Mole et grandeurs molaire - 4ème
Exercice 1
Mots croisés
Horizontal
4. Quantité de matière contenue dans un corps
8. Autre unité de volume
9. Volume occupé par une mole de gaz
11. Symbole de l'unité de la quantité de matière
12. Degré de chaleur ou de froid de l'atmosphère en un lieu.
13. Masse d'une mole d'atomes
15. Quotient d'une grandeur par la quantité de matière
16. Masse d'une mole de molécules
Down
1. Grandeur de comptage d'entités chimiques ou physiques élémentaires.
2. Force qui agit sur une surface donnée
3. Unité légale de la pression
5. Masse d'une mole d'une espèce chimique
6. Espace occupé par un corps
7. Une unité de masse
10. Rapport entre la masse d'un corps et celle d'un même volume d'eau
14. Unité de la quantité de matière
Exercice 2
Complète le texte suivant en ajoutant les mots ou groupes de mots suivants : gaz, masse molaire, gramme par mole, mole, somme, 6,02.1023, molécules, masse molaire atomique, molaire, moléculaire
1. L'unité internationale de quantité de matière est la $\ldots\ldots$ Dans une mole on dénombre $\ldots\ldots$ particules identiques.
Une $\ldots\ldots$ d'atomes contient $6.02\cdot 10^{23}$ atomes.
2. Une mole de $\ldots\ldots$ est un nombre de molécules égal à $\ldots\ldots$ molécules.
3. On appelle $\ldots\ldots$ la masse d'une mole. On exprime la masse molaire en $\ldots\ldots$
La $\ldots\ldots$ est la masse d'une mole d'atomes.
La masse $\ldots\ldots$ ou $\ldots\ldots$ est la masse d'une mole de molécules.
4. Pour obtenir la masse molaire d'un corps, on fait $\ldots\ldots$ des masses molaires atomiques des atomes qui le composent.
5. Le volume molaire est le volume d'une $\ldots\ldots$ d'un corps gazeux.
Il n'est défini que pour les $\ldots\ldots$
Exercice 3
Recopie et complète les phrases par les mots ou groupes de mots convenables.
La $\ldots\ldots$ est l'unité de quantité de matière.
Une mole d'atomes contient $N\ldots\ldots$ $N$ est appelé $\ldots\ldots$
Lamasse molaire d'un corps est la masse d'une $\ldots\ldots$ d'atomes de ce corps.
Le volume $\ldots\ldots$ d'un gaz est le volume occupé par une $\ldots\ldots$ de ce gaz.
Dans les conditions normales de température et de pression, le volume molaire d'un gaz est de $\ldots\ldots$ $L\cdot mol^{-1}$
Des volumes égaux de différents gaz mesurés dans les mêmes conditions de température et de pression renferment la même $\ldots\ldots$ de matière.
Exercice 4
Choisis la bonne réponse
1. L'unité de la masse molaire est:
a. $g\cdot mol$
b. $g\cdot mol^{-1}$
c. $kg\cdot mol$
2. L'unité légale de la masse molaire est:
a. $g\cdot mol$
b. $g\cdot mol^{-1}$
c. $kg\cdot mol$
d. $kg\cdot mol^{-1}$
3. La masse molaire d'une espèce :
a. dépend du nombre d'entités de cette espèce.
b. est la masse d'une entité de cette espèce.
c. est la masse de $6.02\cdot 10^{23}$ entités de cette espèce.
4. La masse molaire d'un gaz dépend :
a. de la température.
b. de l'espèce gazeuse considérée.
c. de la masse molaire du gaz considéré.
5. .L'expression permettant le calcul d'une masse à partir de la quantité de matière est :
a. $M=n\cdot m$
b. $nn=\dfrac{v}{v_{m}}$
c. $n=V_{m}\cdot V$
6. La quantité de matière d'un gaz se calcule à partir de l'expression :
a. $n=\dfrac{V_{m}}{V}$
b. $n=\dfrac{V}{V_{m}}$
c.$n=V_{m}\cdot V$
7. Quelle est l'unité d'une quantité de matière ?
a. le Litre
b. le gramme
c. le kilogramme
d. la mole
8. La constante d'Avogadro :
a. est un nombre très grand.
b. représente le nombre d'entités élémentaires dans une mole.
c. est un nombre très petit.
