Première Générale Spécialité Exercices chapitre 1 : la mole
1 Pour commencer
1. Calculer la quantité de matière correspondant à une masse égale à 10 g de fer (Fe).
2. Calculer la quantité de matière correspondant à une masse égale à 1 kg de silice (SiO2).
3. Calculer la quantité de matière correspondant à un volume de 20 mL de tétrachlorométhane liquide de formule CCl4 et de masse volumique ρ(CCl4) = 1,6 g·cm−3.
4. Calculer la quantité de matière correspondant à un volume égal à 3,0 L de dichlore gazeux (Cl2 ) à 0 °C et à 1013 hPa (dans les CNTP, le volume molaire des gaz est Vm
= 22,4 L·mol−1.
5. Calculer la masse molaire du méthane (gaz de ville) de formule CH4.
6. Calculer le volume occupé par 13,4 mol de méthane dans les CNTP ou conditions normales de température et de pression (0 degré celsius et pression atmosphérique de 1013 hPa).
7. Calculer le volume occupé par 13,4 mol de méthane dans les conditions standard de température et de pression (20 degrés celsius et pression atmosphérique de 1013 hPa).
À 20°C et 1013 hPa, Vm= 24 L·mol−1.
8. Calculer la masse correspondant à 13,4 mol de méthane dans les conditions normales et dans les conditions standard de température et de pression.
9. En déduire la masse volumique et la densité du méthane par rapport à l'air sachant que la masse volumique de l'air à 20°C et pression atmosphérique de 1013 hPa vaut ρ(air)
= 1,204 g·L−1. En cas de fuite, que fait le gaz : il monte ou il descend ?
10. Retrouver la masse molaire M(air)'29 g·mol−1 de l'air sachant que l'air est un mélange contenant principalement deux gaz :
environ 20 % de dioxygène O2qui nous sert à respirer (vital : inspiré mais pas expiré) ; environ 80 % de dioxygène N2 inutile par rapport à la respiration (inspiré et expiré).
2 L'air est-il "léger" ou "lourd" ?
1. Estimer la masse de l'air dans la classe à pression atmosphérique de 1013 hPa et à 20°C (L = 10 m, l = 5 m, h = 3 m) à partir du nombre de moles d'air qu'il y a dedans et de la masse molaire de l'air M(air) = 29 g· mol−1.
2. Dire s'il est possible ou impossible de porter cet air sur son dos (dans une bouteille d'air très comprimé) pour savoir si l'air est "léger" ou "lourd".
3. Vérier que la masse volumique de l'air correspond bien environ à 1,293 g·L−1 à 0°C et 1,204 g·L−1 À 20 °C. Expliquer la variation de masse volumique de l'air à pression constante lorsque la température varie, en précisant le nom qu'on donne à une telle transformation physique.
4. Comparer à la masse volumique de l'air à celle de l'eau. De combien d'ordres de grandeur dièrent-ils ? Expliquer d'où provient cette diérence.
3 Réexion sur la loi d'Avogadro-Ampère
1. Rappeler la loi d'Avogadro-Ampère (valable uniquement pour les gaz).
2. Calculer la masse molaire de l'éthanol CH3CH2OH ainsi que celle de l'eau H2O.
3. On donne : ρ(H2O) = 1,00 g·mL−1 et ρ(CH3CH2OH) = 0,789 g·mL−1. Calculer le volume molaire Vm de ces deux liquides.
4. Dire si oui ou non les liquides vérient la loi d'Avogadro-Ampère et expliquer pourquoi.
1 E. H.
