Devoir de Contrôle N°1 - Physique - Bac Math (2009-2010) [PDF]

Zitiervorschau

Lycée 2 mars 1934 KSAR HELLAL Sc. Physiques

4éme Maths

Devoir de contrôle N°1

AMOR YOUSSEF

Durée : 2 H 28/10/2009

CHIIMIE EXERCICE N°1 (3,25 pts) On étudie la cinétique de la réaction entre l’eau oxygène H2O2 et les ions iodures I- apportés par une solution d’iodure de potassium, en milieu acide. Cette réaction est lente et totale, son équation bilan est : H2O2 + 2I- + 2H3O+ ⎯⎯ → I2 + 4H2O A la date t=0, on mélange un volume V1=90 mL d’iodure de potassium de concentration c1=0,1 mol.L-1 avec un volume V2=10 mL d’eau oxygénée de concentration c2=0,1 mol.L-1 et un volume V3 =50 mL d’acide sulfurique de concentration c3=1 mol.L-1. Le milieu réactionnel est homogène, et garde un volume constant VM=150 mL. N 0,5

1. Quand dit-on qu’une réaction est lente ? 2. a. Dresser le tableau descriptif d’évolution du système chimique. b. Calculer la valeur de l’avancement final xf. Préciser s’il existe réactif limitant ? 3. On rappelle que le temps de demi-réaction est la durée au bout de laquelle la moitié de la quantité du réactif limitant à disparue. a. En justifiant, compléter le tableau 1 en annexe b. Représenter l’allure de la courbe donnant l’évolution de l’avancement x de la transformation chimique en fonction du temps de la date t=0 à la date t= 18min → 3min ; 1cm ⎯⎯ → 0,1.10-3 mol ) ( Echelle : 2cm ⎯⎯ c. Déduire une description de l’évolution de l’avancement x au cours du temps.

C A

0,75 B 0,5 B

0,75 B 0,5

B

0,25 A

EXERCICE N°2 (3,75 pts) On réalise la bromation du méthane en phase gazeuse en présence de la lumière blanche. La réaction chimique qui modélise cette transformation est symbolisée par :

CH4(g) + Br2(g) ⎯⎯ → CH3Br(g) + HBr La figure 1 en annexe donne les courbes de l’évolution au cours du temps de la quantité de matière du méthane et du dibrome. 1. a. Donner la définition de l’avancement x d’une réaction. b. Calculer en exploitant la courbe 1 puis la courbe 2 de la figure 1 en annexe l’avancement x de la réaction à la date t= 7 min. Comparer les résultat et conclure. c. Calculer en exploitant la courbe 1 de la figure 1 en annexe, l’avancement final xf de la réaction. 2. Quel renseignement concernant les réactifs peut-on déduire à t= 15 min. Justifier. 3. a. Calculer en mol.min-1 la vitesse moyenne de la réaction entre les dates t=7min et t= 15min. b. En expliquant la méthode déterminer à partir de la courbe 2 de la figure 1 en annexe, la vitesse initiale de la réaction. c. Trouve –t-on le même résultat si l’on a utiliser la courbe 1 ? Justifier.

0,5 A 0,5 B 0,75 0,25 A

(2)

EXERCICE N°1 (7,0 pts) Dans une séance de travaux pratiques un groupe d’élève réalise le montage dont le schéma électrique est donné par la figure 1. G est un générateur électrique, R est un résistor de résistance R, et C un condensateur de capacité 2200µF initialement le condensateur déchargé. Amor YOUSSEF Devoir de contrôle n°1 – 4

eme

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C

0,5 A 0,75 B 0,5 B

K

(1)

