Physique-Chimie • Seconde

Masse molaire
Quantité de matière

Concepts & Exercices
\(M = \frac{m}{n}\)
\(m = n \times M\)
\(n = \frac{m}{M}\)
Relations fondamentales de la masse molaire
1 mole
= 6,02×10²³ entités
\(m \rightarrow n\)
←→
\(n = \frac{m}{M}\)
←→
\(M\)
Masse molaire

Définition : Masse d'une mole d'entités chimiques (atomes, molécules, ions)

Unité : g/mol (grammes par mole)

Symbole : M

Relation : M = m/n

H
1,0 g/mol
C
12,0 g/mol
N
14,0 g/mol
O
16,0 g/mol
Na
23,0 g/mol
S
32,1 g/mol
Cl
35,5 g/mol
Fe
55,8 g/mol
Masse molaire atomique
\(M = \frac{m_{atome}}{N_A}\)
en g/mol
Masse molaire moléculaire
\(M = \sum_i n_i \times M_i\)
en g/mol
Relation fondamentale
\(m = n \times M\)
en g
⚛️
Atome
M(H) = 1,0 g/mol
🧪
Molécule
M(H₂O) = 18,0 g/mol
🔍
Calcul
Somme des masses
🎯
Définition : La masse molaire est la masse d'une mole d'entités chimiques, exprimée en g/mol.
📏
Relations fondamentales : M = m/n, m = n×M, n = m/M.
🔬
Calcul moléculaire : M = Σ(ni × Mi) pour chaque élément du composé.
📊
Applications : Calculs de masses, quantités de matière, stœchiométrie des réactions.
💡
Conseil : Retenir les masses molaires des éléments les plus courants
🔍
Attention : Ne pas confondre la masse molaire (g/mol) avec la masse (g)
Astuce : Pour une molécule, additionner les masses molaires de chaque atome
📋
Méthode : Toujours vérifier les unités dans les calculs
Exercice 1
Calculer la masse molaire de l'eau H₂O (M(H)=1,0 g/mol, M(O)=16,0 g/mol)
Exercice 2
Quelle est la masse de 2,5 mol d'eau ?
Exercice 3
Combien de moles représentent 36 g d'eau ?
Exercice 4
Calculer la masse molaire du dioxyde de carbone CO₂
Exercice 5
Quelle est la masse de 0,75 mol de CO₂ ?
Exercice 6
Calculer la masse molaire du glucose C₆H₁₂O₆
Exercice 7
Combien de moles représentent 180 g de glucose ?
Exercice 8
Calculer la masse de 0,25 mol de dichlore Cl₂
Exercice 9
Calculer la masse molaire de l'acide sulfurique H₂SO₄
Exercice 10
Comparer les masses de 1 mol de H₂, H₂O et H₂SO₄
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Masse molaire de l'eau H₂O
Définition :

Masse molaire moléculaire : Somme des masses molaires des atomes constituant la molécule.

Calcul de la masse molaire

\(M(H_2O) = 2 \times M(H) + 1 \times M(O)\)

\(M(H_2O) = 2 \times 1,0 + 1 \times 16,0\)

Étape 1 : Analyser la formule

Formule de l'eau : H₂O

Contient 2 atomes H et 1 atome O

Étape 2 : Identifier les masses molaires

M(H) = 1,0 g/mol

M(O) = 16,0 g/mol

Étape 3 : Appliquer la formule

M(H₂O) = 2 × M(H) + 1 × M(O)

M(H₂O) = 2 × 1,0 + 1 × 16,0

Étape 4 : Effectuer le calcul

M(H₂O) = 2,0 + 16,0 = 18,0 g/mol

Étape 5 : Vérification

La masse molaire de l'eau est bien connue : 18,0 g/mol

Réponse finale :

La masse molaire de l'eau H₂O est de 18,0 g/mol.

