03 Quantité de matière élève

Chapitre :

NOM :

Quantité de matière

Prénom :
Classe :

Date :

Objectifs :
 Connaître les différentes formules.
 Calculer le nombre de moles d’atomes (de molécules, d’ions…) contenus dans une masse donnée
de corps pur.
 Déterminer la concentration molaire ou massique d’une espèce chimique présente dans uns
solution
 Déterminer le volume d’un gaz à l’aide du volume molaire

A/ La mole
On compte les bouteilles de lait par packs de 6, les œufs par douzaines, les feuilles de papiers par ramettes de 500…
et les molécules et les atomes par moles !

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B/ La masse molaire
1) La masse molaire atomique
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Remarque : La masse molaire de chaque atome est inscrite dans la classification périodique.
Exemples :
M(C) =

M(O) =

M(H) =

M(N) =

M(Cu) =

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- QUANTITE DE MATIERE -

2) La masse molaire moléculaire
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Exemples :
Calculer la masse molaire moléculaire de l’eau de formule H2O.
Pour connaître la masse molaire de chaque atome, utiliser la classification périodique.

La masse d’une mole de molécules d’eau (masse molaire de l’eau) est de
Même question pour le méthane (CH4).
La masse d’une mole de molécules de méthane est de
3) Comment passer des grammes aux quantités de moles ?

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n=

m
M

Exercices d’application :
Calculer combien de moles d’atomes contient 64 g d’oxygène.

Calculer combien de moles d’atomes contient 40 g de cuivre. (résultat à 0,001 près)

Calculer combien de moles d’atomes contient 132 g de dioxyde de carbone (CO2).

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C/ La concentration
1) La concentration massique

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Cm =

m
V

Exercices d’application :
Calculer la concentration massique de chlorure de sodium si on verse 24 g

2) La concentration molaire

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C=

n
V

D/ Le volume molaire
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Pour les exercices suivants, on donne les masses molaires atomiques suivantes :
M(H)= 1 g/mol ; M(C)= 12 g/mol ; M(N) = 14 g/mol ; M(O) = 16 g/mol ; M(S) = 32 g/mol; M(Cl)= 35,5
g/mol ; M(Fe)= 56 g/mol ; M(Cu) = 63,5 g/mol; M(Na) = 23 g/mol
Exercice n°1 :
Pour chaque molécule calculer sa masse molaire
Méthane CH4 :

Dioxyde de carbone CO2 :

Oxyde de fer Fe2O3 :

Dihydrogène H2 :

Ammoniac NH3 :

Butane C4H10 :

Sulfate de cuivre CuSO4 :

Hydroxyde de fer Fe(OH)2 :

C55H72N4O5Mg (chlorophylle) :

C2F4 (téflon) :

Exercice n°2 :
Calculer le nombre de moles des corps suivants:
a- 30 g d’eau (H2O)

d- 500g d’oxygène (O2)

b- 5 kg de Fer (Fe)

e- 10 tonnes de cuivre (Cu )

c- 32 mg d’acide chlorhydrique (HCl)

f- 12 g de carbone (C)

Exercice n°3 :
a) Quel est le nombre d’atomes de fer dans 2,8 g de fer ?

b) Quelle masse de fer faut-il peser pour avoir 0,3 mol de fer ?

Exercice n°4 :
a) Déterminer la masse molaire du chlorure de sodium NaCl

b) Quelle masse de chlorure de sodium pur faut-il peser pour obtenir 0,1 mol de ce corps ?

c) Quel est le nombre de moles contenues dans 23,4 g de chlorure de sodium pur ?

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- QUANTITE DE MATIERE -

Exercice n°5 : (d’après sujet de BEP)
Le propane a pour formule C3H8.
a) Calculer sa masse molaire.
Une bouteille contient 13 kg de propane.
b) Déterminer le nombre de moles dans la bouteille.
c) En déduire le volume qu’occuperait le propane gazeux dans les conditions ordinaires de
température et de pression.
On donne Vm = 24 L/mol.

