Telechargé par Vincent Zoundi

collection d'exercice de chimie et de physique terminale D

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AVANT - PROPOS
CE NOUVEAU RECUEIL DE SUJETS DE SCIENCES PHYSIQUES A
ETE CONCU POUR PALIER AU MANQUE D’OUVRAGES SPECIALISES DANS
LES PROVINCES DU BURKINA FASO
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OUVRAGE
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L’EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES AU BAC D. IL DOIT PERMETTRE A
TOUS LES ELEVES DE TERMINALE D ET SURTOUT AUX CANDITATS LIBRES
INSCRITS AU BAC D DU BURKINA-FASO DE MIEUX SE PREPARER EN AVRILMAI -JUIN POUR AFFRONTER L’EXAMEN DE BAC EN JUILLET
NOUS
NE SAURIONS TERMINER SANS REMERCIER MONSIEUR
E.OUEDRAOGO
PROFESSEUR CERTIFIE DE SCIENCES PHYSIQUES
DU LYCEE MUNICIPAL NABA KOULGA DE ZORGHO POUR SON SOUTIEN
MORAL ET INTELLECTUEL.
DIPLOME DE L’UNIVERSITE DE OUAGADOUGOU
TITULAIRE D’UNE MAITRISE EN CHIMIE
DIPLOME DE L’UNIVERSITE DE KOUDOUGOU
PROFESSEURCERTIFIE DE SCIENCES PHYSIQUES
CEL :70 23 66 35
CONTACT
LYCEE : 40 70 86 28
2
20 EPREUVES DE
SCIENCES PHYSIQUES
3
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°01
A CHIMIE
EXERCICE 1
Sous l’action des ferments lactiques, le lactose du lait se transforme progressivement
en acide lactique : CH3CHOHCOOH
1) Ecrire la formule développée de cet acide, puis encadrer et nommer les groupes
fonctionnels présents dans la molécule
2) la molécule est-elle chirale ? Justifier la réponse, dans l’affirmative, représenter
dans l’espace les deux énantiomères
3) Moins le lait est frais ,plus il contient de l’acide lactique. On se propose de doser
l’acide lactique présent dans un lait qui n’a pas subi aucun traitement par une
solution aqueuse d’hydroxyde de sodium de concentration C=5x10 -2 mol/L
On verse progressivement un volume Va=20ml de lait dans un bécher et on suit
l’évolution du pH lors d’une addition progressive de la solution de soude
VNaOHml 0
2
4
6
8
10 11 11,5 12
12,5 13
14
16
pH
2,9 3,2 3,6 3,9
4,2 4,6 4,9 6,3 8,0 10,7 11
11,3 11,5
Quelles verrerie faut-il utiliser pour mesurer les 20ml de lait et additionner
progressivement la solution de soude ?
a) Tracer sur une feuille de papier millimétré le graphe de la variation du pH en
fonction du volume de soude ajouté. On adoptera l’échelle suivante :
en abscisse : 1cm correspond à 1 ml
en ordonnée 1cm correspond à 1 unité de pH
b) En déduire par une construction graphique d’usage :
- les coordonnées du point d’équivalence E
- La valeur du pKa de l’acide lactique
c) Ecrire l’équation bilan de la réaction qui se produit lors du mélange de la solution
d’acide lactique et de la soude
d) Calculer la masse d’acide lactique dans un litre de lait
EXERCICE 2
Un composé organique A , de formule brute C9H10O2 est extrait de la fleur de
jasmin à laquelle il donne son parfum
L’hydrolyse de A conduit à un acide carboxylique D et à un alcool B
1) A quelle famille de composés appartient A ?
2) L’acide carboxylique D a pour formule brute C2H4O2
Quelle est sa formule semi développée ?
Quel est son nom ?
3) En utilisant les formules brutes , écrire l’équation bilan de l’hydrolyse de A
Quels sont les principaux caractères de cette réaction d’hydrolyse ?
4) L’alcool B a pour formule C6H5—CH2---OH, quelle est la formule semidéveloppée de A ?