Règles appliquées :

Calcul de la masse molaire moléculaire : M = Σ(ni × Mi)

Comptage des atomes : Identifier le nombre de chaque type d'atome dans la molécule

Unité : La masse molaire s'exprime en g/mol

2 Masse de 2,5 mol d'eau
Définition :

Relation masse-quantité : m = n × M

Relation fondamentale

\(m = n \times M\)

m : masse en grammes

n : quantité de matière en mol

M : masse molaire en g/mol

Étape 1 : Identifier les données

n = 2,5 mol d'eau

M(H₂O) = 18,0 g/mol (calculée précédemment)

Étape 2 : Appliquer la formule

m = n × M

m = 2,5 × 18,0

Étape 3 : Effectuer le calcul

m = 45,0 g

Étape 4 : Indiquer l'unité

m = 45,0 g

Étape 5 : Vérification

2,5 fois la masse d'une mole (18,0 g) = 45,0 g

Réponse finale :

La masse de 2,5 mol d'eau est de 45,0 g.

Règles appliquées :

Relation masse-quantité : m = n × M

Unités : Masse en g, quantité en mol, masse molaire en g/mol

Linéarité : La masse est proportionnelle à la quantité de matière

3 Moles représentées par 36 g d'eau
Définition :

Relation inverse masse-quantité : n = m/M

Relation inverse

\(n = \frac{m}{M}\)

n : quantité de matière en mol

m : masse en grammes

M : masse molaire en g/mol

Étape 1 : Identifier les données

m = 36 g d'eau

M(H₂O) = 18,0 g/mol

Étape 2 : Appliquer la formule

n = m / M

n = 36 / 18,0

Étape 3 : Effectuer le calcul

n = 2,0 mol

Étape 4 : Vérification

36 g est 2 fois plus grand que 18,0 g, donc n = 2,0 mol

Étape 5 : Conclusion

36 g d'eau représentent 2,0 mol d'eau

Réponse finale :

36 g d'eau représentent 2,0 mol d'eau.

Règles appliquées :

Relation inverse : n = m / M

Proportionnalité : La quantité est proportionnelle à la masse

Unités : Vérifier que toutes les grandeurs sont dans les bonnes unités

4 Masse molaire du dioxyde de carbone CO₂
Définition :

Masse molaire moléculaire : Somme des masses molaires des atomes constituant la molécule.

Calcul de la masse molaire

\(M(CO_2) = 1 \times M(C) + 2 \times M(O)\)

\(M(CO_2) = 1 \times 12,0 + 2 \times 16,0\)

Étape 1 : Analyser la formule

Formule de CO₂ : dioxyde de carbone

Contient 1 atome C et 2 atomes O

Étape 2 : Identifier les masses molaires

M(C) = 12,0 g/mol

M(O) = 16,0 g/mol

Étape 3 : Appliquer la formule

M(CO₂) = 1 × M(C) + 2 × M(O)

M(CO₂) = 1 × 12,0 + 2 × 16,0

Étape 4 : Effectuer le calcul

M(CO₂) = 12,0 + 32,0 = 44,0 g/mol

Étape 5 : Vérification

La masse molaire de CO₂ est bien connue : 44,0 g/mol

Réponse finale :

La masse molaire du dioxyde de carbone CO₂ est de 44,0 g/mol.

Règles appliquées :

Calcul de la masse molaire moléculaire : M = Σ(ni × Mi)

Comptage des atomes : Identifier le nombre de chaque type d'atome dans la molécule

Précision des calculs : Additionner correctement toutes les contributions

5 Masse de 0,75 mol de CO₂
Définition :

Relation masse-quantité : m = n × M

Relation fondamentale

\(m = n \times M\)

m : masse en grammes

n : quantité de matière en mol

M : masse molaire en g/mol

Étape 1 : Identifier les données

n = 0,75 mol de CO₂

M(CO₂) = 44,0 g/mol (calculée précédemment)

Étape 2 : Appliquer la formule

m = n × M

m = 0,75 × 44,0

Étape 3 : Effectuer le calcul

m = 33,0 g

Étape 4 : Indiquer l'unité

m = 33,0 g

Étape 5 : Vérification

0,75 fois la masse d'une mole (44,0 g) = 33,0 g

Réponse finale :

La masse de 0,75 mol de dioxyde de carbone CO₂ est de 33,0 g.