Exercice n°6
Le sulfate de cuivre hydraté a pour formule CuSO4,5H2O.
a) Calculer la masse molaire du sulfate de cuivre hydraté.

b) Déterminer le nombre de moles contenues dans une masse de 20 g de ce produit.

c) Déterminer la masse correspondant à une quantité de matière de 0,16 mol

Exercice n°7
Un réchaud fonctionne au butane. La molécule de butane est constituée
de quatre atomes de carbone et de dix atomes d’hydrogènes.
a) Donner la formule brute du butane

b) Calculer la masse molaire moléculaire du butane.

c) Le réchaud consomme 80 g de butane par heure de fonctionnement.
Calculer le nombre de mole de butane consommée en une heure (arrondir à 0,1 mol).

d) La bouteille contient 190 g de butane.
Calculer sa durée d’utilisation.

e) Calculer le volume de gaz butane consommé en une heure.
On donne Vm = 24 L/mol.

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Exercice n°8
L’étiquette d’une eau de source donne la composition suivante :
Cations (en mg/L)
2+

Ca
Na +
Mg 2+
K+

Anions (en mg./L)
HCO3-

104
8
4
0,8

CI
NO3SO42-

314
13,6
20
193

a) Donner le nom des ions suivant
a.
b.
c.
b) Calculer la masse molaire de l’ion

c) Calculer le nombre de mole d’ions
masse molaire de l’ion

présent dans un litre de cette eau de source sachant que la

est de 96,1 g/mol.

Les eaux de source recommandées pour les nourrissons et les femmes enceintes doivent respecter les
critères suivants :
Concentration massique en ion
< 50 mg/L
Concentration massique en ion

< 10 mg/L

Concentration massique en ion

< 250 mg/L

d) Cette eau de source convient-elle aux nourrissons ? Justifier votre réponse.

Exercice n°9 (d’après sujet de BEP)
Pour le champagne, la fermentation du glucose C6H12O6 provoque la formation d'éthanol C2H6O et de
dioxyde de carbone CO2 suivant la réaction :
C6H12O6  2 C2H6O + 2 CO2
a) Calculer la masse molaire moléculaire du glucose C6H12O6

b) Calculer le nombre de moles contenues dans 18 kg de glucose.

c) On fait fermenter 100 moles de glucose.
Déterminer le nombre de moles de dioxyde de carbone formées.

d) En déduire le volume de dioxyde de carbone produit dans les conditions de la réaction.

On donne Vm = 24 L/mol.
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Exercice n°10
La dureté D d'une eau, en degré hydrotimétrique français °HT, est donnée par la formule :
C(Ca2+) C(Mg2+)
D=
+
4
2,4
2+
2+
Les concentrations massiques C(Ca ) et C(Mg ) en ions Ca2+ et Mg2+ sont exprimées en mg/L.

a) Calculer la dureté (en °HT) de l'eau de Volvic®.

b) Une eau est qualifiée de « douce » si D < 15 °HT et de « dure » si D > 15 °HT.
Comment qualifier l'eau de Volvic® ?

Exercice n°11
Dans une fiole, on dissout 0,4 g de pastilles de soude (ou hydroxyde de sodium de formule NaOH) dans un
peu d'eau distillée.
Après dissolution, on ajoute peu à peu de l'eau distillée pour obtenir 100 mL de solution de soude.
a) Calculer la masse molaire moléculaire M de l'hydroxyde de sodium.

b) Calculer le nombre de moles n contenu dans 0,4 g de pastilles d'hydroxyde de sodium.

c) Calculer la concentration molaire C en mol/L de la solution d'hydroxyde de sodium obtenue.

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Annexes
Tableau des unités
Masse
Volume

kg
hL

g
L

dL

cL

mg
mL

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