C_6{H}_{12}{O}_6$. On donne les masses molaires atomiques : $M(C)=\mathrm{12,0}$ g/mol, $M(H)=\mathrm{1,0}$ g/mol, $M(O)=\mathrm{16,0}$ g/mol.

Calcule la masse molaire $M$ du glucose.

Amine dissout $\mathrm{11,7}$ g de chlorure de sodium $NaCl$ dans de l'eau. On donne $M(Na)=\mathrm{23,0}$ g/mol et $M(Cl)=\mathrm{35,5}$ g/mol.

Quelle quantité de matière $n$ de chlorure de sodium a-t-il dissoute ?

Salma veut préparer une solution contenant $\mathrm{0,50}$ mol de chlorure de sodium $NaCl$. On donne $M(NaCl)=\mathrm{58,5}$ g/mol.

Quelle masse $m$ de chlorure de sodium doit-elle peser ?

Karim dispose au laboratoire d'un flacon contenant $\mathrm{6,0}$ L de dioxygène gazeux. Le volume molaire des gaz dans les conditions de l'expérience est $V_m=24$ L/mol.

Quelle quantité de matière $n$ de dioxygène contient ce flacon ?

Yasmine étudie $\mathrm{0,50}$ mol de dioxyde de carbone $C{O}_2$ gazeux. Le volume molaire des gaz vaut $V_m=24$ L/mol dans les conditions de l'étude.

Quel volume $V$ occupe ce gaz ?

Salma analyse un comprimé contenant $500$ mg d'aspirine, de masse molaire $M=180$ g/mol.

Quelle quantité de matière $n$ d'aspirine cela représente-t-il ? (Arrondis à deux chiffres significatifs.)

Le méthane a pour formule $C{H}_4$. On donne $M(C)=\mathrm{12,0}$ g/mol et $M(H)=\mathrm{1,0}$ g/mol.

Calcule la masse molaire $M$ du méthane.

La molécule d'eau a pour formule $H_{2}O$. Parmi les expressions suivantes, laquelle donne correctement sa masse molaire $M$ ?

Karim affirme : « Une mole de dioxygène $O_2$ et une mole de dioxyde de carbone $C{O}_2$, prises dans les mêmes conditions, occupent des volumes différents, car les molécules de $C{O}_2$ sont plus lourdes. »

A-t-il raison ?

Au laboratoire, Amine dispose d'un échantillon contenant $N=\mathrm{3,01}\times {10}^{23}$ atomes. On rappelle $N_A=\mathrm{6,02}\times {10}^{23}$.

Quelle quantité de matière $n$ cet échantillon représente-t-il ?

Yasmine veut calculer la quantité de matière contenue dans un morceau de fer solide, dont elle a mesuré la masse avec une balance.

Quelle relation doit-elle utiliser ?

Parmi les grandeurs suivantes du chapitre, laquelle est un simple nombre, sans unité ?

Salma calcule ${\displaystyle \frac{250}{342}}\approx \mathrm{0,73}$ pour un échantillon de $250$ g de saccharose, dont la masse molaire vaut $342$ g/mol.

Sachant que la masse est exprimée en grammes, quelle est l'unité de son résultat ?

Quelle affirmation distingue correctement la masse molaire $M$ et la masse $m$ ?

Pour appliquer la relation $n={\displaystyle \frac{m}{M}}$ et obtenir un résultat directement en moles, la masse $m$ doit être exprimée en grammes.

Une mole d'atomes de carbone pèse $\mathrm{12,0}$ g. On donne $M(C)=\mathrm{12,0}$ g/mol.

Karim affirme que la masse molaire du dioxygène $O_2$ vaut $\mathrm{16,0}$ g/mol. On donne $M(O)=\mathrm{16,0}$ g/mol.

On peut utiliser la relation $n={\displaystyle \frac{V}{V_m}}$ pour calculer la quantité de matière d'un volume d'eau liquide.