4
B PHYSIQUE
EXERCICE 1
Un générateur basse fréquence (G.B.F) délivrant une tension sinusoïdale alimente
une résistance R=2000Ω ;une bobine resistive et un condensateur de capacité
C=4 ;7*10-7 F.
Un oscilloscope bicourbe est accordé au montage comme l’indique la figure 2
1-Quelles sont les grandeurs électriques visualisées sur les voies A et B ?
2-On fait varier la fréquence du générateur jusqu’à obtenir l’oscillogramme (voir
figure 3) Quel est le nom du phénomène observé ?Justifier votre réponse . 3-Quelles
sont les valeurs de la période et des tensions maximales ? .En déduire l’inductance L
et la résistance r de la bobine.
I0
4-Pour deux fréquences N1 et N2 (N1 ›N2 ) l’intensité du courant efficace est I=---IO est l’intensité du courant à la résonance.
a)Exprimer l’impédance en fonction de la résistance totale du circuit .
b)On définit x=Lω- (1/Cω) Quelles sont les valeurs de x pour les fréquences N1
et N2 .
R+r
Calculer N1 et N2 ; vérifier que N2 - N1 =--------2πL
c)Calculer le déphasage entre les courbes que l’on observait sur les voies A et
B pour la fréquence N2 . Preciser laquelle des voies est en avance sur l’autre .
EXERCICE 2
On monte en série un condensateur de capacité C ,une bobine d’inductance
L=100mH et un resistor de résistance R=10.Une tension sinusoïdale de valeur
efficace constante U est appliquée entre ses bornes, le générateur étant à fréquence
variable . A l’aide d’un milliampèremètre de résistance négligeable on effectue une
série de mesures et on obtient le tableau de résultats suivant, I étant l’intensité
efficace traversant ce circuit R ,L ,C SERIE
f(Hz)
160
180
200
210
215
220
I(mA)
1,0
1,8
4,3
7,2
8,5
7,2
f(Hz)
230
240
250
270
300
350
I(mA)
4,7
3,2
2,4
1,5
1,0
0,7
1) Comment branche-t-on l’ampèremètre ?
2) Tracer la courbe I=f(f) Echelles : 1cm----1mA et 1cm-----20Hz
3) Quel phénomène met-on en évidence ?
4) a- Que vaut la fréquence de résonance fo ?
b- Que vaut la bande passante ?
5) Que vaut la capacité C du condensateur ?
6) a- Quel est le facteur de qualité Q de ce circuit ?
b- Comment peut-on améliorer ce facteur de qualité ?
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EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°02
A CHIMIE
EXERCICE 1
Pour préparer un composé A , on fait agir sur du butan-1-ol une solution acidifiée de
dichromate de potassium .Pour identifier le produit de réaction chimique , on fait un
test avec la 2,4-D.N.P.H., puis un autre à la liqueur de Fehling .Ces deux tests
négatifs
1- a) Donner , en justifiant la fonction chimique du composé A.
Indiquer sa formule semi-devéloppée et son nom
b) Ecrire l’équation bilan de la réaction du butan-1-ol une solution acidifiée de
dichromate de potassium
2- On fait réagir une masse m1= 8,8g du composé A sur une masse m2=4,6g
d’éthanol. On obtient un composé organique C et de l’eau
a) Ecrire l’équation bilan de la réaction qui se produit.
Donner la fonction chimique et le nom du composé C
b) La masse du composé C obtenu est 7,7g. La réaction est –elle totale ? justifie ta
réponse
c) Donner quelques caractéristiques de la réaction entre le composé A et l’éthanol
3- On réalise une réaction entre le composé A et le propan-1,2,3-triol
a) Ecrire l’équation bilan de cette réaction chimique et indiquer le nom du produit
organique obtenu
b) Le produit organique obtenu est mis en réaction avec une solution concentrée
d’hydroxyde de potassium . Ecrire l’équation bilan de la réaction.
Comment appelle-t-on une telle réaction ?
