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1 CHIMIE (7 pts) EXERCICE N°1(4points) A un instant t=0, on réalise un système

1 CHIMIE (7 pts) EXERCICE N°1(4points) A un instant t=0, on réalise un système chimique en mélangeant en milieu acide un volume V1=50 mL d'une solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène (eau oxygénée) H2O2 de concentration C1 avec un volume V2=V1 d'une solution aqueuse de tartrate de sodium 2Na+ + C4H4O6 2- de concentration C2 Avec le temps, un dégagement gazeux prend naissance et le système est le siège d'une réaction chimique modélisé par l'équation: a H2O2 + C4H4O6 2- + 2 H3O+ → 10 H2O + b CO2 La courbe de la figure -2-ci-dessous représente les variations de la quantité de matière des ions C4H4O6 2- au cours du temps. les courbes (I) et (II) de la figure-1- ci-dessous représentes la variation de la quantité de matière n(CO2) respectivement en fonction de n(C4H4O6 2- ) et n(H2O2). 1) Dresser le tableau descriptif d’évolution de système. 2) En utilisant la courbe de la figure-1- a- Déterminer les coefficients stœchiométriques a et b. b- Montrer que la quantité de matière initiale de tartrate de sodium n0(C4H4O6 2-)=4.10-2mol. 3) Sans faire de calcul, préciser le réactif limitant. 4) a- Montrer que l'avancement final de cette réaction vaut: xf= 3. 10-2 mol. En déduire C2. b- Déduire la valeur de C1 5) Définir le temps de demi-réaction t1/2 et déterminer sa valeur. 6) sur la courbe de la figure -2- représenter l’allure de la variation de da la quantité de matière n(CO2)=f(t). 7) a- Déterminer la valeur de la vitesse volumique moyenne V1Vmoy (t0,t1)entre l’instant de date t0 =0s et l’instant t1 =30mn b- Montrer que la vitesse volumique instantané est donner par la relation VV(t) = - d[C4H4O6 2-] dt . Calculer sa valeur V2V à l’instant t2=10mn c- comparer V1Vmoy(t0 ; t1) et V2V . Conclure EXERCICE N°2 (3points) On mélange un volume V1=10mL d’une solution d’iodure de potassium (K++I-) de concentration C1=0,8mol.L-1, un volume V2=10mL d’une solution d’acide sulfurique de concentration C2=0,4mol.L-1 et un volume V3=20mL d’eau oxygénée (H2O2) de concentration C3=0,04 mol.L-1. Après avoir homogénéisé le mélange, on partage Ministère de l’éducation Direction régionale de Tunis 2 Lycée Secondaire Mohamed Dachraoui Menzeh9 Devoir de contrôle n°1 Date 06/11/2019 Durée : 2heures Epreuve : SCIENCES PHYSIQUES Section : 4 Math1et 2 PROF : HADJ ALI BOUZID 1 2 3 4 n(H2O2) ; n(C4H4O2 2-)10-2mol 0 4 (I) 8 (II) 12 16 figure -1- n(CO2)(10-2mol) 10 20 30 40 50 t(mn) 0 Figure-2- n (C4H4O6 2- ) (10-2 mol) 2 en deux volumes égaux dans deux béchers (A) et (B). Dans le bêcher (A) on ajoute 20mL d’eau pure prise à la même température que la solution utilisée. Les courbes (a) et (b) de la figure -3-représentent l’évolution de [H2O2] aux cours du temps respectivement dans les deux béchers (A) et (B) 1) Les couples redox mis en jeux sont H2O2/H2O et I2/I-. a- Ecrire l’équation de la réaction qui modélise la transformation b- Au bout d’une minute comparer en justifiant l’intensité de la couleur des deux mélanges dans les deux béchers. 2) Associer chacune des courbes (a) et (b) à la solution Correspondante tout en justifiant la réponse. 3)a-Si la dilution était effectuée avec de l’eau glacé la différence de coloration entre les deux mélange serait-elle plus grande ou moins grande que l’expérience précédente ? b- quel(s) sont les facteurs cinétique(s) cette manipulation permet –elle de mettre en évidence ? 