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Examen Du BAC CORRIGE DE PHYSIQUE – CHIMIE Série C Session 2009 (Normale)

EXERCICE 1 : Chimie organique 1- a/ Formule générale de l’acide A

O

Cn H2n 1  C

OH

b/ Classe et nom de B  Classe : alcool primaire  Nom : méthanol c/ Equation bilan

  Cn H 2n 1  COOH  CH3OH   Cn H 2n 1  COO  CH3  H 2O

Détermination de la formule brute de A MA = 14n + 60 = 88 d’où n = 2. On a alors A : C3H6O2

d/ Calcul de la constante d’équilibre K nes  ne   nes .ne 2  d’où   nA  nB  1   nA .nB (1  ) 2

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2- a/ Composition du mélange à l’équilibre A partir des équations :     A  B   E1  H 2O et A  propan  2  ol   E2  H 2O On a alors : ne  ne1  ne2  0,335mol nA  n0 A  ne  1  0,835 d’où nA  0,165mol

K

ne1 .ne

avec ne1  1  nB on a donc : K 

nA .nB Donc ne1  0,441mol

ne1  n0 p  n p  1  n p

ne2  n0 B  nB  1  nB

(1  nB )ne ne d’où nB   nB  0,559mol nA .nB KnA  ne

on a alors : nH 2O  2  n p  nB d’où n p  2  nB  nH 2O donc n p  0,606mol

nE2  1  n p donc nE2  0,394mol

b/ Déduction de K’ nE .ne K '  1  K '  3,29 nA .nP

3- a/ Valeur de la variation de la masse molaire   A partir de : CH3  CH 2  COOH  ROH   CH3  CH2  COOR  H2O on a : M  M Est  M ol  M A  18  56 g.mol 1

b/ Formule semi-développée de C CH2  OH CH  OH

CH2  OH Formule semi-développée de D

C 2 H 5  COO  CH 2 C 2 H 5  COO  CH

C 2 H 5  COO  CH 2

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EXERCICE 2 : Chimie en solution

1- a/ Indicateur coloré Un indicateur coloré est un couple acide / base dont la teinte de la forme acide est différente de la forme basique. Il est convenable lorsque sa zone de virage contient le pH a l’équivalence (pKaI = pHE)  pHE tel que 7,2  pH E  8,8 b/ Equation-bilan

CaVa  CbVb d’où Ca 

CbVb Ca = 11.10-2 mol Va

2- a/ Equation d’ionisation de AH dans l’eau     AH  H 2O   A  H 3O 

Couples mis en jeu AH A et H 3O H 2O b/ Concentration des espèces ioniques [ H3O ]  10 pH  102 mol / l Ke [OH  ]   1012 mol / l  [ H 3O ]  Relation électro neutralité : [ A ]  [ H3O ]  102 mol / l  Relation de conservation de la matière [ AH ]  Ca  [ A ]  0,1mol / l 

Déduction u pKa de AH A

[ A ] d’où pK a = 3 pK a  pH  log [ AH ]

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c/ Allure de la courbe

pH

13,3

pHE 3

2

0

VbE

Vb

Valeur du pH a l’équivalence    A  H 2O   AH  OH REN [ A ]  [ N a ] 

CbVb Va  Vb

[ H 3O  ].[ A ] [ H 3O  ]2 .(Va  Vb ) RCM [ AH ]  [OH ] or Ka   Ka  [ AH ] Ke.CbVb 

 Ka.Ke(Va  Vb )  d’où [ H 3O  ]    Cb .Vb  

1

2

1 ka.ke(Va  Vb )  pH   log pH = 7,9 2 Cb .Vb

d/ Calcul de V1 et V2 V1  V2  V 2CbV d’où V1  V1  78,43cm3  Ca  2Cb CaV1  2CbV2

V2  V  V1  V2  21,67cm3

3- a/ Formule brute de AH m m CaV '  M  d’où M  142,85g / mol M CaV ' Avec AH : Cl2Cn H 2n 1  COOH on a M = 14n+114 d’où n = 2 AH : C3 H 4O2Cl2