EXERCICE 2
Un alcool saturé A à chaîne carbonée linéaire a pour formule C5H12O
1) Quels sont les isomères possibles (en se limitant aux alcools à chaîne linéaire ) ?
donner leurs formules semi-developpées et leurs noms
2) On oxyde de façon ménagée une masse m=0,80g de A par une solution acidifiée
de dichromate de potassium de concentration 0,50mol/L . on obtient un composé
organique B qui réagit à chaud avec la liqueur de Fehling pour donner un précipité
rouge brique
a) Quels sont le nom et la formule de ce précipité ?
b) Préciser la fonction chimique de B ; les formules semi-developpées et les
noms de A et de B
c) Ecrire l’équation bilan de l’oxydation de A en B par la solution de dichromate
de potassium
d) Quel volume minimal de solution oxydante de concentration 0,50 mol/L a-t-on
utilisé pour oxyder 0,80g de A ?
3) On notera la formule de l’alcool par R-OH On introduit0,02 moles de A ainsi que
0,92 g d’acide méthanoïque dans un tube scellé qui est placé dans une étuve.
Apres 20 minutes, on dose l’acide méthanoïque restant à l’aide d’une solution
d’hydroxyde de sodium concentration 1mol/L L’équivalence est obtenue après
l’addition de 12 ml de la solution d’hydroxyde de sodium.
a) Ecrire l’équation bilan de la réaction entre l’acide méthanoïque et l’alcool A
. Nommer le composé organique formé
b) Déterminer le pourcentage d’alcool qui a réagi avec l’acide méthanoïque
au bout de 20 minutes
NB : On donne : M( C)= 12g/mol, M( H)= 1g/mol, M( O)= 16g/mol M( Cr)= 24g/mol
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B PHYSIQUE
EXERCICE 1
1) Un faisceau d’électrons , émis d’une cathode par effet thermoélectrique est
accéléré au moyen d’une anode A . La différence de potentiel entre anode et
cathode vaut Uo = 285 V
En admettant que les électrons sont émis par la cathode avec une vitesse
négligeable , exprimer littéralement puis numériquement la vitesse Vo des
électrons lorsqu’ils traversent le trou A
2) Le faisceau d’électrons pénètre ensuite dans une région où règne un champ
magnétique B dans laquelle il décrit un quart de cercle de rayon R=20cm
a) Calculer littéralement , puis numériquement , la norme de B du champ
magnétique
b) Caractériser le vecteur vitesse V des électrons à la traversée du trou C
3) Le faisceau d’électrons est enfin dévié par un champ électrostatique uniforme
E parallèle à l’axe OY, régnant dans le trièdre XOY
a) Etablir les équations horaires du mouvement projeté sur les axes OY et OX
En déduire l’équation et la nature de la trajectoire
b) Calculer la valeur à donner à la norme E du champ électrique pour que le
faisceau d’électrons traverse le trou D à une distance R du point O
DONNEES : me=9,1x10-31 kg et e=1,6x10-19C
EXERCICE 2
Un corps assimilable à un point matériel de masse m, se déplace sans frottement sur
une piste ABO dont l’axe est situé dans un plan vertical. La piste comporte un
tronçon rectiligne AB qui fait avec la verticale de B un angle α et un tronçon BO de
centre C qui se termine par une partie verticale OH
On donne : m=250g ;α= 60° ; g=10N/KG BC=CO=r=2,5m ; OH=0 ,7m
1) Le corps est lancé de A vers B
a) Etablir la nature de son mouvement entre A et B
b) Calculer la vitesse minimale avec laquelle il faut lancer le corps du point A
pour qu’il arrive en B avec une vitesse nulle
2) Le corps qui B avec une vitesse nulle .A un instant quelconque, sa position M est
repérée
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par son abscisse angulaire θ=(CB ; CM)
a) Etablir l’expression de la vitesse du corps en M en fonction de g ; r ; θ
.Faire l’application numérique pour θ= 30°
b) Etablir l’expression de l’ intensité de le réaction R de la piste sur le corps en
fonction de g ; m ; θ.