9. Parmi les définitions suivantes, cocher celles qui sont exactes.
a. Une quantité de matière est un nombre de moles.
b. La mole est l'unité de quantité de matière.
c. Une mole est un paquet de N entités élémentaires identiques. (avec N constante d'Avogadro).
d. Une mole représente autant d'entités qu'il y a d'atomes de carbone dans $12.00\,00$ de carbone $12$
10. La masse molaire moléculaire est :
a. la masse d'une mole de molécules.
b. la masse d'une molécule.
c. la somme des masses des atomes constituant une molécule.
d. la somme des masses molaires des atomes constituant une molécule.
11. La quantité de matière a pour unité :
a. le kilogramme
b. la mole
c. le gramme
d. le litre
Exercice 5
Choisir la ou les bonne(s) réponse(s)
1. La relation permettant de déterminer la quantité de matière $n$ d'atomes dans un échantillon, connaissant le nombre d'atomes $N$ et la valeur de la constante d'Avogadro $N_{A}$ est :
a. $n=N/N_{A}$
b. $n=N\times N_{A}$
2. La quantité de matière a pour unité :
a. le kilogramme
b. la mole
c. le gramme
d. le litre
3. La constante d'Avogadro, notée $N_{A}$, représente :
a. la quantité d'atomes, d'ions ou de molécules dans un gramme d'échantillon.
b. la quantité d'atomes, d'ions ou de molécules dans une mole d'échantillon.
c. la quantité d'atomes, d'ions ou de molécules dans un kilogramme d'échantillon.
d. la quantité d'atomes, d'ions ou de molécules dans un litre d'échantillon.
4. La formule brute d'une molécule indique :
a. le nombre d'atomes dans la molécule
b. la nature des atomes composant la molécule
c. le nombre de liaisons covalentes dans la molécule
d. le nombre d'électrons par atome.
5. La relation entre la masse $m$ d'un échantillon d'une espèce, le nombre $N$ d'entités qu'il contient et la masse mentité d'une entité est :
a. $m=N\times m_{\text{entité}}$
b. $N=m/m_{\text{entité}}$
c. $N=m_{\text{entité}}/m$
6. Dans trois coupelles, il y a $10g$ de fer, $10g$ de cuivre, $10g$ de zinc.
a. ces trois coupelles contiennent le même nombre d'atomes.
b. il y a la même quantité de matière dans chaque coupelle.
c. On ne peut rien dire à part qu'elles contiennent des échantillons de même masse.
Exercice 6
Calcule la masse molaire de chacun des corps notés ci-dessous.
1. $1_{3}$
2. $H_{2}SO_{4}$
3. $AlCl_{3}$
4. $HCl$
5. $NaOH$
6. $Al_{2}\left(SO_{4}\right)_{3}$
7. $C_{4}H_{10}$
8. $S_{2}$
9. $ZnSO_{4}$
10. $Fe_{3}O_{4}$
11. $Ca(OH)_{2}$
12 $CaCO_{3}$
13 $Ca\left(HCO_{3}\right)_{2}$
14 $HNO_{3}$
$M(H)=1.00\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(O)=16.0\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(C)=12.0\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(N)=14.0\,g\cdot mol^{-1}$
$M(S)=32.00\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(Al)=27.0\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(Cl)=35.5\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(Zn)=65.4\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(Ca)=40.1\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(Fe)=56.0\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 6
Calcule le nombre de moles contenu dans chacune des quantités suivantes.
1. $980\,mg$ d'acide sulfurique $H_{2}SO_{4}$
2. $1\,kg$ de sucre (glucose) $C_{6}H_{12}O_{6}$
3. $460\,g$ d'alcool éthylique $C_{2}H_{5}OH$
4. $336\,mL$ de gaz butane $C_{4}H_{10}$
5. $4.48\,L$ de gaz dioxyde de carbone $CO_{2}$
6. $.84\,g$ de sucre (saccharose) $C_{11}H_{22}O_{11}$
$M(H)=1.00\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(O)=16.0\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(C)=12.0\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(S)=32.0\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 7
Préparer un pain maison
Une recette fournie avec une machine à pain indique qu'il faut mélanger un volume de $315\,mL$ d'eau avec $500\,g$ de farine, $280\,g$ de glucose, une pincée de sel et un sachet de levure boulangère.
