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Lycée Béchir Nébhéni Hammam- Lif Devoir de contrôle N°1 Classe : 4ème Sc1 Matiè

Lycée Béchir Nébhéni Hammam- Lif Devoir de contrôle N°1 Classe : 4ème Sc1 Matière : Sc Physique Date : 29/10/2013 Durée : 2 H Prof : KALLEL.C CHIMIE : (9 Points) Exercice N°1 L'oxydation des ions iodure I (6points) - par les ions peroxodisulfate S2 − 2 8 O est une réaction chimique lente et totale. Cette réaction est symbolisée par l'équation suivante: S2 − 2 8 O + 2I- I2 − 2 4 + 2SO Dans un bécher, on mélange, à l'instant t = 0s, un volume V1 = 40 mL d'une solution aqueuse d'iodure de potassium KI de concentration molaire Cl = 0,20 mol.L-1, avec un volume V2 = 40 mL d'une solution aqueuse de peroxodisulfate de potassium K2 S2O8 de concentration molaire C2 = 0,05 molL-1. Par une méthode expérimentale convenable, on suit la formation du diiode I2 1°) Déterminer les quantités initiales des ions I au cours du temps. - et S2 − 2 8 O dans le mélange,notées respectivement n01 et n 2°) a- Dresser le tableau d'avancement du système chimique contenu dans le bécher. 02 b- Préciser, en le justifiant, le réactif limitant. c- En déduire la valeur de l'avancement final xf 3°) Les résultats expérimentaux obtenus pendant les cinquante premières minutes ont permis de tracer la courbe d'évolution de l'avancement x de la réaction en fonction du temps: x = f(t).( figure 1) de la réaction. a- Montrer, à l'aide du graphique, qu'à l'instant t1 b- Donner la composition du système chimique à l'instant t = 30 min, la réaction n'est pas terminée. 1 4°) a- Définir la vitesse de la réaction. =30 min. b- Déterminer graphiquement l’instant où cette vitesse est maximale. Calculer cette vitesse. c- Définir le temps de demi-réaction et déterminer sa valeur ( valeur approximative) . 5°) On refait l'expérience mais, en utilisant une solution d'iodure de potassium de concentration molaire C'1 = 0,40 mol.L-1 - la vitesse de la réaction à l'instant t = 0 s, . Préciser en le justifiant, si les grandeurs suivantes sont modifiées ou non par rapport à l'expérience initiale: - l'avancement maximal de la réaction. Exercice N°2 Dans un excès d’acide, on mélange un volume V (3points) 1=50 mL d'une solution aqueuse d’eau oxygénée H2O2 de concentration C1 avec un volume V2 =50 mL d'une solution aqueuse d'ions bichromate Cr2O7 2- concentration C de 2 d'une réaction chimique totale d'équation: Cr . Avec le temps, un dégagement gazeux prend naissance et le système est le siège 2O7 2- + 3 H2O2 + 8 H3O+ → 2 Cr3+ + 3 O2 + 15 H2 La courbe A de la figure 2 représente l’évolution de la quantité de matière d’eau oxygénée H O 2O2 1°) En exploitant la courbe A : au cours du temps. a- Calculer C1 b- Justifier que l’ion bichromate Cr . 2O7 2- c- Déterminer l'avancement final de cette réaction. est le réactif limitant. d- Déduire la valeur de C2 2°) Les courbes B et C de la figure 2 représentent l’évolution de la quantité de matière d’eau oxygénée H . 2O2 Expérience 1 : On ajoute un catalyseur au mélange de la courbe A. au cours du temps pour deux expériences : Expérience 2 : On ajoute une quantité de Cr2O7 2- a- Définir un catalyseur . au mélange de la courbe A . b- Identifier en le justifiant la courbe correspondante à l’expérience 1. c- Calculer la quantité de matière minimale de Cr2O7 2- ajouté. PHYSIQUE : (11 points) Exercice N°1 Un condensateur plan est formé par deux feuilles de surface en regard S = 1 m (4points) 2 1°) On charge le condensateur, à l’aide d’un générateur de courant continu d’intensité I = 1,8 μA. On ferme le circuit à l’aide d’un interrupteur à l’instant pris comme origine du temps ( t=0s ). , séparées par un isolant de permittivité absolue ε et d’épaisseur e = 0,1 mm. a- Représenter le schéma d’un montage qui permet de suivre l’évolution de la tension aux bornes du condensateur. b- Déterminer la valeur de la charge q accumulée sur l’armature positive du condensateur à t=20s. c- La tension aux bornes du condensateur prend la valeur uc d- Calculer la permittivité électrique absolue ε de l’isolant. =12 V à l’instant t=20s. Calculer la capacité C du condensateur. 2°) La valeur de l’énergie électrique maximale qui peut être accumulée par le condensateur est égale à 3,75.10-3 a- Calculer la tension de claquage du condensateur. J. b- la durée maximale de la charge du condensateur. Exercice N°2 On considère le circuit schématisé par la figure 3, comportant : (7points) * un condensateur de capacité C. * un résistor de résistance R1 *un résistor de résistance R =1 kΩ. 2 * un générateur de tension de f.e.m E. réglable. * un commutateur. 1ère Le condensateur est initialement non chargé ,à l’instant de date t = 0s on place le commutateur sur la position (1). Partie 1°) Indiquer le phénomène physique mis en jeu. 2°) a- Etablir l’équation différentielle vérifiée par uC b- Sachant que u . c 1 τ t e − (t) = E[1 - ] est solution de cette équation différentielle, déterminer l’expression de τ 3°) A l’aide d’un oscilloscope à mémoire on visualise la tension u 1 c a- Indiquer sur un schéma clair les connexions nécessaires avec l’oscilloscope. aux bornes de condensateur et la tension E aux bornes du générateur. On obtient les courbes (1) et (2) de la figure 4. b- Identifier les deux courbes. Justifier. 4°) Déterminer graphiquement : a- La f.e.m E de générateur. b- La constante de temps τ1 c- La valeur de u puis déduire la valeur de C. c c à t = 10 ms puis déduire à cet instant : 1 c - la valeur de la charge q du condensateur 2 c - l’intensité du courant i dans le circuit. 3 5°) On refait cette opération successivement avec différentes valeurs de E, C et R - l’énergie stockée par le condensateur. 1 Associer à chacune des expériences (a), (b), (c) et (d) indiquées sur le tableau de la figure 6, le graphe correspondant. Justifier. après avoir déchargé rapidement le condensateur avant chaque opération. Les courbes obtenues sont données par la figure 5 A une nouvelle origine des dates t = 0s, on bascule le commutateur sur la position (2) et on règle la valeur de R 2ème Partie 2 = R1 1°) Préciser l’expression de la nouvelle constante du temps τ’. . 2°) Comparer la durée Δt’ de la décharge à la durée Δt de la charge. 3°) Sachant qu’au cours de la décharge l’expression de uC ' τ t e − = E . a- Donner l’expression de i en fonction du temps t . b- Représenter l’allure de la courbe qui traduit l’évolution de i en fonction du temps FEUILLE ANNEXE Figure 1 Figure 3 n(10-3 mol) t (min) 0 5 2 A B C Figure 2 Figure 4 Figure 5 Figure 6 uploads/Finance/ devoir-de-controle-n01-avec-correction-sciences-physiques-bac-sciences-exp-2013-2014-mr-kallel-chiheb-pdf 1 .pdf