Faire l’application numérique pour θ= 30°
c) Donner les caractéristiques de la vitesse du corps en O
EXERCICE 3
On considère la famille radioactive dont le nucléide père est l’uranium 92238U
et le nucléide final stable est le plomb 82206Pb.
1)Le radium 88226Ra est un nucléide de cette famille qui à la suite de désintégration
de type α ou β- conduit au plomb 82206Pb.
a) Donner l’ équation générale de la radioactivité α
En utilisant
des éléments de cette famille notés dans le tableau ci-après
,écrire l’ équation d’une désintégration de ce type.
88
226Ra
86
222Rn
84
210Po
82
206Pb
b) Donner l’équation générale de la radioactivité β-.
c) Quels sont les nombres de désintégrations de type  et de type - permettant
de passer du noyau 88226Ra au noyau 82206Pb. ?
2) On considère une masse mo de radon à une date choisie comme des temps. La
période du radon est de 3,825 jours.
a) Déterminer la masse de radon restant au bout de 1,2,3,…..,n périodes.
b) Calculer les durées nécessaires pour désintégrer les 4 /9 et les 9/10 de la
masse mo de radon.
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EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°03
A CHIMIE
EXERCICE 1
Une amine saturée A contient 31,2% en masse d’azote
1)Donner sa formule brute et écrire les formules semi-developpées possibles pour A
2)On dissout dans l’eau pure 1,125g de l’isomère A1 (amine primaire ), le volume de
la solution obtenue est 250cm3.Le pH de cette solution est égale à 11,9
a)Déterminer la concentration molaire Cb de la solution
b)Ecrire la réaction accompagnant la mise en solution de cette amine dans l’eau.
Indiquer le nom de l’acide conjugué
c)Recenser les différentes espèces chimiques présentes dans la solution et
déterminer leurs concentrations molaires
d)En déduire la constante d’acidité Ka et le pKa du couple acide/base considérée
3)On fait réagir maintenant du chlorure maintenant du chlorure d’éthanoyle sur
l’isomère A1 Ecrire l’équation bilan correspondant à cette réaction
Donner la fonction chimique et le nom du composé obtenu
4)Le 2-bromobutane réagit avec l’isomère A2 (amine secondaire),on effectue une
seule réaction d’HOFMANN qui donne une amine tertiaire A3
a)Ecrire l’équation bilan de cette réaction
b)Donner le nom et la formule semi-développée de l’amine A3
c)Indiquer la propriété des amines mise en jeu dans cette réaction
d)L’amine A3 obtenue est-elle chiral ?Pourquoi ? Si, oui représenter les deux
énantiomères
EXERCICE 2
La glycine est un acide -aminé dont le nom dans la nomenclature officielle est
acide 2-amino éthanoïque. En solution dans l’eau, il est presque exclusivement sous
forme d’amphion ou zwitterion.
1) Donner la formule semi-développée de la glycine. et celle de l’Amphion
correspondant
2) Quelle est la formule de la forme cationique de la glycine ?
3) Quelle est la formule de la forme anionique de la glycine ?
4) De ces trois espèces ( Amphion, forme cationique, forme anionique ), quelle
est celle qui est majoritaire dans les trois cas suivants : pH=1 ;pH=11,pH=5 ?
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5) Ecrire les formules semi-développées des dipeptides que l’on peut obtenir à
partir d’un mélange de glycine et d’alanine ( acide 2-aminopropanoique)
Mettre en évidence dans ces formules, le groupement peptidique de ces
composés
B PHYSIQUE
EXERCICE 1
I Un skieur de masse m=80kg est propulsé en O1 avec une vitesse Vo=10m/s
inclinée d’un angle  =45° par rapport à l’horizontale (voir figure ) g=10N/KG
On assimilera dans tout l’exercice ce skieur à un point matériel et on négligera
l’action de l’air sur lui
1) Montrer que la trajectoire du skieur est plane
2) Etablir dans le repère donné l’équation de cette trajectoire
3) Quelle est dans ce mouvement, la hauteur maximale atteint par le skieur ?