Amine prépare une expérience au laboratoire du lycée à Rabat. Il doit peser $\mathrm{0,20}$ mol de chlorure de sodium $NaCl$ sur la balance. On donne $M(Na)=\mathrm{23,0}$ g/mol et $M(Cl)=\mathrm{35,5}$ g/mol.

Décris la démarche qu'il doit suivre et calcule la masse de chlorure de sodium qu'il doit peser.

Dans son laboratoire de Tanger, Karim calcule la masse molaire de l'eau ${\text{H}}_2\text{O}$. Il écrit : « $M({\text{H}}_2\text{O})=M(\text{H})+M(\text{O})=\mathrm{1,0}+\mathrm{16,0}=\mathrm{17,0}\text{ g/mol}$. » Karim a-t-il raison ?

Salma, dans une pharmacie de Casablanca, veut connaître la quantité de matière contenue dans un comprimé de $500\text{ mg}$ d'aspirine, de masse molaire $M=180\text{ g/mol}$. Elle écrit directement : $n={\displaystyle \frac{m}{M}}={\displaystyle \frac{500}{180}}\approx \mathrm{2,8}\text{ mol}\mathrm{.}$ Quelle est la quantité de matière correcte ?

Amine pèse $\mathrm{58,5}\text{ g}$ de chlorure de sodium $\text{NaCl}$ sur la balance de son lycée de Rabat. Il déclare : « Donc la masse molaire de $\text{NaCl}$ vaut $M=\mathrm{58,5}\text{ g/mol}$, puisque c'est ce que j'ai pesé. » Amine a-t-il raison ?

Karim dispose d'une mole de molécules de dioxygène ${\text{O}}_2$. Il affirme : « J'ai donc une mole d'atomes d'oxygène. » Combien de moles d'atomes d'oxygène possède-t-il réellement ?

Au laboratoire du lycée, Yasmine prélève $\mathrm{18,0}$ g d'eau $H_{2}O$. On donne $M(H_{2}O)=\mathrm{18,0}$ g/mol.

Quelle quantité de matière $n$ (en moles) cet échantillon contient-il ?

Salma dispose de $\mathrm{2,0}$ kg de glucose $C_6{H}_{12}{O}_6$ pour un atelier au lycée. On donne $M(C_6{H}_{12}{O}_6)=180$ g/mol.

Quelle quantité de matière $n$ (en moles) cela représente-t-il ? Arrondis au dixième.

Amine veut prélever $\mathrm{5,0}$ mol de molécules d'eau $H_{2}O$. On donne $M(H_{2}O)=\mathrm{18,0}$ g/mol.

Quelle masse $m$ (en grammes) doit-il peser ?

Karim pèse un échantillon d'une espèce chimique : il trouve $m=\mathrm{22,0}$ g pour une quantité de matière $n=\mathrm{0,50}$ mol.

Quelle est la masse molaire $M$ (en g/mol) de cette espèce ?

Lors d'une expérience, Yasmine libère $\mathrm{0,15}$ mol de dioxyde de carbone $C{O}_2$ à l'état gazeux. Le volume molaire dans les conditions de l'expérience est $V_m=24$ L/mol.

Quel volume $V$ (en litres) ce gaz occupe-t-il ?

Une bouteille contient $48$ L de butane à l'état gazeux. Le volume molaire dans les conditions de l'énoncé est $V_m=24$ L/mol.

Quelle quantité de matière $n$ (en moles) de butane la bouteille contient-elle ?

Karim dispose de $\mathrm{0,30}$ mol de dioxyde de carbone $C{O}_2$ à l'état gazeux. On donne $M(C)=\mathrm{12,0}$ g/mol et $M(O)=\mathrm{16,0}$ g/mol.

Quelle est la masse $m$ (en grammes) de ce gaz ?

Yasmine pèse $250$ mg de sel $NaCl$ et veut calculer la quantité de matière avec $n={\displaystyle \frac{m}{M}}$ où $M=\mathrm{58,5}$ g/mol. Quelle est la première chose à faire avant d'appliquer la formule ?

