[PDF] Exercices corrigés de Chimie Terminale S

Corrigés

pour aller au ciné, au bowling, faire les boutiques C’est sublime de trouver quelqu’un qui te comprend comme ça En plus, elle a un frère très sympa qui est plus âgé et qui a une voiture Alors, il nous emmène en boîte et il nous invite au restaurant Il est vrai-ment très gentil L’autre jour, il m’a offert un livre

Cahierd’exercices - LHE

Retrouver la dimension de la viscosité dynamique µ, puis celle de la viscosité ciné-matique ν = µ/ϱ, où ϱest la masse volumique du fluide SoitV une vitesse et lune longueur, identifier les combinaisons adimensionnelles parmi les suivantes:νlV, lV/ν, νV2 etV/(νl) Exercice5

Centrale Physique MP 2013 — Corrigé

propriétés microscopiques des gaz, on obtient, dans le cadre de la théorie ciné-tique, des expressions et des ordres de grandeur du champ électrique et de la tension nécessaires à la formation de l’étincelle • Le plasma formé par l’étincelle est ensuite étudié expérimentalement dans la

d’épreuve : exercices guidés, exercices d’application et

Exercices guidés Exercices d’approfondissement Problèmes de synthèse Tous les corrigés détaillés programme MÉTHODES•EXERCICES•PROBLÈMES F Bruneau M Cavelier Y Lozier M Strubel MÉTHODES EXERCICES PROBLÈMES Physique MPSI-PCSI-PTSI-9782311402254 indd Toutes les pages 24/07/15 11:51

Elle s’appelait Sarah - Kino macht Schule

dossier pédagogique / EllE S’aPPElaiT SaraH de Gilles Paquet-brenner 4 b) iNFOrmaTiONS SUr lE réaliSaTEUr Gilles Paquet-Brenner est né en 1974

Exercices corrigés de Chimie Terminale S

a été maintenue Les exercices dont seul le numéro est précisé peuvent être trouvés dans le livre de l’élève Chimie Terminale S, éditeur Bordas, 2002 En plus des exercices et de leurs corrigés, on trouvera ici les devoirs maisons, les devoirs surveillés et les bac blancs Ce livre est ainsi un outil de travail complet

Syst me d quations - Exercices de Brevet

Exercice 1 : Brevet des Collèges - Poitiers - 1981 Valérie dispose d'une somme de 100 F pour acheter des livres qu'elle choisit dans deux séries différentes A et B Si elle choisit 4 livres de la série A et 5 livres de la série B, il lui manque 3 F Si elle choisit 5 livres dans

Ravat Cyril Agrégé de Sciences Physiques, Docteur en Physique

Cinéma: membre actif du Ciné-Club de l’ENS de Cachan de 2001 à 2005, président en 2002 et 2003 Activités de recherche 2005-2008: Thèse de doctorat, en co-tutelle au LGEP (Laboratoire de Génie Électrique de Paris), Gif-Sur-Yvette et SATIE (Systèmes et Applications des Technologies de l'Information et de l'Énergie), Cachan

Conseils de lecture - Éditions Ellipses

Conseils de lecture Par où commencer votre lecture ? L’ouvrage s’adresse particulièrement aux candidats des concours de la fonction publique car il recense les diffi cultés récurrentes présentes aux

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Lycée Général et lycée des Métiers de Chamalières

Exercices corrigés de Chimie

Terminale S

Pierre-Marie Chaurand

Professeur Agrégé de Physique

Année scolaire 2006-2007

PréfaceCe livre regroupe l"ensemble des exercices donnés à mes élèves de Terminale S tronc commun, en Chimie, lors de l"année scolaire 2006-2007. La présentation a été maintenue. Les exercices dont seul le numéro est précisé peuvent être trouvés dans le livre de l"élèveChimie Terminale S, éditeur Bordas, 2002. En plus des exercices et de leurs corrigés, on trouvera ici les devoirs maisons, les devoirs surveillés et les bac blancs. Ce livre est ainsi un outil de travail complet. Un tel document existe aussi en Physique TerminaleS et en Spécialité

Physique-Chimie Terminale S.

