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nouveaux programmes de lycée lévaluation en sciences physiques
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Des devoirs évalués par compétences
Dans cet exercice nous allons étudier le noyau de l'atome d'hélium 4He
AcadĠmie d'OrlĠans-TourV MeV TevoirV évaluéV par compéWenceV 1
Des devoirs évalués par compétences
DESCRIPTIŃ MU SUJNT
Objectif Proposer un devoir évalué par bilan de compétences. Niveau concerné Seconde - thème (" La santé »).Compétences
exigibles au B.O.Principe actif, excipient, formulation.
Espèces chimiques naturelles et synthétiques. Caractéristiques physiques d'une espèce chimique : aspect, température de fusion,Formules et modèles moléculaires.
Formules développées et semi-développées.Isomérie.
Groupes caractéristiques.
Système chimique ; réaction chimique.
Écriture symbolique de la réaction chimique : équation de la réaction chimique.Compétences
évaluées
Cette épreuve permet d'évaluer les compétences de la démarche scientifique :Connaître (RCO)
S'approprier (APP)
Analyser (ANA)
Réaliser (REA)
Valider (VAL)
Communiquer (COM)
Devoir prévu pour une évaluation sommative sur 20 points d'une durĠe de 1 h. L'Ġǀaluation nĠcessite l'utilisation de la feuille de calcul au format tableur correspondante.Remarques
La compétence communiquer (COM) est ĠǀaluĠe globalement sur l'ensemble du deǀoiravec comme critères observables : présenter les résultats de manière adaptée (chiffres
scientifique adapté. Auteur Véronique RENARD-MALARD - Lycée Choiseul - Tours (37)AcadĠmie d'OrlĠans-TourV MeV TevoirV évaluéV par compéWenceV 2
ÉNONCÉ
L'usage des calculatrices est autorisé XX/XX/201X
DS de physique-chimie
NOTE :
RCOA B C D
APPA B C D
ANAA B C D
REAA B C D
VALA B C D
COMA B C D
Vous soignerez la prĠsentation et l'orthographe de ǀotre copie, ǀous rĠdigerez des phrases pour
répondre aux queVWionV poVéeV eW vouV veillereY à garTer un nombre Te cUiffreV VignificaWifV coUérenWV.
Chez l'homme, la caféine agit comme stimulant du système nerveux central et du système cardio-vaVculaireH
TiminuanW la Vomnolence eW augmenWanW lGaWWenWion WemporairemenW. MeV boiVVonV WrèV populaireV conWiennenW
Te la caféine J café ou WUéH cerWainV VoTaV eW boiVVonV énergiVanWeV à baVe Te TérivéV Te la noix Te kola qui en
conWienW Te granTeV quanWiWéV. Le cacao conVommé Te TiverVeV manièreV en conWienW auVVi un peu. La caféine eVW
uWiliVée égalemenW TanV un buW méTical pour réTuire la faWigue pUyVique eW reVWaurer la vigilance quanT une
faibleVVe ou une Vomnolence inUabiWuelle Ve proTuiW. http://fr.wikipedia.org/wiki/CaféineLe paracétamol est le médicament le pluV preVcriW en Ńrance J leV WroiV méTicamenWV leV pluV preVcriWV VonW WouV à
Te nGavoir que WrèV raremenW TeV effeWV inTéVirableV Vérieux lorVquGil eVW uWiliVé à la poVologie recommanTée. Nn
caV Te VurToVageH le paracéWamol eVW WrèV Woxique pour le foie. Nxercice 1 J LeV boiVVonV énergiVanWeV (Vur 5 pWV) La caféine, présente dans de nombreuses boissons énergiVanWeV uWiliVéeV par leV VporWifVH Ve Wrouve à l'Ġtat naturel dans les graines de cafĠier. Nlle fuW VynWUéWiVée pour la première foiV à la fin Tu yIye siğcle par un chimiste allemand ă partir d'acide malonique (dont la formule brute est J C3H4O4).Questions J