Karim affirme : « Une mole d'atomes de carbone et une mole d'atomes d'oxygène ont forcément la même masse, puisque dans les deux cas c'est une mole. » On donne $M(C)=\mathrm{12,0}$ g/mol et $M(O)=\mathrm{16,0}$ g/mol. A-t-il raison ?

Pour quel état de la matière la relation $n={\displaystyle \frac{V}{V_m}}$ avec $V_m=24$ L/mol est-elle valable ?

Salma confond les deux grandeurs $N$ et $n$ qui interviennent dans la relation $N=n\times N_A$. Laquelle des deux s'exprime en moles ?

Une mole de molécules de dioxygène $O_2$ a une masse de $\mathrm{32,0}$ g. On donne $M(O)=\mathrm{16,0}$ g/mol. Cette affirmation est-elle vraie ou fausse ?

Dans les conditions usuelles, $24$ L de n'importe quel gaz contiennent environ une mole d'entités chimiques (molécules ou atomes selon le gaz). Cette affirmation est-elle vraie ou fausse ?

Pour une mole de molécules de glucose $C_6{H}_{12}{O}_6$, il y a $6$ moles d'atomes de carbone. Cette affirmation est-elle vraie ou fausse ?

Au souk de Marrakech, Yasmine récupère $90$ g d'eau distillée $H_{2}O$ pour une expérience. On donne $M(H_{2}O)=\mathrm{18,0}$ g/mol et $N_A=\mathrm{6,02}\times {10}^{23}$ mol${}^{-1}$.

Calcule : (a) la quantité de matière $n$ d'eau ; (b) le nombre $N$ de molécules d'eau correspondant.

Amine prépare une boisson au laboratoire du lycée à Casablanca. Il dissout $\mathrm{17,1}$ g de saccharose $C_{12}{H}_{22}{O}_{11}$, puis ajoute une pastille effervescente qui libère $\mathrm{1,2}$ L de dioxyde de carbone $C{O}_2$ gazeux. On donne $M(C_{12}{H}_{22}{O}_{11})=342$ g/mol et $V_m=24$ L/mol.

Calcule la quantité de matière de saccharose, puis celle de $C{O}_2$, et compare-les.

Karim propose : « Pour calculer la quantité de matière d'un morceau de sucre de $\mathrm{6,84}$ g de saccharose $C_{12}{H}_{22}{O}_{11}$, j'utilise $n={\displaystyle \frac{V}{V_m}}$. » On donne $M(C_{12}{H}_{22}{O}_{11})=342$ g/mol et $V_m=24$ L/mol.

Explique pourquoi sa méthode est fausse, puis donne le bon calcul.

Salma doit préparer exactement $\mathrm{0,10}$ mol de chlorure de sodium $NaCl$ pour un TP au lycée à Fès. On donne $M(Na)=\mathrm{23,0}$ g/mol et $M(Cl)=\mathrm{35,5}$ g/mol.

Décris le protocole : calcul de la masse molaire, masse à peser, puis pesée à la balance. Termine par la valeur de la masse.

Yasmine compare deux échantillons de même masse : $\mathrm{18,0}$ g d'eau $H_{2}O$ et $\mathrm{18,0}$ g de glucose $C_6{H}_{12}{O}_6$. On donne $M(H_{2}O)=\mathrm{18,0}$ g/mol et $M(C_6{H}_{12}{O}_6)=180$ g/mol.

Calcule la quantité de matière de chaque échantillon, puis dis lequel contient le plus de moles.

Amine reçoit trois échantillons à caractériser au laboratoire :

• un solide de $\mathrm{5,85}$ g de chlorure de sodium $NaCl$, avec $M(NaCl)=\mathrm{58,5}$ g/mol ;
• un gaz de $\mathrm{4,8}$ L de dioxyde de carbone $C{O}_2$, avec $V_m=24$ L/mol ;
• un échantillon contenant $N=\mathrm{6,02}\times {10}^{22}$ molécules d'eau, avec $N_A=\mathrm{6,02}\times {10}^{23}$ mol${}^{-1}$.

Calcule la quantité de matière de chacun en précisant la relation utilisée.