PHYSIQUE

N

R G C

Figure 1

A l'instant t =0 on place le commutateur K sur la position (1), à l'instant t1 on bascule le commutateur dans la position (2). La même expérience est réalisée pour deux générateurs différents G1 (expérience 1) et G2 (expérience 2). La variation de la tension uC aux bornes du condensateur en fonction du temps, au cours de chaque expérience, est donnée par la courbe C1 pour G1 et par la courbe C2 pour G2 (Voir feuille annexe figure2-et figure-3-) N 1. Etude du circuit. 0,25 a. Quel phénomène physique est observé lorsque l’un des élèves place K sur la position (1) ? 0, 5 b. Retracer le schéma du montage avec K sur (1) puis choisir un sens pour le courant et flécher 0,5 les tensions aux bornes de chaque dipôle. 0,25 c. Justifier que G1 est un générateur de tension alors que G2 est un générateur de courant? d. Que se passe-t-il lorsqu'on bascule K de la position (1) à la position (2). 2. Expérience (1) Au cours de cette expérience on utilise le générateur G1. 0,25 a. Quelle est la valeur E de la f.é.m du générateur utilisé au cours de l'expérience (1) ? 0,75 b. En justifiant la méthode, montrer que R ≈ 91 KΩ. 0,25 c. Déterminer la valeur de l'instant t1, Justifier la réponse. 0,75 0, 5 d. Déterminer graphiquement la valeur algébrique de l'intensité i à t = 1600s. e. Vérifier que, pendant la durée t1, l'expression de uC en fonction du temps est de la forme uC= E(1-e-t/RC). En déduire, aux millièmes prés, la valeur de uC à l'instant t =t1. 1,5 f. Donner l'allure des courbes q(t), i(t) et uR(t), entre t =0 et t = 2400s, En précisant les valeurs particulières pour chaque courbe. 3. Expérience (2) Au cours de cette expérience on utilise le générateur G2. 0, 5 a. Sachant que I0= 10 mA (intensité débitée par le générateur de courant pendant la charge du condensateur) déterminer la valeur de l’énergie électrostatique maximale ECmax emmagasinée par le condensateur. b. Représenter l'allure de la courbe qui traduit la variation de l'intensité du courant entre t =0 et 0,5 t =2400s. 0,5 c. La tension de claquage du condensateur est de 16V. Quelle est la durée (Δt) de charge maximale supportée par le condensateur?

C A A B A

A B A C B

B

B

B B

EXERCICE N°2 (6,0 pts) Aux bornes d’un générateur de fonction délivrant une tension triangulaire de fréquence N, on monte en série un résistor de résistance R=5kΩ, une bobine d'inductance L et de résistance r négligeable et un interrupteur. 1. a. Flécher sur la figure 3 en annexe la tension uR aux bornes du résistor et ub aux bornes de la bobine. b. Ajouter sur la figure 3 en annexe de branchement de l’oscilloscope pour visualiser la tension ub sur sa voie A et la tension uR sur sa voie B. c. La touche inverse de l’une des voies A ou B doit être appuyée. En justifiant préciser cette voie. d. L’allure de quelle tension reflète celle de l’intensité du courant justifier. 2. La figure 4 en annexe donne les oscillogrammes obtenus après avoir fermé l’interrupteur K. a. L’intensité i(t) du courant électrique qui circule dans le circuit est-elle constante ? Justifier. b. La bobine est-elle siège du phénomène d’auto-induction ? Justifier ? c. Enoncer la loi de Lenz. d. En justifiant, préciser le sens du courant d’auto-induction par rapport à celui du courant débité par le générateur pendant la première demi-période, compté à partir de la gauche de l’écran. 3. a. En exploitant la figure 4 en annexe pendant l’intervalle de temps Δt=[0,800ms] - Déterminer, la valeur de la tension ub - Déterminer, l’équation numérique de la courbe représentant uR. b. Monter que la tension aux bornes de la bobine s’écrit : ub =

L duR . R dt

c. Déduire la valeur de l’inductance de la bobine. 4. L’inductance L dépend-elle de la fréquence N ? Justifier.

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N 0,5

C A

0, 5 A 0,25 A 0,25 A

0, 5

A

0,5 0, 5 0,5

A A

0,75 B

0,5

B

0,5 B 0,75 C

Feuille annexe (Feuille à remettre avec la copie) Nom et Prénom : …………………………………..

Chimie

4 Exercice n°1

3,5

Quantité de matière en 10-3 mol H2O2 II2 t=0

0

3

Courbe 1 : méthane

2,5

Temps (min)

2

t= 3min t=6min

7,5.10-1

t=9min

8,75.10-1

t=15min

Quantité de matière en 10-3 mol

Exercice n°2

0 Tableau 1

7

1,5

Courbe 2 : dibrome

1 0,5

t(min)

0 2

4

6

8

10

Figure -1Physique Exercice n°1

Figure -2-

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12

14

16

18

20

Exercice n°2 K

i L

Oscilloscope

W R

Voie A

Masse

Voie B

Figure -3-

Note : On suppose que le point O marquer sur l’écran correspond à l’origine de temps.

O

Calibres : Sensibilité verticale de la voie A : 200 mV.div-1 Sensibilité verticale de la voie B : 1V.div-1 Balayage horizontal : 0,2 ms.div-1

Figure -4-

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