1. La caféine obtenue par le chimiste allemand est-elle une eVpèce cUimique naWurelleH VynWUéWique ou
arWificielle ? JuVWifier. (APP)2. En tenant compte du modğle molĠculaire, donner la ǀalence de l'atome de carbone. Justifier. (ANA)
Modèle moléculaire de
AcadĠmie d'OrlĠans-TourV MeV TevoirV évaluéV par compéWenceV 3
Exercice 2 J Le ClaraTol® (Vur 7 pWV)
QueVWionV J
1. Nommer le (ou leV) principe(V) acWif(V) préVenW(V) TanV le ClaraTol®. (APP)
2. Repérer une espèce chimique naturelle présente dans le Claradol®. (APP)
3. Le Claradol® est un méTicamenW preVcriW pour luWWer conWre la fièvre. Monner la claVVe pUarmaco-
4. Identifier le(s) groupe(s) caractéristiques présent(s) sur la molécule de paracétamol. (ANA)
5. Donner la formule brute Te la molécule " A ». (RNA)
6. Justifier que la molécule " A » eVW un iVomère Tu paracéWamol. (ANA)
7. Le laboratoire pharmaceutique pourrait-il enviVager Te remplacer le paracéWamol par la molécule " A »
AcadĠmie d'OrlĠans-TourV MeV TevoirV évaluéV par compéWenceV 4
Exercice 3 J Le WUé (Vur 5 pWV)ConWrairemenW à cerWaineV iTéeV reçueVH le WUé conWienW bien Te la caféine. La caféineH préVenWe
TanV cerWainV méTicamenWV ou TanV cerWaineV boiVVonV énergiVanWeVH peuW êWre exWraiWe TeV feuilleV Te WUé. Doc.1 ͗ Protocole edžpĠrimental d'edžtraction de la caféine contenue dans le thé- NWape 1 ͗ introduire les feuilles de thĠ dans de l'eau froide, faire bouillir afin d'edžtraire la cafĠine des feuilleV
Te WUé ; laiVVer refroiTir ceWWe pUaVe aqueuVe ;- NWape 2 J réaliVer une Teuxième exWracWion Te la caféine TeV feuilleV Te WUé en uWiliVanW un VolvanW exWracWeur J
le TicUloroméWUane ;- NWape 3 J réaliVer une filWraWion pour Véparer leV feuilleV Te WUé TeV Teux VolvanWV ; récupérer le
filWraW (contenant la cafĠine edžtraite, l'eau froide et le dichloromĠthane) ; - NWape 4 J verVer ce filWraW TanV une ampoule à TécanWer.EAU DICHLOROMETHANE
Tébullition (°C) 100 340
Solubilité de la caféine à 25°C (g.L-1) 22 142 Solubilité de la caféine à 80°C (g.L-1) 180 TrèV WrèV élevéeDensité 1H00 1H33
Masse volumique (g.mL-1) 1H00 1H33
MiscibilitĠ aǀec l'eau - Non miVcible
QuestionV J
TécocWion. JuVWifier. (APP)
3. La phase infĠrieure dans l'ampoule est-elle la pUaVe aqueuVe ou la pUaVe organique ? JuVWifier. (ANA)
5. A l'aide d'une analyse dimensionnelle, choisir la relation correcte entre la masse volumique du
TicUloroméWUaneH Va maVVe eW Von volume J (RNA)N°1 N°2 N°3
6. Calculer le volume de dichlorométhane utilisé si sa masse est m = 20,0 g. (ANA eW RNA)
AcadĠmie d'OrlĠans-TourV MeV TevoirV évaluéV par compéWenceV 5
Exercice 4 J La VynWUèVe Tu paracéWamol (Vur 4 pWV)
Le paracétamol fut synthétisé pour la première fois en 1878 par Harmon Northrop Morse. Depuis, sa synthèse a
Protocole expérimental (simplifié) de la synthèse Tu paracéWamol J" SouV la UoWWeH muni Te ganWV eW Te luneWWeVH on réaliVe le mélange réacWionnel VuivanW J TanV un ballon à fonT
ronTH on inWroTuiW 2H72 g Te 4-aminopUénol et enǀiron 3,50 mL d'anhydride acétique. On ajouWe enVuiWe quelqueV
grains de pierre ponce dans le ballon. On met en route la circulation de l'eau dans le rĠfrigĠrant puis on branche le
chauffe-ballon TuranW une vingWaine Te minuWeV. A l'issue de cette synthğse, il se forme Ġgalement de l'acide
acétique.»Questions J
