EXERCICES DE RÉVISION (A) Question #1 Test d’identification d’une substance Cocaine? (OUI ou NON) Formule chimique : C17H21NO4 Formule stylisée Formule semi développée O O CH CH2 CH C O C O HC N CH HC CH H3C O O H2C CH CH2 CH CH N CH3 C O O Voici les résultats expérimentaux d’analyse de l’échantillon : (1)Spectre de masse (2) Analyse par combustion (% massique) C = 67,34 % H = 6,96 % N = 4,63 % O = 21,07 % 1 Réponse : Question #1 Test d’identification d’une substance => COCAINE %massique Atomes = Nbr moles/ 0,3305 moles masse molaire atome FORMULE EMPIRIQUE C 67,34 g / 12,01g/mole 5,607 moles 16.96 H 6,96 g / 1,01 g/mole 6,891 moles 20,89 N 4,63 g/ 14,01 g/mole 0,3305 moles 1,00 O 21,07 g/ 16,00 g/mole 1,317 moles 4,00 Formule empirique = C17H21NO4 = moléculaire M empirique M = 303, 35 =1 303 exp Bonne possibilité que ce soit de la cocaine (Pas sûr à 100%) Deux informations (Spectre de masse et composition) confirment cette hypothèse. Question #2 Analyse par combustion En présence d’oxygène, la combustion d’un échantillon de 0,0989g d’un alcool donne 0,2160 g de CO2 et 0,1194g de H2O. Calculer la composition en pourcentage massique et déterminer la formule empirique de cet alcool. Réponse #2 Déterminer la masse de chaque atome dans l’échantillon m asse C m asse H = m asse C O = m a sse H 2 2 O • • Composition (% massique de chaque atome) masse C 58, 94 m asse C M CO 2 m asse 2 H M H 2 O = 216 • 12, 01 44, 01 = 119, 4 • = 5 8, 9 4 m g d e C 2, 01 1 8, 0 2 = 1 3, 3 2 m g d e H 59, 60 g C 12, 01 g 1, 68 moles = 2, 95 Formule empirique=> C3H8O mole 13, 47 g H 1, 01 4, 963moles = = g 13, 337 moles 1, 68 moles = 7, 98 mole 26, 93 g O g 16, 00 1, 68moles = 1, 68 moles =1 mole Question #3 A) 0,860 g d'un composé organique contenant du C, de l'H et de l'O est complètement brûlé en présence d'oxygène. 1,64 g de CO2 et 1,01 g de H2O sont produits. Déterminer la formule empirique. Réponse m C = m • CO 2 M M 12, 01 = 1, 64 g • = 0, 4475 gC 44, 01 C CO m H = m H O 2 • 2 M M 2H H O m O = m −m éch C m C M m = −m H = = 0, 860 − 0, 4475 − 0,1132 = 0, 2993 g 0, 4475 gC 12, 01 C H 2 2, 02 = 1, 01g • = 0,1132 gH 18, 02 = 0, 03726 molesC g mole 0,1132 gH = 0,1121molesH Question #4 o Soit un échantillon de 0,597 g recueilli dans un récipient de 100 mL à 95,0 C et à 1000 mmHg de pression. Quelle est sa masse molaire? Réponse : P kPa = PV = 1000 mmHg • 101, 325kPa = 133, 32 kPa et TC=95+273,15=368,15K 760 mmHg mRT M = M mRT PV 0, 597 g • = 8, 314 kPa • L • 368,15 K K • mole 133, 32 kPa • 0,1L = 137, 06 g mole EXERCICES DE RÉVISION-(B) -SR (Configuration électronique et propriétés périodiques) CORRIGÉ Question #1 Définir les valeurs possibles (Nombre quantique) pour 3d (Valeurs décrivant la fonction d’onde des électrons). Valeurs permises n 3 l 2 m -2,-1,0,1,2 Combien y a-t-il de cases quantiques associées au niveau énergétique 3d :__5 cases Combien d’électrons peuvent être décrits par 3d :__10 e - Question #2 Compléter. - forme Nbr d’e maximum l = 0 s 2 l = 1 p 6 l= 2 d 10 l = 3 f 14 Question #3 