Résoudre tous les exercicesLes exercices sont destinés à être tous résolus. Ils sont d"un niveau facile à moyen. Il ne m"a pas été possiblepour l"instant d"intégrer des exercices d"un niveau plus élevé. Il ne s"agit donc pas d"un doivent se tourner vers d"autres références plus complètes, et les plus faibles se mettre au travail dèsmaintenant avec les exercicesque je proposesanschercher plus loin. Un travail sur l"annéeJe me suis efforcé de me limiter, sur chaque chapitre, à septexercices, ce qui aboutit enChimie à environ90 exercices surl"ensemble de l"année, pour les 13 chapitres, correspondants à 13 semaines de travail. L"élève se retrouve donc avec un exercice par jour. Des questionsLes questions, généralement aussi au nombre de sept par cha- pitre, sont là uniquement en guise de simple détente ou pour relever un peu le débat, quand il ne s"agit pas de simples rappels de cours. Je souhaite à tous mes lecteurs une brillante réussite dans leurs projets. Je serais heureux de recevoir de votre part des commentaires etdes signalements d"erreurs.

M. Chaurand

ii

Table des matièresI Énoncés1

II Corrigés29

III Devoirs à la maison61

IV Devoirs surveillés67

V Bacs blancs97

iii iv

Première partie

Énoncés

1 3

Chapitre 1

Transformations lentes ou rapides

R´evision etR´esum´e

Demi-équationFormegénérale d"unedemi-équation

électronique :

Ox+ne-=Réd

Reportez-vous à la méthode distribuée en cours quant à la manière d"équilibrer une demi-

équation.

Équations d"oxydoréductionVous devez être ca- pable d"écrire rapidement et surtout sans er- reur l"équation d"oxydoréduction associée à une transformation chimique. Oxydants et réducteursVous devez être capable d"identifier un oxyd ant (=une espèce capablede c apter un électron) et un réducteur (=une espèce capable de c

éder un électron).

Dans une équation, vous devez savoir trouver

les deux couples mis en jeux. Facteurs cinétiquesLa température et la concentra- tion sont, parmi d"autres, deux facteurs ciné- tiques,i. e.leur augmentation s"accompagneen générald"une augmentation de la vitesse de ré- action. À partir de résultats expérimentaux (courbes, concentrations, etc.), vous devez être capable d"identifier l"effet de l"un ou de l"autre de ces deux facteurs cinétiques.

Mots cl´es

Oxydant

RéducteurCouple rédox1/2-équationÉquation rédoxFacteurs cinétiques

Exercices

N"oubliez pas les très importants exercices résolus pages 37 et 38

Révisions d'oxydoréduction

1.1Équations de réactions

Soient les couples Ox/Réd :

•ion peroxodisulfate/ion sulfate :

(S 2O2-

8(aq)/SO2-

4(aq))

•ion tétrathionate/ion thiosulfate :

(S 4O2-

6(aq)/S2O2-

3(aq))

•diiode/ion iodure :

(I

2(aq)/I-(aq))

a.On verse une solution de diiode dans une solu- tion dethiosulfate de sodium(photo degauche). La solution de diiode est très rapidement décolorée. Écrire l"équation de la réaction d"oxydoréduction qui s"effectue. Expliquer la décoloration. b.On verse une solution de peroxodisulfate de po- tassium dans une solution d"iodure de potassium (photo de droite). Une coloration brune apparaît lentement. Écrire l"équation de la réaction d"oxydo- réduction qui s"effectue. Expliquer la coloration. 1.2

Reconnaître un oxydant et un réducteur

L"appelationeau-fortevientdu

nomdonnéparlesalchimistes

àl"acide nitriquediluéàl"eau.

Lesaquafortistesutilisent cette

solution pour graver sur des plaques de cuivre.

Réaction entre l"acide nitrique et le cuivre :

2NO-3(aq)+8H+(aq)+3Cu(s)

=3Cu2+(aq)+4H2O(?)+2NO(g) a.Cette réaction est-elle une réaction d"oxydoréduc- tion? Justifier. b.Quels sont les couples oxydant/réducteur mis en c.Identifier l"oxydant et le réducteur qui réagissent.