1. Citer l'intĠrġt de chauffer ă refludž. (RCO)
2. Donner le rôle des grains de pierre ponce. (RCO)
3. On donne les montages ci-TeVVouVH lequel fauW-il cUoiVir afin Te réaliVer la VynWUèVe TécriWe ci-TeVVuV ? JuVWifier
le cUoix opéré. (ANA)4. Nommer les réactifs et les produits de cette synthèse. (ANA)
C6H7ON + C4H6O3 ї C8H9O2N + C2H4O2 Ńe + O2 ї Fe3O4 C2H6O + O2 ї CO2 + H2AcadĠmie d'OrlĠans-TourV MeV TevoirV évaluéV par compéWenceV 6
Présentation de la démarche suivie pour évaluer ce devoirEvaluation des exercices J
Les compétences évaluées dans ce devoir sont celles présentées dans la grille " sujet d'Ġcrit au baccalaurĠat ».
Pour cUaque exerciceH leV queVWionV onW éWé regroupéeV par TomaineV Te compéWenceV eW organiVéeV Te façon à
évaluer globalemenW cUaque Tomaine TanV une progreVVion qui VuiW le cUeminemenW Te la TémarcUe VcienWifique.
Pour évaluer cUaque exercice par compéWenceVH il fauW renVeigner un Wableau conVWruiW Vur le moTèle TeV Wableaux
uWiliVéV pour la noWaWion TeV réVoluWionV Te problèmeV VcienWifiqueV en Terminale S. On a conVWruiW un Wableau par
exercice. CUaque Wableau reprenT leV TomaineV Te compéWenceV mobiliVéV. Pour cUacunH on a TéWaillé leV criWèreV
Pour cUaque Tomaine Te compéWenceVH on cUoiViW enVuiWe un poiTV. IciH pour cUaque exerciceH on a cUoiVi TeV
poiTV TonW la Vomme correVponT au nombre Te poinWV inTiquĠs sur l'ĠnoncĠ. On est bien Ġǀidemment libre de
procéder autrement.Ce Wableau eVW un ouWil Tu profeVVeur qui peuW êWre communiqué aux élèveV. Cela leur permeWWra Te meVurer
finemenW leurV acquiV. On peuW faire auVVi le cUoix Te ne paV le Tonner eW Te Ve conWenWer Te WranVmeWWre bilan Te
compéWenceV éWabli Vur leV 4 exerciceV qui figure TanV le banTeau. TouW TépenT Te la VWraWégie pourVuivie par le
profeVVeur. Transformation du bilan de compétences en note chiffrée JL'évaluation de ce devoir peut trèV bien VGarrêWer au bilan Te compéWenceV ; cepenTanWH Vi on VouUaiWe renTre
aux élèveV une noWe Vur 20H alorV on procéTera comme il VuiW.Le tableau rempli, on complète la feuille de calcul correspondante (tableur). On commence par choisir le nombre
Te poinWV Vur lequel on veuW noWer ceW exercice TanV la cellule I1 (ici noWaWion Vur 20 poinWV). On cUoiViW enVuiWe
d'affecter les points pour les niǀeaudž atteints en complĠtant les cellules K6 ă K9 ͗ par edžemple, 3 points pour le
On renVeigne alorV leV compéWenceV évaluéeV (elleV figurenW en jaune Vur la feuille Te calculV aToVVée à ce Tevoir ;
leV auWreV compéWenceV onW éWé laiVVéeV pour permeWWre une aTapWaWion faciliWée Te ceWWe feuille à un auWre Tevoir)
ainVi que leurV poiTV reVpecWifV. IciH le Tomaine " communiquer » avec comme criWèreVH la préVenWaWion TeV
réVulWaWV avec un nombre Te cUiffreV VignificaWifV coUérenW ou la qualiWé Te la réTacWion eVW évalué globalemenW Vur
globale du domaine).Il reVWe à placer leV croix TanV leV colonneV reVpecWiveV. On obWienW alorV auWomaWiquemenW une noWe cUiffrée que
l'on peut arrondir au point ou au demi-poinW ainVi que le bilan Te compéWenceV Tu Tevoir (aprèV avoir paraméWré
leV celluleV inTiquanW leV pourcenWageV limiWeV).AcadĠmie d'OrlĠans-TourV MeV TevoirV évaluéV par compéWenceV 7
Correction du DS par compéWenceV
Nxercice 1 J
chimiques.2. Le carbone est un atome tétravalent J il éWabliW 4 liaiVonV.