Règles appliquées :

Relation masse-quantité : m = n × M

Unités : Masse en g, quantité en mol, masse molaire en g/mol

Linéarité : La masse est proportionnelle à la quantité de matière

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Masse molaire du glucose C₆H₁₂O₆
Définition :

Masse molaire moléculaire : Somme des masses molaires des atomes constituant la molécule.

Calcul de la masse molaire

\(M(C_6H_{12}O_6) = 6 \times M(C) + 12 \times M(H) + 6 \times M(O)\)

\(M(C_6H_{12}O_6) = 6 \times 12,0 + 12 \times 1,0 + 6 \times 16,0\)

Étape 1 : Analyser la formule

Formule du glucose : C₆H₁₂O₆

Contient 6 atomes C, 12 atomes H et 6 atomes O

Étape 2 : Identifier les masses molaires

M(C) = 12,0 g/mol

M(H) = 1,0 g/mol

M(O) = 16,0 g/mol

Étape 3 : Appliquer la formule

M(C₆H₁₂O₆) = 6 × M(C) + 12 × M(H) + 6 × M(O)

M(C₆H₁₂O₆) = 6 × 12,0 + 12 × 1,0 + 6 × 16,0

Étape 4 : Effectuer le calcul

M(C₆H₁₂O₆) = 72,0 + 12,0 + 96,0 = 180,0 g/mol

Étape 5 : Vérification

La masse molaire du glucose est bien connue : 180,0 g/mol

Réponse finale :

La masse molaire du glucose C₆H₁₂O₆ est de 180,0 g/mol.

Règles appliquées :

Calcul de la masse molaire moléculaire : M = Σ(ni × Mi)

Comptage des atomes : Identifier le nombre de chaque type d'atome dans la molécule

Calcul détaillé : Additionner correctement toutes les contributions

7 Moles représentées par 180 g de glucose
Définition :

Relation inverse masse-quantité : n = m/M

Relation inverse

\(n = \frac{m}{M}\)

n : quantité de matière en mol

m : masse en grammes

M : masse molaire en g/mol

Étape 1 : Identifier les données

m = 180 g de glucose

M(C₆H₁₂O₆) = 180,0 g/mol (calculée précédemment)

Étape 2 : Appliquer la formule

n = m / M

n = 180 / 180,0

Étape 3 : Effectuer le calcul

n = 1,0 mol

Étape 4 : Vérification

180 g est exactement la masse d'une mole de glucose (180,0 g), donc n = 1,0 mol

Étape 5 : Conclusion

180 g de glucose représentent 1,0 mol de glucose

Réponse finale :

180 g de glucose représentent 1,0 mol de glucose.

Règles appliquées :

Relation inverse : n = m / M

Proportionnalité : La quantité est proportionnelle à la masse

Calcul simple : Lorsque la masse est égale à la masse molaire, n = 1 mol

8 Masse de 0,25 mol de dichlore Cl₂
Définition :

Relation masse-quantité : m = n × M

Calcul de la masse molaire

\(M(Cl_2) = 2 \times M(Cl)\)

\(M(Cl_2) = 2 \times 35,5 = 71,0 \text{ g/mol}\)

\(m = n \times M\)

Étape 1 : Calculer la masse molaire de Cl₂

M(Cl₂) = 2 × M(Cl) = 2 × 35,5 = 71,0 g/mol

Étape 2 : Identifier les données

n = 0,25 mol de Cl₂

M(Cl₂) = 71,0 g/mol

Étape 3 : Appliquer la formule

m = n × M

m = 0,25 × 71,0

Étape 4 : Effectuer le calcul

m = 17,75 g

Étape 5 : Arrondir selon les données

m = 17,8 g

Réponse finale :

La masse de 0,25 mol de dichlore Cl₂ est de 17,8 g.