1. Calculer la masse molaire du glucose de formule brute $C_{6}H_{12}O_{6}$
2. Déterminer la quantité de matière introduite en glucose dans la recette.
Données : masses molaires atomiques : $M(H)=1.00\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(O)=16.0\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 8
Un médicament anti-vertige
Un médicament qui lutte contre les vertiges contient $5.0\,mg$ d'acétyl-leucine de formule brute $C_{8}H_{15}O_{3}N$
L'acétyl-leucine constitue le principe actif de ce médicament.
1. Calculer la masse molaire de l’acétyl-leucine.
2. Déterminer la quantité de matière en acétyl-leucine contenue dans ce médicament.
Données : masses molaires atomiques :
$M(H)=1.00\,g\cdot mol^{-1}$
$M(O)=16.0\,g\cdot mol^{-1}$
$M(C)=12.0\,g\cdot mol^{-1}$ ;
Exercice 9
Masse et quantité de matière
Compléter le tableau en calculant $M$ et $n$
$\begin{array}{|c|c|c|c|} \hline \text{Nom }&\text{Formule }&M\left(g\cdot mol^{-1}\right)&m&n(mol)\\ \hline \text{Chlorure de }&&&&\\ \text{sodium }&NaCl&&50g&\\ \hline\text{Saccharose }&C_{12}H_{22}O_{11}&&0.25kg&\\ \hline \text{Acide lactique }&C_{3}H_{6}O_{3}&&10mg&\\ \hline \text{Ethanol }&C_{2}H_{6}O&&100\,g&\\ \hline \end{array}$
Exercice 10
Un café sucré
Afin de sucrer un café contenu dans une tasse de $50.0\,mL$, on introduit un sucre de masse $m=3.0\,g$
Le sucre est constitué majoritairement de saccharose de formule brute $C_{12}H_{22}O_{11}$
1. Calculer la masse molaire du saccharose.
2. Calculer la quantité de matière introduite dans le café en saccharose.
3. Calculer la concentration molaire en saccharose dans la tasse de café.
Donnée : masses molaires atomiques :
$M(C)=12.0\,g\cdot mol^{-1}$
$M(H)=1.00\,g\cdot mol^{-1}$
$M(O)=16.0\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 11
Le volume molaire gazeux vaut $29\,L\cdot mol^{-1}$
1. Calcule la quantité de matière de dioxyde de carbone contenue dans $10\,mL$ de ce gaz.
2. Évalue le nombre de molécules de dioxyde de carbone.
3. Quelle est la masse molaire du dioxyde de carbone ?
4. Calculer la masse de $10\,mL$ de ce gaz.
Exercice 12
Le composant essentiel du savon a pour formule $C_{18}H_{35}O_{2}Na$
1. Quelle est la masse molaire du savon?
2. Quelle est la quantité de matière en savon dans une savonnette de $125$ ?
3. Détermine le nombre de molécules de savon $N$ pour cette quantité de matière.
Données: $M(C)=12\,g/mol$ ;
$M(H)=1g/mol$ ;
$M(O)=16\,/mol$ ;
$N_{A}=6.02\cdot 10^{23}mol^{-1}$
Exercice 13
Synthèse d'un ester
Un chimiste synthétise un ester à odeur de banane utilisé pour parfumer certains sirops ou confiseries.
Il introduit dans un ballon, en prenant les précautions nécessaires, les quantités de matière $n_{1}=0.50mol$ d'alcool isoamylique $\left(C_{5}H_{12}O\right)$ et $n2=0.10\,mol$ d'acide acétique $\left(C_{2}H_{4}O_{2}\right)$
Quels volumes $V1$ et $V2 $d'alcool et d'acide doit-il prélever?