3. Formule Téveloppée Te l'acide maloniqueJ
CCC O O O OH H HH CCH2C O OH O OHExercice 2 J
1. Le Claradol® contient du paracétamol et de la caféine (principes actifs).
3. Le Claradol® est un médicament utilisé pour lutter contre la fièvre (propriéWé anWipyréWique). Cela eVW inTiqué
TanV leV inTicaWionV WUérapeuWiqueV.
4. Le paracétamol contient les groupes hydroxyle et amide.
5. La molécule A a pour formule brute C8H9O2N.
6. Le paracétamol a égalemenW pour formule bruWe C8H9O2N. La molécule A esW Tonc un iVomère Te conVWiWuWion
du paracĠtamol, c'est-à-Tire une molécule ayanW la même formule bruWe maiV TeV formuleV TéveloppéeV
TifférenWeV.
7. On ne peut pas remplacer le paracĠtamol par la molĠcule A dans le mĠdicament car ces deudž molĠcules n'ont
pas leV mêmeV propriéWéV WUérapeuWiqueV Tu faiW Te leurV conVWiWuWionV TifférenWeV (elles n'ont ni la mġme
structure, ni les mêmes groupes caractéristiques).Nxercice 3 J
1. La mĠthode utilisĠe est une dĠcoction car on introduit les feuilles d'abord dans l'eau froide et on porte
enVuiWe le mélange à ébulliWion.2. Le dichloromĠthane n'est pas miscible aǀec l'eau ͗ il se forme deudž phases dans l'ampoule ă dĠcanter (une
pUaVe organique eW une pUaVe aqueuVe).ViWuée VouV la pUaVe aqueuVe.
aqueuVe) au TicUloroméWUane (pUaVe organique).5. Dans le tableau, la maVVe volumique eVW exprimée en g.mL-1. Le g est l'unitĠ de la masse et le mL l'unitĠ du
volume J la formule correcWe eVW Tonc la 1 car le rapporW eVW bien exprimé en g.mL-1.6. On a
Tonc (avec 2 cUiffreV VignificaWifV).Exercice 4 J
1. Le chauffage à reflux permet de chauffer le mélange réactionnel en évitant les pertes ; le réfrigéranW permeW en
2. Les grains de pierre ponce permettent d'agiter le contenu du ballon pendant le chauffage.
3. Le montage qui convient est le montage C car il comporte un chauffe-ballonH un réfrigéranW à eau
correctement branchĠ ă l'arriǀĠe d'eau. Le montage A ne conǀient pas (montage de distillation).
AcadĠmie d'OrlĠans-TourV MeV TevoirV évaluéV par compéWenceV 8
Tableau à compléter pour cUaque élève JDans le cadre d'une pédagogie de contrat, il est important de rendre aux élèves un bilan détaillé concernanW leurV
acquiV eW leV TomaineV TanV leVquelV ilV onW eu TeV TifficulWéV ; le Wableau qui VuiW eVW une façon TGéWablir ce bilan.