4Facteurs cinétiques

1.3No20 p. 40 : Influence de la température

1.4

Facteurs cinétiques

On reprends l"étude de la réaction d"oxydation des ions iodure par les ions peroxodisulfate, telle que vue dans l"exercice1.1. On réalise des mélanges de diffé- rentes concentrations en réactifs, à différentes tempé- ratures, tel qu"indiqué dans le tableau ci-dessous : N omélange 123
[S2O2-

8(aq)] (mmol.L-1)102010

[I (aq)] (mmol.L-1)

204020

Température (

oC)

181833a.À une même date depuis le début des expériences,

que peut-onprévoirsurla colorationobservéedans les béchers 1 et 2 d"une part, 1 et 3 d"autre part?

Justifier la réponse.

b.Parmis les méthodes suivantes, indiquer celles qui de la réaction : - pH-métrie; - conductimétrie; - colorimétrie; - mesure de volume gazeux.

Probl`emes

Oxydoréduction

1.5No24 p. 42 : Facteur limitant

1.6No23 p. 41 : Dismutation

1.7No19 p. 40 : Un dosage rédox

Cinétique

1.8No25 p. 42 : Visualisation évolution cinétique

1.9

Liqueur de Fehling

Dans 5 mL de liqueur de Fehling, on introduit 1 mL d"éthanal CH

3CHO(aq). On répartit le mélange dans

deux tubes à essais. On chauffe doucement l"un des tube, aucune réaction n"est détectable. a.Quel groupe caractéristique a-t-on mis en évi- dence? b.Quel est le facteur cinétique étudié? On recommence l"expérience précédente, mais cette

fois on prépare cinq tubes à essais identiques aux pré-cédents, plus un sixième tube témoin sans éthanal.On plonge un tube dans la glace, puis, toutes les dixminutes, on plonge un nouveau tube dans la glace,jusqu"à la fin de l"expérience au bout de quarante mi-nutes. On obtient un dégradé de couleurs du bleu aurouge, en passant par le vert.

c.Expliquez. Quel est le facteur cinétique étudié? 5

Chapitre 2

Vitesse de réaction

R´evision etR´esum´e

VitesseLavitessevd"une réaction dont l"avancement est notéx, de volume réactionnelV, est donnée par : v=1 Vdxdt Temps de 1/2 réaction Le temps de demi-réaction est

le temps au bout duquel la moitié de la quantitéde réactif limitant à disparu.En notantxmaxl"avancement maximal de la ré-

action, ett1/2le temps de demi-réaction, l"avan- cement de réactionxau tempst1/2est : x ?t

1/2?=xmax

2

Questions

Q1Peut-on considérer qu"une réaction est terminée

à la datet=2×t1/2?

Q2

Pourquoi ne peut-on pas dire que le temps de

demi-réaction est le temps au bout duquel la concen-tration des réactifs a été divisée par deux?

Q3 Décrire une méthode permettant d"évaluer la vi- permettant de déterminer le temps de demi-réaction.

Exercices

N"omettez pas l"exercice résolu page 56 du livre.

2.1No9 p. 57

2.2

No10 p. 57 : QCM

2.3

Dismutation de l"ion thiosulfate

L"ion thiosulfate S

2O2-

3réagit avec les ions H+pour se

transformer en soufre, solide de couleur jaune, et en dioxyde de soufre, selon l"équation : S 2O2-

3(aq)+2H+(aq)-→S(s)+SO2(aq)+H2O(?)

Cette équation est très belle à montrer, car la solution initialement incolore et limpide, s"opacifie d"un blanc- jaune laiteux caractéristique. Exigez de votre profes- seur qu"il vous la montre!

On mélange, à 25

oC, 40 mL de solution de thiosul- fate de sodium de concentration 0,50 mol.L -1et 10 mL d"acide chlorhydrique de concentration 5,0 mol.L -1, puis on détermine la quantité de matièrenSde soufre formé en fonction du temps. La courbe donnantnSen fonction du temps est donnée ci-dessous. nS(mol) t(min) 0,02 0,01 0 12345
a.Construire le tableau d"avancement du système, et justifier la limite atteinte parnS. b.Définir la vitesse de cette réaction. La calculer aux datest=0 ett=2 min. Justifier la variation de la vitesse.

c.On recommence l"expérience en changeant seule-ment la concentration de l"acide chlorhydrique,maintenant à 3,0 mol.L-1. Lavaleur limite denSest-

elle modifiée? Les valeurs des vitesses sont telles modifiées? Justifier les réponses.