Données :
Masse volumique de l'alcool isoamylique $\rho_{1}=0.810\,g\cdot mL^{-1}$; masse volumique de l'eau $\rho e=1.0\,g\cdot mL^{-1}$; densité de l'acide acétique: $d=1.05$
$M_{c}=12\,g/mol$ et $M_{H}=1.0\,g/mol$ t $M_{O}=16/mol$
Exercice 14
1. Une coupelle contient une masse $m_{1}=5.35\,g$ de l'espèce chimique soufre de formule $S$ sous forme de poudre jaune, la fleur de soufre.
1.1. Quelle est la quantité de matière $n_{1}$ de soufre dans la coupelle ?
1.2. Quel est le nombre $N_{1}$ d'atomes de soufre dans la coupelle ?
2. La combustion dans le dioxygène de l'échantillon de soufre précédent produit un volume $V_{2}=4.00\,L$ de dioxyde de soufre, gaz de formule $SO_{2}$
2.1. Quelle est la quantité de matière $n_{2}$ de dioxyde de soufre produite dans les conditions où le volume molaire des gaz est $Vm=24.0\,L\cdot mol^{-1}$ ?
2.2. Quelle est la masse $m_{2}$ de dioxyde de soufre obtenue ?
2.3. Combien de molécules de dioxyde de soufre sont formées ?
Compare ce résultat à celui du $2.2$
Données : Nombre d'Avogadro : $N_{A}=6.02\cdot 10^{23}mol^{-1}$
Masses molaires en $g\cdot mol^{-1}$ : $M(S)=32.1$ ; $M(O)=16.0$
Exercice 15
Calculer les nombres de moles que renferment les échantillons ci- dessous :
1. Masse $m=3.6\,g$ d'eau $\left(H_{2}O\right)$ ;
2. Masse $m=10.8\,kg$ d'aluminium $(Al)$ ;
3. Volume $V=67.2L$ de dioxygène $\left(O_{2}\right)$ ;
4. Volume $V'=56\,cm$ de diazote $\left(N_{2}\right)$
$M_{C}=12g/mol$ et $M_{H}=1.0\,g/mol$ ;
$M_{O}=16\,g/mol$ ;
$M(N)\,g/mol$ et $M(Al)=\,g/mol$
Exercice 16
1.1. Quelle est la quantité de matière correspondant à une masse $m=15.4\,g$ de magnésium $Mg$ ?
1.2. Combien y a-t-il d'atomes dans $15.4\,g$ de magnésium ?
2.1. Quelle est la masse de $1.25\,mol$ de sulfure de fer $II$ ?
2.2. Quelle est la masse d'un atome d'aluminium?
3.1. Quel est le volume occupé par $0.80\,mol$ de dioxygène dans les conditions normales de température et de pression?
3.2. Quel est le volume occupé par $7.80$ de dioxygène dans les conditions normales de température et de pression?
3.3. Quelle est la masse volumique du dioxygène?
On donne : $M(Mg)=24.3\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(S)=32.1\,g\cdot mol^{-1}$
$M(Fe)=56.0\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(Al)=27.0\,g\cdot mol^{-1}$
Exercice 17
La caféine, présente dans le café, le thé, le chocolat, les boissons au cola, est un stimulant pouvant être toxique à forte dose (plus de $600\,mg$ par jour).
Sa formule chimique est $C_{8}H_{10}N_{4}O_{2}$
1. Quelle est la masse molaire de la caféine?
2. Quelle quantité de matière de caféine y-a-t-il dans une tasse de café contenant $80\,mg$ de caféine?
3. Combien y-a-t-il de molécules de caféine dans la tasse?
4. Combien de tasses de café peut-on boire par jour sans risque d'intoxication?
Un café décaféiné en grains (ou moulu) ne doit pas contenir plus de $0.10\%$ en masse de caféine.
5. Quelle quantité de matière maximale de caféine y-a-t-il dans un paquet de café décaféiné de masse $250\,g$
On donne : $M(O)=16.0\,g\cdot mol^{-1}$ ;
$M(N)=14\,g/mol$ ;
$Mc=12\,g/mol$ et $M_{H}=1.0\,g/mol$