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Examen Du PROBAT EPREUVE DE PHYSIQUE – CHIMIE Série D Session 2002 (Normale)

EXERCICE I :

1) Les formules brutes possibles sont : Soit Cx H y Oz

12 x y 16 z    36, 4 %C % H %O 16 z x %C 16 z x % H x  2z ; y   4z 12 x %O %O D’où la formule brute est (C2 H 4O) z

2) a/ La formule brute de E est donc C2 H 4O b/ Les formules semi-développées possibles sont :

O

CH 3  C

( Ethanal ) et

H

CH 2  CH 2 (Oxyde d ' éthylè)

O

c/ La réaction entre l’éthylène et le dioxygène en présence du palladium donne de l’éthanal suivant la réaction suite :

1 PdCl 2 ou CuCl2 CH2  CH2  O2  CH3  C  O 2

H

Donc E est de l’éthanal.

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3) a/ La formule brute de A et B est C4 H8O2 b/ L’oxydation du

2  méthylpropan  1  ol CH 3  CH  CH 2  OH CH 3 donne de l’acide méthylpropénoïque

CH 3  CH  COOH

CH 3

c/ Identification de B B  H 2O   CH3  OH  CH3  CH 2  COOH d’où B est le propanoate de méthyle, de formule

CH 3  CH 2  C  O

O  CH 3

EXERCICE 2:

1) a/ Concentration molaire de la solution préparée : m 3, 2 C 0   0, 2mol.l 1 MV 160.101

b/ Les couples mis en jeu dans le tube A sont : Cu 2 / Cu et Zn2 / Zn D’après la classification électrochimique de ces deux couples, la règle de gamma permet de prévoir la réaction spontanée comme suit : Cu 2  Zn   Cu + Zn2 Dans un tube A, il y a un transfert d’électron d’où la réaction est une réaction d’oxydo-réduction. Dans le tube B, il n’y a pas de transfert d’électron, ce n’est pas donc une réaction d’oxydo-réduction.  Cu(OH )2 L’équation de la réaction s’écrit : Cu 2  2OH   2) Les ions présents dans la solution : mZn 0, 65 CV 0, 2.100.103   0, 01mole nZn    0, 01mole et nCu 2  M Zn 65 2 2

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Puisque nCu 2 = nZn = 0,01 mole, le mélange est fait dans des proportions stœchiométriques. Tous

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les ions Cu 2 réagissent avec tout le zinc pour donner du cuivre et des ions Zn2 . Les ions présents dans la solution sont donc : Zn2 et SO42 . D’après le bilan molaire de l’équation précédente, on a : nZn2 = nZn = 0,01mole et

nSO2 = nCu 2 = 0,01mole car les ions sulfate n’ont pas réagi dans le mélange. 4

EXERCICE 3

1) Calcul de la masse molaire. D’après l’équation d’état des gaz parfaits, on a : PV ou n est le nombre de mole total de gaz présent dans le mélange. On a : PV  nRT  n  RT n  nO2  nA  nA  n  nO2 c'est-à-dire :

nA 

m m PV mO2 or on a nA  A  M A  A d’où en remplaçant nA on a :  MA nA RT M O2

MA 

mA PV mO2  RT M O2

2,9  58 gmol 1 0, 45  0, 4 Les formules semi-développées de l’alcane A (CnH2n+2) 58  2 M A  14n  2  n  4 14 Donc on a : C4 H10 Les formules semi-développées :

AN : M A  -

CH3  CH 2  CH 2  CH3 butane et

CH 3  CH  CH 3 2 - méthylpropane CH 3

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nA 

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2) a/ Equation de la réaction de combustion : 13 C4 H10  O2   4CO2  5H 2O 2 b/ Calculons le nombre de moles de molécules des gaz présents dans le mélange après réaction.

2,9  0, 05mol et nO 58

2

introduit

12,8  0, 4mol 32

Calculons ensuite le nombre de moles de O2 nécessaire pour la disparition totale de l’alcane A : D’après l’équation de la réaction on a :

nO2 utile 

13 13 x 0, 05 nA   0,325mol 2 2

n

n

On remarque que O2 utile < O2 introduit donc le dioxygène est en excès dans le mélange initial. Apres réaction, les gaz présents dans le mélange sont : du CO2 formé de l’O2 restant. On a :

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ECB '  EC A  WAB ( R)  WAB ( P)  WAB ( F )  WBB ' ( R ')  WBB ' ( P) WAB ( F )  WBB ' ( P)  0

Fd  mgx sin   0  F  F

mgx sin  d

10 x 10 x 2 x sin30  200 N 0,5

1 mVC2  0  Fd  mgD sin  2  Fd   VC  2   gD sin   m  VC  3,16m.s 1

1 1 mVB2  mVC2  mgD sin  2 2 2 Fd  VB VC2  2 gD sin    6,32m.s 1 m nCO2 formé  4nA  4x0,05  0, 2mol

c/ La nouvelle pression P’ Le nombre de mole total de gaz dans le mélange après la réaction est :

n '  nO2 restant  nCO2 formé  0,075  0, 2  0, 275mol

P 'V  (nO2 restant  nCO2 formé ) RT  P '  Visiter www.lescracks.com pour plus de sujets et de corrigés

(nO2 restant  nCO2 formé ) RT V


0, 275 x 8,31 x 273  62,387.103 Pa 3 10 x 10

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P' 

EXERCICE 4 : (06 pts)

R'

C

B'

R

x

F

A

P

P

h  BB 'sin   x sin 

B

1) Relation entre F, d et x sur le plan incliné Le théorème de l’énergie cinétique entre A et B’ permet d’écrire que :

ECB '  ECA  WAB ( R)  WAB ( P)  WAB ( F )  WBB ' ( R ')  WBB ' ( P)

R et P étant perpendiculaire au déplacement, AB, leurs travaux sont nuls. De même, que celui de R ' sur BB’. La variation de l’énergie cinétique étant nulle aussi, on a : WAB ( F )  WBB ' ( P)  0 soit Fd  mgx sin   0  F  mgx sin  d

2) Pour x = 2m, on obtient : 10 x 10 x 2 x sin30 F  200 N 0,5 3) Vitesse du chariot en haut des rails pour F=400N et x = D. D’apres le theoreme de l’energie cinetique, on a : Visiter www.lescracks.com pour plus de sujets et de corrigés


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1 mVC2  0  Fd  mgD sin  2  Fd   VC  2   gD sin   m  VC  3,16m.s 1

4) Vitesse du chariot dans le plan horizontal de depart. D’apres le theoreme de l’energie cinetique entre C et B, on a :

1 1 mVB2  mVC2  mgD sin  2 2 2 Fd  VB VC2  2 gD sin    6,32m.s 1 m

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Probatoire Physique chimie serie D 2002 au Togo  

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