4) Déterminer les vitesses volumiques VVa et VVb des deux mélanges .conclure. PHYSIQUE (13points) EXERCICE N°1(9points) A/ Pour déterminer la capacité C d’un condensateur, on réalise sa charge avec un générateur d’intensité qui délivre un courant d’intensité constante I=50µA. Les résultats de l’expérience ont permis de tracer la courbe uc=f(t) de la figure ci-contre 1) Proposer le schéma du montage permettant de suivre l’évolution de uc au cours du temps. 2) a- Déterminer l’expression de la tension uC en fonction de I0 ,C et t. b- En s’aidant de la courbe déterminer la capacité C du condensateur. c-Calculer l’énergie stockée dans le condensateur à l’instant de date t=20s. 3) Le condensateur de capacité C est constitué de deux armatures planes de surface commune S=200cm2 entre lesquelles est introduit un diélectrique de permittivité absolu ε et d’épaisseur e=2mm. Trouver la valeur de ε. B/On réalise le circuit série constitué d’un générateur de tension continue de f.e.m E, d’un résistor de résistance R, d’un condensateur de capacité C1, d’un interrupteur K et d’un milliampèremètre à affichage numérique. A l’instant de date t=0, on ferme l’interrupteur K et le milliampèremètre indique instantanément la valeur I0=60mA. 1) Etablir l’équation différentielle qui régit l’évolution de la tension uC(t) aux bornes du condensateur. 2) a- Etablir l’expression de duR dt en fonction de E, uC et la constante du temps  b- La courbe de variation de duR dt est donné par la courbe ci-dessous. Déterminer la constante du temps  et la f.e.m E de générateur. 0 5 10 15 20 t(mn) 2 (b) 4 (a) 6 Figure-3 8 [H2O2](10-2 mol.L-1) 0 4 8 12 16 t(s) 1 2 3 4 5 uC(V) C 0 2 4 6 uC (V) - -3 -2 -1 duR dt 102V s-1) E V R mA 3 3) a- Exprimer l’intensité du courant I0 à l’instant t=0s ,en fonction de la f.e.m E et la résistance R. b-Montrer que i(t)= I0 - R ) t ( c u , 4) a-La courbe ci-contre représente la variation de l’intensité du courant i(t) en fonction de uC(t) . Déterminer a partir de la courbe la valeur de la résistance R. b- En déduire la valeur de la capacité C1 3) On reprend l’expérience après avoir remplacé le résistorde résistance R par un résistor de résistance R’ et le générateur de f.e.m E par un générateur de f.e.m E’. Un voltmètre branché aux bornes du condensateur permet de suivre l’évolution de la tension uc au cours du temps ce qui a permis de tracer la courbe incomplète de la figure ci-dessous a-Déterminer l’instant de date t1 ou uC(t1)=3uR(t1) en fonction de la constante du temps 1. b- Déterminer en exploitant la courbe la constante du temps 1, en déduire la capacité R’, et la f.e .m E’. EXERCICE N°2 (4points) Dans le circuit représenté ci-contre r=R et L1 et L2 sont deux lampes identiques. 1/On ferme l’interrupteur K à l’instant de date t=0 et nous constatons que la lampe L1 s’allume instantanément alors que la lampe L2 s’allume avec un retard Δt. a-Comparer en justifiant la réponse les valeurs de i1 et i2 pour t< Δt. b-Expliquer le phénomène physique mis en évidence par cette expérience. c-Comparer en justifiant la réponse les valeurs de i1 et i2 pour t> Δt. . 2) Dans cette partie la bobine d’inductance L et de résistance r en série avec un résistor de résistance R=95 est branchée aux bornes d’un G.B.F délivrant une tension triangulaire .Un système d’acquisition convenablement branché permet de tracer les courbes i=f (t) et Ub = g (t) avec Ub : tension au bornes de la bobine a – En exploitant les 2 courbes sur l’intervalle [0,20 ms], trouver la valeur de l’inductance L et la résistance r. b – Représenter la courbe e = f ( t ) sur [0,40 ms], R K L1 i2 i1 E b(L,r) L2 20 40 t1=55,453 80 100 t(ms) 0 2 4 6 8 10 12 uC(V) 0 20 40 60 80 t(ms) 10 20 i(mA) 10 20 30 40 50 60 70 80 t(ms ) ) - 0,4 - 0,2 0 0,2 0,4 ub(V) 0 1,5 3 4,5 6 uR(V) 2 4 6 8 10 i(10-2A) uploads/Finance/ devoir-de-controle-1-2020.pdf