Lycée beb il khadra devoir de maison Prof : SFAXI SALAH Matière : SC-PHYSIQUES classe : 4eme sc2 Coef : 4 durée : 2 heures 2020-2021 Partie chimie Exercice N°1 On réalise à la température T1 dans une enceinte de volume V , un mélange comportant 4.10-2 mol de fluorure d’hydrogène (HF) et 4.10-2 mol de (C2O42-) , l’équation qui modélise cette réaction est : HF(gaz) + C2O42- F- + HC2O4- 1- a) dresser la tableau descriptif d’évolution de ce système . b) Exprimer la constante d’équilibre K1 du système en fonction de xf . c) A l’équilibre , le nombre de mol présent de (HF) est 3,04.10-2mol . Déterminer la composition en moles du mélange lorsque l’équilibre est atteint . Calculer la valeur de K1 . 2- On refait l’expérience à la même température , mais avec un mélange contenant 5.10-2 mol de (HF) , 5.10-2 mol de (C2O42-) , 3.10-2 mol des ions fluorure (F-) et 3.10—2mol de (HC2O4-) . a) Préciser , en le justifiant si le système est en équilibre ou non , si non , indiquer dans quel sens va –t-il évoluer spontanément ? b) Déterminer la nouvelle composition du système à l’état d’équilibre . 3- On réalise maintenant l’expérience avec le mélange de la 1ere question mais à une température T2 , on aboutit dans ce cas à un état d’équilibre dont la constante d’équilibre est K2=4.10-2. a) Montrer que la variation de la température de T1 à T2 a provoqué un déplacement de l’équilibre dans le sens inverse . b) Déterminer la nouvelle valeur xf’ de l’avancement final de la réaction . c) Sachant que la réaction dans le sens inverse est exothermique : comparer les deux températures T1 et T2 Exercice N°2 On donne Ke=10-14 à 25 °C. 1- Recopier et compléter le tableau suivant : PROF SFAXI SALAH / LYCEE BEB IL KHADRA / ANNEE 2020-2021 1 Forme acide Forme basique CN- Ka pKa Kb pKb 5.10-10 HClO 6,5 5.10-4 CH3NH2 2- Classer les bases par ordre de force de basicité décroissante. Justifier. 3- On fait réagir l’acide cyanhydrique HCN avec la base méthylamine CH3NH2. a- Ecrire l’équation de la réaction. b- Etablir l’expression de la constante d’équilibre K de la réaction en fonction de pKa(HCN) =pKa1 et du pKa(méthylamine)=pKa2. Calculer sa valeur, la réaction est-elle totale ou limitée ? Partie physique Exercice N°1 A l’instant de date t=0s , on relie les bornes d’un condensateur initialement chargé à une bobine d’inductance L et de résistance interne r négligeable . Des oscillations libres non amorties naissent dans le circuit . On note q(t) la charge de l’armature A ( voir figure) un dispositif approprié a permis d’enregistrer et de tracer les courbes suivantes : La tension UAB(t) aux bornes du condensateur en fonction du temps ( fig-1-) . L’énergie électrostatique Ee(t) en fonction de la Tension UAB(t) ( fig-2-) . Fig (1) Ee(10-6J) UAB (V) 338 4 0 8 t(ms) 84,5 0 4 1- Expliquer la signification oscillations libres et non amorties . UAB(V) 2- a) Etablir l’équation différentielle du circuit régissant la variation de UAB(t) . b) Donner l’expression de la période propre T0 des oscillations . c) La solution de l’équation différentielle est de la forme : UAB(t) = UABm.sin(ω0t + φ). Déterminer les valeurs de UABm , ω0 et φ . PROF SFAXI SALAH / LYCEE BEB IL KHADRA / ANNEE 2020-2021 2 d) Déduire l’expression de la force électromotrice d’auto-induction e(t) qui apparait aux bornes de la bobine . 3- En justifiant la réponse , et en exploitant le courbe de la figure -2- , déterminer la valeur de : a) La capacité C du condensateur . b) L’énergie totale emmagasinée dans le circuit . c) L’énergie magnétique maximale ELm emmagasinée par la bobine . 4- Exprimer puis calculer la valeur de l’inductance L de la bobine . PROF SFAXI SALAH / LYCEE BEB IL KHADRA / ANNEE 2020-2021 3
