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Ministère de l'éducation et de la formation Direction régionale de l'enseigneme

Ministère de l'éducation et de la formation Direction régionale de l'enseignement de Nabeul Devoir de contrôle n °1 *** Durée : 3 heures *** Date :03 /11/2006 4ème T,4 M. Berhouma I Lycée rue T.Mhiri de Menzel Temime Sciences physiques Recommandations Le sujet comporte deux exercices de chimie et trois exercices de physique, réparties sur 4 pages. *La feuille annexe est à remettre avec la copie. *On exige l'expression littérale avant toute application numérique. *L'usage d’une calculatrice non programmable est autorisé. CHIMIE (8pts) Exercice1(4pts) Les ions peroxodisulfate S2O8 2- .oxydent les ions iodure I- selon la réaction lente et totale d équation bilan : les ions thiosulfates S2O3 2- réduisent le diode I2 en ions iodure selon la réaction rapide et totale d’équation bilan A la date t = 0. et a une température fixe . on mélange : -un volume V1= 50 mL dune solution aqueuse de péroxodisulfate d’ammonium de concentration molaire C1 = 510-2 mol.L-1 -un volume V2 = 50 mL d’une solution aqueuse d’iodure de potassium ( K+ , I- ) de concentration molaire C2 = 1,6 10-1 mol.L-1 . - quelques gouttes d’empois d’amidon (on rappelle que l'empois d'amidon colore en, bleue une solution contenant du diode I2 même en faible quantité ), Des prélèvement de même volume V = 10 mL . effectuées à partir du mélange réactionnel, sont introduits très rapidement dans 9 erlenmeyers numérotés de 1 à 9 A la date t1 = 1 min , on ajoute environ 50 mL d’eau glacée au contenu de l’erlenmeyer n°1 et on dose la quantité de diiode I2 formée par une solution de thiosulfate de potassium(S2O3 2- ,2k+ ) 1 les contenus des autres erlenmeyers sont soumis au même dosage aux dates t2 = 2min ; t3 = 3min ………………….t9 = 9min ce qui permet de tracer la courbe correspondant à la concentration en ions iodure restant en fonction du temps elle est représentée sur la figure 1 ( page 5 ) 1 - a – l’ajout d’eau glacée permet de ralentir fortement l’évolution de la réaction (1) de sorte que nous pouvons la supposer pratiquement stoppée . Citer ,parmi les trois facteurs cinétiques (température ,catalyseur ,et concentration des réactifs ) ceux qui sont responsables de ce ralentissement b- la figure -2- de la page -6- à remplir par le candidat et à remettre avec la copie correspond au dispositif de dosage .Compléter les quatre espaces en pointillés de cette figure . c- Ce dosage consiste à ajouter progressivement la solution dosante jusqu’à l’équivalence qu’elle observation faite à l’œil nu , nous permet de dire que le dosage est terminé et qu’il faut mettre fin à l’ajout de la solution dosante ? 2-Définir la vitesse instantanée de disparition des ions iodures I- et déterminer sa valeur en mol.L-1.min-1 à la date t1 = 1min 3-a- Préciser en le justifiant le réactif limitant ( ou réactif en défaut ) b- Déterminer les concentrations relatives à chacune des espèces chimiques présentes en solution, en fin de réaction. Exercice2 (4pts) On se propose d'étudier la cinétique chimique de la réaction d'estérification entre 1,5.10 -2 mol. d'acide éthanoïque pur et 1,5.10 -2 mol. de butan-1-ol pur à une certaine température . A l'aide d'un protocole expérimental approprié, on détermine la quantité d'ester formé n ester à des instants différents. Ceci permet de tracer la courbe d'estérification portée sur la figure 3 (page 5) 1) Ecrire l'équation de cette réaction d'estérification . Quelles sont ses caractéristiques ? 2) Citer deux moyens permettant d'augmenter la vitesse de cette réaction. 3)a- Utiliser la courbe d'estérification portée sur la figure -1- pour déterminer les valeurs des vitesses de formation de l'ester aux instants t1 = 10 min et t2 = 20 min . b- Déduire de quelle manière évolue cette vitesse au cours du temps ? Préciser la cause qui conduit à ce type d'évolution 4) Déterminer la constante d'équilibre de cette réaction d'estérification 2 PHYSIQUE(12pts) Exercice 1: ( points ) On considère un véhicule de masse totale m = 1000 kg en mouvement sur une piste agricole inclinée d’un angle α=30° par rapport au plan horizontal et dans un lieu où l’accélération de la pesanteur a la valeur g= 10 m.s2 . Au cours de son mouvement , le véhicule est constamment soumis à des forces de frottement dont la résultante f est dirigée dans le sens contraire au vecteur vitesse et a pour valeur f = 400 N . Lorsque le véhicule se déplace son centre d’inertie G décrit la ligne de plus grande pente représentée par l’axe x’x ( figure - 4 - ) . Fig4 1 )- Sous l’effet d’une force motrice F, développée par le moteur et de même direction que la ligne de plus grande pente , le véhicule quitte la position A avec une vitesse nulle et atteint la position B avec une vitesse de valeur v B = 20 m.s-1 . La distance entre A et B est égale à 100 m . a - Enoncer le théorème de l’énergie cinétique . b - Calculer la valeur de F en appliquant ce théorème au système constitué par le véhicule . 2) - Lorsque le véhicule passe en B , la force motrice F est supprimée . Le véhicule continue son mouvement jusqu’à atteindre la position C où sa vitesse s’annule . Montrer que le système ( véhicule , Terre ) n’est pas conservatif . En déduire la distance entre B et C Exercice2 Un solide (S ) de masse m = 0,14 Kg se déplace sur une rectiligne inclinée D’un angle α = 10° par rapport àl’ horizontale .Le solide ( S) est lâché sans vitesse initiale du point A d abscisse xA définie relativement au repère(B, i ,j ). Arrivé au point K il s'engage dans un mouvement de chute libre 3 parabolique ou tout type de frottement est négligeable et rencontre e sol au point I tel que la différence d'altitude entre les points K et I est h = 1 m comme l’ indique la figure 5 Les frottements auxquels est soumis le solide , ( S ) au cours de son mouvement entre les points A et K sont équivalents à une force f' d'intensité supposée constante A l’aide d’un dispositif approprié, on détermine la vitesse instantanée du solide ( S )lors de son passage par les points B. C . D E et K c abscisses respectives 0 m ; 0,2 m 0,4m ; 0,6 m et 0,8 m Ceci permet de tracer e diagramme de là figure - 6 –correspondant à l’énergie cinétique du solide (S ) en fonction de l’ abscisse x . 1-a- En appliquant, le théorème de l’énergie cinétique au solide (S ) entre la position B et une position quelconque M d’abscisse x par rapport au repère ( B , i ) montrer que : Ec ( x ) = ( mIIg II sinα – II f II ) x + EcB b- En exploitant le diagramme de là figure - 6 - déterminer l'intensité de la force de frottement f et la valeur de l’abscisse XA du point A . on donne IIg II = 9,8m.s-2 2 - a –montrer que l’ énergie mécanique Em du système ( Terre , (S )) est conservée au cours du mouvement de chute parabolique b - Calculer la valeur de Em sachant que l’énergie potentielle de pesanteur au sol 4 est nulle c - En déduire la valeur de la vitesse avec laquelle le solide ( S ) percute le sol en I Nom de cette verrerie Espèce chimique dosante Nom de cette verrerie Espèce chimique à doser Agitateur magnétique Barreau aimanté 5 uploads/Finance/ devoir-de-controle-n1-4eme-2006 2 .pdf