Combien est-il possible de mettre d’électrons par période? Période 1 ère 2 3 4 e e e - Nbr d’e maximum 2 8 8 18 Question #5 2- O a) - F Na + 2+ Mg est une série d’éléments isoélectriques. Expliquer. (iso = même) 2- - O 10 e F - 8 protons 10 e Na - 9 p + 10 e 2+ Mg - 10 e 11 p - 12 p Même nombre d’électrons b) Comment évolue la taille (rayon atomique) dans cette série. La taille va diminuer. EXPLICATION : La charge positive (+) du noyau augmente donc le nuage électronique diminue ↓. Contraction du volume. Question #6 Préciser avec des flèches ( ↑↓ et ⇆) l’évolution des propriétés suivantes dans un groupe et dans une période. + gros Rayon atomique + petit (Cycle de Born-Haber, hybride de résonance et géométrie de molécules) CORRIGÉ Question #1 + ½ O2(g) → MgO(s) Soit la réaction globale suivante : Mg(s) ∆Hrx = -804 kJ/mole a) Indiquer, par des équations chimiques, toutes les étapes impliquées lors de la formation du solide MgO(s). b) Calculer l’énergie de 2 e ionisation du magnésium. L'énergie de sublimation du magnésium L’énergie de 1 ère + 150 kJ/mole ionisation du magnésium ère L’énergie de la 1 e L’énergie de la 2 + 738 affinité électronique de l’oxygène - 140 kJ/mole affinité électronique de l’oxygène + L'énergie de la liaison O-O 744 + 142 L’énergie de la liaison O=O kJ/mole kJ/mole + 498 kJ/mole 2+ L’énergie de réseau (Mg kJ/mole (g) + 2O (g) → MgO(s)) - 3996 kJ/mole Étape 1 Sublimation Mg(s) → E1i Mg(g) + E2i Bris lien O=O E1aé E2aé Mg ½ O2(g) (g) → + → Mg → Mg (g) + 1e 1e + (g) - 1e +738 - (1/2 • 498 kJ/mole) O(g) + 1e O + (g) 2+ O(g) + 150 Mg(g) - - (g) → O → O 2(g) ????? donc +1451 +249 -140 +744 +3192 kJ/mole Etape 2 EXERCICES DE RÉVISION-(C) –SR - CORRIGÉ Question #1 Calculs des charges formelles : Molécule A N1 = 5 − 1 6 + • 2 = 5 − 7 = −2 2 N2 = 5 − 1 0 + • 8 = 5 − 4 = +1 2 O = 6− Molécule B 1 2 + • 6 = 6 − 5 = +1 2 N1 = 5 − 1 4 + • 4 = 5 − 6 = −1 2 N2 = 5 − 1 0 + • 8 = 5 − 4 = +1 2 O = 6− 4+ 1 •4 = 6−6 = 0 O Question #4 (Révision sur les structures de Lewis et géométrie des molécules) CORRIGÉ Géométrie des molécules Corrigé (Molécules h à x) Nbr de voisins Formule générale (a+b) AXaEb 2 AX2 # (Exercices de révision) Géométrie Linéaire AX3 h – k – q Triangulaire plane AX2E i Coudée AX4 j – s Tétraèdre AX3E l – m - v Pyramide à base triangulaire AX2E2 n Coudée AX5 u Bipyramide à base triangulaire 3 4 AX4E Balançoire AX3E2 En T 5 6 AX2E3 t Linéaire AX6 r - w Octaèdre AX5E Pyramide à base carrée 12 13 AX4E2 Carrée plane Non polaire 14 EXERCICES DE RÉVISION-(Série D) –SR CORRIGÉ QUESTION #1 À bord d’un véhicule spatial, il faut trouver le moyen de se débarrasser de l’excédent de CO2(g) généré par les astronautes. On utilise l’hydroxyde de lithium qui réagit avec le dioxyde de carbone et on obtient ainsi du carbonate de lithium et de l’eau. Avec 1 kg d’hydroxyde de lithium, combien de grammes de CO2(s) peut-on éliminer? Étape (1) A B 2 LiOH(s) 1000 g + C 1 CO2(g) → D 1 Li2CO3(s) + 1 H2O(l) ____g Étape (2) Nbr de moles de LiOH(s) 1kg LiOH(s) = 1000 grammes M LiOH = 