Règles appliquées :

Calcul de la masse molaire moléculaire : M(Cl₂) = 2 × M(Cl)

Relation masse-quantité : m = n × M

Unités : Masse en g, quantité en mol, masse molaire en g/mol

9 Masse molaire de l'acide sulfurique H₂SO₄
Définition :

Masse molaire moléculaire : Somme des masses molaires des atomes constituant la molécule.

Calcul de la masse molaire

\(M(H_2SO_4) = 2 \times M(H) + 1 \times M(S) + 4 \times M(O)\)

\(M(H_2SO_4) = 2 \times 1,0 + 1 \times 32,1 + 4 \times 16,0\)

Étape 1 : Analyser la formule

Formule de H₂SO₄ : acide sulfurique

Contient 2 atomes H, 1 atome S et 4 atomes O

Étape 2 : Identifier les masses molaires

M(H) = 1,0 g/mol

M(S) = 32,1 g/mol

M(O) = 16,0 g/mol

Étape 3 : Appliquer la formule

M(H₂SO₄) = 2 × M(H) + 1 × M(S) + 4 × M(O)

M(H₂SO₄) = 2 × 1,0 + 1 × 32,1 + 4 × 16,0

Étape 4 : Effectuer le calcul

M(H₂SO₄) = 2,0 + 32,1 + 64,0 = 98,1 g/mol

Étape 5 : Vérification

La masse molaire de H₂SO₄ est bien connue : 98,1 g/mol

Réponse finale :

La masse molaire de l'acide sulfurique H₂SO₄ est de 98,1 g/mol.

Règles appliquées :

Calcul de la masse molaire moléculaire : M = Σ(ni × Mi)

Comptage des atomes : Identifier le nombre de chaque type d'atome dans la molécule

Précision des calculs : Additionner correctement toutes les contributions

10 Comparaison des masses de 1 mol de H₂, H₂O et H₂SO₄
Définition :

Masse molaire : Masse d'une mole de substance, dépend de la composition moléculaire.

Calcul des masses molaires

\(M(H_2) = 2 \times M(H) = 2,0 \text{ g/mol}\)

\(M(H_2O) = 2 \times M(H) + M(O) = 18,0 \text{ g/mol}\)

\(M(H_2SO_4) = 2 \times M(H) + M(S) + 4 \times M(O) = 98,1 \text{ g/mol}\)

Étape 1 : Calculer la masse molaire de H₂

M(H₂) = 2 × M(H) = 2 × 1,0 = 2,0 g/mol

Étape 2 : Calculer la masse molaire de H₂O

M(H₂O) = 2 × M(H) + M(O) = 2 × 1,0 + 16,0 = 18,0 g/mol

Étape 3 : Calculer la masse molaire de H₂SO₄

M(H₂SO₄) = 2 × M(H) + M(S) + 4 × M(O) = 2 × 1,0 + 32,1 + 4 × 16,0 = 98,1 g/mol

Étape 4 : Calculer les masses pour 1 mol

m(H₂) = 1,0 × 2,0 = 2,0 g

m(H₂O) = 1,0 × 18,0 = 18,0 g

m(H₂SO₄) = 1,0 × 98,1 = 98,1 g

Étape 5 : Comparer les masses

2,0 g < 18,0 g < 98,1 g

Donc : H₂ < H₂O < H₂SO₄

Réponse finale :

Pour 1 mol de chaque substance : H₂ a une masse de 2,0 g, H₂O a une masse de 18,0 g, et H₂SO₄ a une masse de 98,1 g. L'ordre croissant des masses est : H₂ < H₂O < H₂SO₄.

Règles appliquées :

Calcul de la masse molaire moléculaire : M = Σ(ni × Mi)

Relation masse-quantité : Pour 1 mol, m = M

Comparaison : Plus une molécule contient d'atomes lourds, plus sa masse molaire est élevée

Masse molaire Quantité de matière et mole