Probl`emes

2.4No15 p. 60 : Déterminer une vitesse de réaction

volumique

2.5Spéléologie

Des spéléologues doivent faire l"exploration d"une grotte où ils risquent de rencontrer des nappes de di-oxyde de carbone CO

2. À teneur élevée, ce gaz peut

entraîner des évanouissements et même la mort, car il bloque les voies respiratoires. Le dioxyde de carbone est formé par action des eaux de ruissellement acides sur le carbonate de calcium

6CaCO3présent dans les roches calcaires :

CaCO

3(s)+2H+(aq)

Ca2+(aq)+CO2(g)+3H2O(?)

on réalise à la datet=0 s le mélange de 2,0 g carbo- nate de calcium CaCO

3(s)avecVS=100 mL d"acide

chlorhydrique (H

3O+(aq)+C?-

(aq)) à 0,1 mol.L-1. Le di- oxyde de carbone formé est recueilli, par déplacement

d"eau, dans une éprouvette graduée. Le volumeVCO2dedioxydedecarbonedégagéenfonctiondutempsestdonnéparletableau ci-dessous.Lapressiondugazestégale à la pressionatmosphériquePatm=1,020·105Pa.

t(s)020406080100120140160

VCO2(mL)02949637279848993

t(s)180200220240260280300

VCO2(mL)97100103106109111113

t(s)320340360380400420440

VCO2(mL)115117118119120120121

Données:

•Température au moment de l"expérience : 25oC soit

T=298 K;

•Constante des gaz parfaits :R=8,314 S.I.;

•Massesmolaires, eng.mol-1:M(C)=12;M(H)=1;

M(O)=16;M(Ca)=40;

•Densité d"un gaz par rapport à l"air :

d=M 29

oùMest la masse molaire du gaz.1.Calculer la densité du dioxyde de carboneCO2(g)par rapport à l"air. Dans quelles parties de

la grotte est-il susceptible de s"accumuler?

2.Déterminer les quantités de matières initiales dechacun des réactifs.

3.Dresser le tableau d"avancement de la réaction. Endéduire la valeurxmaxde l"avancement maximum.

Quel est le réactif limitant?

4. a.Exprimerl"avancementxàunedatetenfonction

deVCO2,T,PatmetR. Calculer sa valeur numé- rique à la datet=20 s. b.Calculer le volume maximum de gaz suscep- tible d"être recueilli dans les conditions de l"ex- périence.

5.Onacalculé lesvaleursdel"avancementxetreporté

les résultats sur le graphe ci-dessous. a.Donner l"expression de la vitesse volumique de réaction en fonction de l"avancementxet du vo- lumeVde solution. b.Comment varie la vitesse volumique au cours du temps? Justifier à l"aide du graphe. c.Définir le temps de demi-réactiont1/2. Déter- miner graphiquement sa valeur sur le graphe donné.

6.La température de la grotte à explorerest inférieureà 25oC.

a.Quel est l"effet de cet abaissement de tempéra- ture sur la vitesse volumique de réaction à la datet=0 s? b.Tracer, sur le graphe ci-avant, l"allure de l"évolu- tion de l"avancement en fonction du temps dans ce cas.

0 1 2 3 4

012345x(×10-3mol)

t(×102s) 7

Chapitre 3

La spectrophotométrie, pour l"étude d"une réac- tion lente

R´evision etR´esum´e

Couleur d"une solutionUne solution est colorée si elle absorbe une partie des radiations de la lu- complémentaire de la couleur absorbée. rouge vert700 nm530 nm violet jaune380 nm590 nm orangé bleu620 nm480 nm Le spectrophotomètreIl est basé sur l"absorbtion de la lumière par une solution limpide contenant des espèces colorées. Il permet de mesurer une grandeurAappelée absorbance, donnée par la relation :

A=logI0

I oùI0est l"intensité lumineuse incidente,Il"in- tensité lumineuse transmise par l"échantillon, et log le logarithme décimal. I0I

Solution

Loi de Beer-LambertÀ une longueur d"ondeλdon- née, la relation entre l"absorbanceAd"une solu- tion et sa concentrationcen espèce colorée est donnée par :