23, 95 1000 g g mole 23, 95 g = 41, 75 moles de LiOH mole Étape (3) R.L. Réactif Limitant => LiOH(s) B 1 (s) QUESTION #2 Votre grand-père GÉDÉON est décédé récemment. La succession (testament) vous offre une bouteille de O2(g) comprimé qui provient de la transformation partielle de la dépouille de votre défunt grand-père. Masse grand-père : 80 kg Fraction massique (%O) dans le corps humain : environ 65% Votre consommation quotidienne en oxygène : 510 g / 24 heures a) Pendant combien de jours allez-vous pouvoir consommer cet oxygène? Vous décidez de vous nourrir uniquement de sucre blanc (sucrose : C6H12O6(s)) pendant 24 heures. b) Quelle quantité (en grammes) de sucre est-il nécessaire pour que la réaction de combustion des 510 grammes d’oxygène soit complète? c) Qu’arrive-t-il si vous consommez 300 grammes en 24 heures? a) Masse de O2(g) 80 000g X 0,65 = 52 000 grammes de O2(g) 52000 g 510 b) g = 101, 96 jours jour Qté de sucre nécessaire? Étape (1) A B 1 C6H12O6(s) _____g Étape (2) Moles de O2(g) + C 6 O2(g) 510 g → D 6 CO2(g) + 6 H2O(l) QUESTION#3 Au laboratoire, on peut fabriquer de l’aspirine (Acide acétylsalicylique) AAS en faisant réagir de l’acide salicylique et l’anhydride acétique. C7H6O3(s) + C4H6O3(l) Acide salicylique C9H8O4(s) anhydride acétique + CH3COOH(l) aspirine acide Données expérimentales : acétique - Acide salicylique : 4,895 H O grammes O O O O - H Anhydride acétique : 7,0 H OH mL (1,08 g/mL) O H - H H3C O obtenue : 4,253 grammes O CH3 H OH mexpérimentale d’aspirine H H Quel est le % de rendement de la réaction? Étape (1) 1 C7H6O3(s) + Acide salicylique 1 C4H6O3(l) anhydride acétique 4,8956 g 1 C9H8O4(s) + 1 CH3COOH(l) aspirine acide acétique 7,0 mL ρ = 1, 08 g mL Étape (2) Nbr de moles d’acide salicylique M C H O 7 6 = 138,13 3 Nbr de moles d’anhydride acétique g mole g 7, 0mL • 1, 08 = 7, 56 grammes mL 4, 895 g 7, 56 g / M = 0, 03544 moles C H O 4 6 = 7, 56 g 3 102,10 g = 0, 0741moles Question #4 Une pastille d’Alka-Seltzer, après dissolution, génère du CO2, du citrate de sodium (Na3C6H5O7) et du H2O. La pastille est constituée de 100 mg d’acide citrique (C6H8O7) et d’un excès de NaHCO3. Soit une réaction totale (Dissolution complète du comprimé), répondre aux questions suivantes. A) Équilibrer l’équation et nommer (selon la nomenclature traditionnelle) tous les réactifs et produits. B) Théoriquement, combien de mL de CO2(g) peut-on espérer obtenir à TPN? C) Combien de mg de citrate de sodium va-t-on obtenir ? Réponse : R.L. Excès A C6H8O7 + B 3 NaHCO3 1 → C Na3C6H5O7 2 + D 3 CO2 + 3 E 3 H2O 4 5 100 mg 1) Acide citrique 2) Hydrogénocarbonate de sodium 3) Citrate de sodium 4) Dioxyde de carbone 5) M 6 M Oxyde de dihydrogène (eau) 8 7 Na C H O 3 100mg = 192,14 C H O 6 5 g mole = 258, 08 7 g mole = 0, 5205mmoles d ' acide citrique Nbr de mole d’acide citrique: 192,14 g / mole Nbr de moles de CO2(g) généré = moles R.L. • Volume de CO2(g) = moles de CO 2 • 22, 41L D 3 = 0, 5205mmoles • = 1, 5615moles A 1 = 1, 5615mmoles • 22, 41L = 34, 99mL de CO 2( g )