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b/ Isomères et nom : Cl  CH 2  CHCl  COOH : acide 2,3 dichloropropanoïque Cl2  CH  CH 2  COOH : acide 3,3 dichloropropanoïque CH3  CCl2  COOH : acide 2,2 dichloropropanoïque  C’est l’acide 2,3 dichloropropanoïque

EXERCICE 3 : Circuit R L C

1- a/ Expression valeur de Z, I et 1 2 Z  R 2  (2 Lf  )  Z  205,6 2 Cf U    I  4,86mA Z 1   2 fL   2 fC  u  tan 1    u  1,39 rad ou  79,9 i i R     On a  = u d’où   1,39 rad ou 79,9 i

b/ Construction du diagramme de Fresnel

R

Lw 1 w

Z

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2- a/ Courbe de I = g(f)

f1 f 0 f2

f

b/ Valeur de I0 et f0 Graphiquement on a : f0 = 210 Hz et I0 = 27,2 mA

c/ Comparaison 1 f 0'   f 0'  205,5Hz  f 0 2 LC U I 0'   I 0'  27,8mA  I 0 R

3- Expression de UC I0 UC  2 f 0C 

Montrons que UC = Q.U 1 1 .U en posant Q  U = R.I donc U C  il s’en suit : UC = Q.U 2 f 0C 2 f 0CR

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Valeur de Q 1 Q  Q =3,6 2 f 0 ' CR Danger : o Surtension aux bornes de C et L. o Risque de Claquage de C o Risque d’étincelles entre les spires de L

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4- a/ Signe de G I < I0 d’où G est négatif. b/ Valeur de I I 0

G  20 Log I 

I0

 I

G

I0

 10

20

avec G = -3 dB d’où I

I0

 0,708

Détermination de la bande passante B I = I0 x 0,708 donc I = 19,26 mA B = f2 – f1 = 240 – 182 = 58 Hz

EXERCICE 4 : Mécanique 1- a/ Equation paramétrique TCI : on a a  g d’où

1 2

V  gt  V0 et OG  gt 2  V0t ou OG  (V0t cos )i  ( 1 gt 2  V0t sin )k

b/ Equation de la trajectoire g z 2 x 2  x tan  2V0 cos 2  c/ c1 – Démonstration : V02 sin 2 D.g  sin 2  2 zA = 0 donc D  g V0 sin 2α = 0,87 < 1 ; il existe donc deux angles 1 et  2

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2


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c2 / Vérification sin 21  sin(  21 )  sin 2 2

1   2 

2  1  29,94 et  2  60,06

2- a/ Conditions pour atteindre l’objectif g gxB2 2 zB  x  x tan    (1  tan 2 )  xB tan  B B ' 2 2 ' 2 2V0 cos  2VC On a

gxB2 gxB2 2 tan   x tan   ( z  )0 B B 2V0' 2 2VC' 2

2 gxB2 gxB2 ( z  )  1211,5  0 donc Fioklou sera atteint. B 2V0' 2 2VC' 2 1 1 Em0  EmB donc mV0' 2  mVB2  mgH  VB  V0' 2  2 gH VB  31,6m / s  113,9km / h 2 2 VB>V ’ d’où Fioklou est abattu. L’objectif est atteint.   xB2 

b/ Angles de tir V0' 2 ( xB   ) d’où 1 = 47,88° (tir tendu) tan 1  g.xB2 tan  2 

V0' 2 ( xB   ) d’où  2 = 80,78° (tir en cloche) g.xB2

3- a/ Valeur de θ0 2H 0  0  2,86s g b/ Valeur de θ1

1   2H e H1  H e  g  1   1  2 1 = 4,57 s 2 2 g 2

c/ Valeur de θn

2 H en n  2 g Visiter www.lescracks.com pour plus de sujets et de corrigés


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d/ Durée τ    0  1  ........   n

   0  2 0  2 0 e  ........  2 0 e n

   0  2 0 1  e  ........  e

n

1  e ( n 1)    2 0   1  e 

 1  e ( n 1)      0  2.  1   1 e  

e/ Durée finie t

t  lim  d’où t  0 x 

1 e 1 e

 25,74s

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