A=ε?c

oùεest le coefficient d"extinction molaire, ty- de solution traversée par le faisceau lumineux. On a ainsi, dans l"hypothèse de concentrationsfaibles, proportionnalité entre l"absorbanceAet la concentrationcen espèce colorée : A=kc Méthodes de suivi d"une réactionOn utilise : •Un manomètre lorsque la réaction s"accom-pagne d"un dégagement de gaz; •unconductimètrelorsquelaréactionfait inter-venir des ions; •unpH-mètre lorsquela réactionfait intervenirdes ions H+(aq); •Un spectrophotomètre lorsque la réaction faitintervenir une espèce colorée. Titrage à l"aide d"un spectrophotomètreÉtapes :

•On trace le spectre

d"absorbtion, courbe

A=f(λ) d"une solution

contenant l"espèce colorée, et on re- cherche la longueur d"ondeλmaxcorres- pondant au maximum d"absorption. A Amax max0

•À partir de solutions

étalons de concentra-

tions connues, on me- sure l"absorbance de chaque solution et on trace la droite d"étalon- nageA=f(c) pour la longueur d"ondeλmax. c A AS c S0

•On mesure alors l"absorbanceASde la solution

inconnue, et onendéduitsa concentrationcSpar lecture graphique sur la droite d"étalonnage ci- dessus.

Mots cl´es

Méthodes de suivi Spectrophotométrie Absorbance Loi de Beer-Lambert 8

Questions

Q1Vrai ou faux : Une solution qui présente une

couleur violette (magenta) absorbe dans le jaune. Q2

Vrai ou faux : Une solution qui présente une

couleur bleue (cyan) absorbe dans le rouge. Q3 Pourunesolutionsuffisammentdiluée,commentvarie l"absorbanceAd"une solution en fonction de la concentrationcd"un soluté coloré? Q4 Présenter les différentes opérations à réaliser pour déterminer la concentration d"une solution co- lorée. Q5

No8 p. 75

Exercices

N"oubliez pas l"exercice résolu page 74 du livre de Chimie.

Couleurs des solutions

3.1No11 p. 75 : Expliquer la couleur d"une solution

3.2

No12 p. 75 : Retrouver la couleur d"une solution

Loi de Beer-Lambert

3.3

Absorbance d"une solution de permanganate de

potassium a.On travaille à une longueur d"ondeλconstante et avec unecuve delongueur?=1,0cm.Queltypede relation existe-t-il entre l"absorbanceAet la concen- tration molairecde la solution? Préciser les unités. b.À 540 nm, l"absorbance d"une solution de perman- ganate de potassium de concentrationc=5,0× 10 -4mol.L-1vautA=0,93. Quelle est l"absorbance d"une solution de permanganate de potassium de concentrationc?=8,0×10-4mol.L-1? 3.4

Coefficient d"extinction molaire d"une solution

de sulfate de cuivre La couleur d"une solution de sulfate de cuivre est due

à la présence d"ions [Cu(H

2O)6]2+(aq).

Une solution aqueuse de sulfate de cuivre (II) est pla- cée dans une cuve de 1,0 cm de longueur. Le tableau ci-dessous regroupe quelques mesures d"absorbance à différentes longueurs d"onde pour une solution de concentration molairec=2,0×10-2mol.L-1.

λ(nm)600650700750800

A0,200,551,151,901,70

a.Compléter le tableau. b.Que peut-on conclure?

Spectrophotométrie

3.5No15 p. 75 : Action del"eau oxygénée sur les ions

iodure

3.6Spectrophotométrie

2O2-

8(aq)+2I-(aq)-→2SO2-

4(aq)+I2(aq)

Je vous précise que la seule espèce colorée, absorbant pour la longueur d"onde choisie, est le diiode I

2(aq).

Toute la solution est placée dans la cuve du spectro- des mesures est regroupée dans le tableau ci-dessous. t(min)05101520

A00,500,750,901,00

c(mol.L-1) n(mol) v(...) A=k×c, aveck=1000 L.mol-1lors del"expérience présente. Complétez la troisième ligne du tableau. b.Indiquez la relation entre la concentrationcenquotesdbs_dbs9.pdfusesText_15