Compétences évaluées Poids Critère de réussite correspondant au niveau A A B C DExercice 1
S'approprier (APP)
Mobiliser ses connaissances. Extraire
l'information utile. 1 Extraire les informations du texte pour identifier que la caféine obtenue est une molécule synthétique et justifier la rĠponse ă l'aide de la dĠfinition.Analyser (ANA)
Organiser et exploiter ses
connaissances et les informations extraites.1 Retrouver la valence du carbone.
Réaliser (REA)
Utiliser un modèle théorique.
Effectuer des procédures courantes
(calculs numériques, tracé de vecteurs). 3 Donner la formule dĠǀeloppĠe de l'acide malonique.Exercice 2
S'approprier (APP)
Mobiliser ses connaissances. Extraire
l'information utile. 2Identifier les principes actifs du Claradol®.
Identifier une espèce chimique naturelle présente dans leClaradol®.
antipyrétique.Analyser (ANA)
Organiser et exploiter ses
connaissances et les informations extraites. 2 Identifier les groupes caractéristiques présents dans le paracétamol. Justifier que la molécule A est un isomère du paracétamol.Réaliser (REA)
Utiliser un modèle théorique.
Effectuer des calculs littéraux ou
numériques.1 Donner la formule brute du paracétamol.
Valider (VAL)
Discuter de la ǀaliditĠ d'une
hypothèse. la molécule A dans le médicament.Exercice
3S'approprier (APP)
Mobiliser ses connaissances. Extraire
l'information utile. 0,5 Identifier la méthode d'edžtraction utilisĠe parmi les trois citées en justifiant sa réponse avec des éléments de l'ĠnoncĠ.Analyser (ANA)
Organiser et exploiter ses
connaissances et les informations extraites. 3 Justifier l'edžistence de deudž phases en edžploitant les données du tableau (liquides non miscibles entre eux). Identifier la phase inférieure en en exploitant les données du tableau (densités). Identifier la phase contenant la caféine en en exploitant les données du tableau (solubilités).Transformer la formule pour exprimer le volume.
Réaliser (REA)
Effectuer une analyse
dimensionnelle.Effectuer des calculs littéraux ou
numériques. 1,5 Réaliser une analyse dimensionnelle pour retrouver la formule correcte. Mener les calculs techniquement justes en maîtrisant les unités.Connaître (RCO)
Restituer des connaissances. 1,5 Citer l'intĠrġt du chauffage ă refludž.Donner le rôle des grains de pierre ponce.
Analyser (ANA)
Organiser et exploiter ses
connaissances et les informations extraites. 2,5 Identifier le montage correct en justifiant le choix avec les donnĠes du tedžte et en s'appuyant sur ses connaissances. Identifier les réactifs et les produits de cette synthèse.Réaliser (REA)
Effectuer une procédure courante. bonus Equilibrer une équation chimique.Bilan sur 20 :
AcadĠmie d'OrlĠans-TourV MeV TevoirV évaluéV par compéWenceV 9
On utilise ensuite la feuille de calcul Excel qui génère automatiquement la note en fonction du
poViWionnemenW pour cUaque Tomaine Te compéWenceV J NomPrénom
Compétence Coefficient Niveau validé
A B C D
Exercice 1
RCO 0S'approprier 1 x
Analyser 1 x
Réaliser 3 x
Valider 0
Communiquer 0
Exercice 2
RCO 0S'approprier 2 x
Analyser 2 x
Réaliser 1 x
Valider 1 x
Communiquer 0
Exercice 3
RCO 0S'approprier 0,5 x
Analyser 3 x
Réaliser 1,5 x
Valider 0
Communiquer 0
Exercice 4
RCO 1,5 x
S'approprier 0
Analyser 2,5 x
Réaliser (bonus) 0
Valider 0
Communiquer 0
Communiquer Eval. globale 1 x
Somme coeff. 21
Note max 63
Note brute 42,5
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