II En A le skieur aborde une piste formée de trois parties AB BC et CD avec une
vitesse VA qu’on supposera nulle ici
La partie AB représente un sixième de circonférence verticale de rayon r= 5m et de
centre O2, BC est une partie rectiligne de longueur r et CD est un quart de
circonférence de rayon r et de centre O3
1) On considère la piste ABC verglacée, les frottements sont suffisamment
faibles pour être négligés. Calculer dans ces conditions la vitesse du skieur au
passage en B :VB et en C :VC
2) On considère cette fois-ci la piste enneigée. Le skieur est donc freiné dans
son élan .On supposera pour simplifier que la résultante des forces de
frottements ,constamment tangente à la courbe, garde un module constant f
sur le trajet ABC
a) Exprimer VB en fonction de m, r, f et g
b) Exprimer VC en fonction de VB, m, r et f
c) Calculer l’intensité de la force de frottements f si le skieur arrive en C
avec une vitesse nulle
3) Le skieur arrive en C avec la vitesse VC et aborde la partie CD qui est
verglacée, les frottements sont donc négligés
Il passe en un point E de la partie CD défini par l’angle
 ,déterminer :
Sa vitesse VE en fonction de VC ,g,r et 
La réaction R de la piste sur le skieur en fonction de m ,VC, g,r et 
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EXERCICE 2
Le nucléide 210 83Bi du bismuth est radioactif β- la masse du noyau est 209,9975uma
1) Calculer le défaut de masse du noyau et en déduire l’énergie de liaison
par nucléon
2) La constante radioactive du bismuth 210 est λ=5,77.10-4 s-1 , calculer la
période ou demi-vie T du bismuth 210
3) Un échantillon contient à l’instant t=o une masse mo=1mg de bismuth
210, déterminer l’activité de cet échantillon aux instants t=o et t=T
4) Ecrire l’équation de désintégration du bismuth en précisant les lois de
conservations utilisées. On choisira le noyau formé dans l’extrait du
tableau de classification périodique suivant
Numéro atomique 80
81
82
83
84
85
86
Symbole
Hg
Ti Pb
Bi Po At Rn
EXERCICE 3
On donne la constante de gravitation G=6,67x10-11 S I
On étudie le mouvement d’un satellite de la planète Saturne de masse M ,Le
mouvement du satellite assimilé à un point matériel de masse M est étudié dans un
référentiel considéré comme galiléen muni d’un repère ayant son origine au centre O
et de rayon r
1) Indiquer les caractéristiques de la force gravitationnelle exercée par Saturne
sur le satellite
2) En déduire que le mouvement du satellite est uniforme
3) Exprimer la vitesse v et la période T du satellite en fonction de G,r et M
.Montrer que le rapport r3/T2 est constant
4) Sachant que la période de révolution du satellite Mimas est T=22,6heures et
que le rayon de son orbite est r=185500km.Calculer la masse M de Saturne
5) Un autre satellite de Saturne Rhéa a une période T’=108,4heures.En déduire
le rayon de l’orbite de Rhéa
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EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°04
A CHIMIE
EXERCICE 1
On donne les formules brutes de quelques amines et les PKA des couples acidobasiques dont ils constituent la base :
- Méthylamine
CH5N
PKA=10,7
- Dimethylamine
C2H7N
PKA=10,7
- Ethylamine
C2H7N
PKA=10,8
- Triméthylamine
C3H9N
PKA=9,8
1) a- Donner la formule semi-developpée de ces amines
b-les solutions aqueuses des ces amines sont-elles acides ou basiques ?
Justifier ta réponse
c- Ecrire pour chacune des amines considérées , le couple acide /base
correspondant
d- Quel est l’acide le plus fort ?Quelle est la base la plus forte ?Justifier ta
réponse
2) Les amines primaires et secondaires peuvent réagir dans certaines conditions
avec les chlorures d’acyle
a) Ecrire l’équation bilan de la réaction de la méthylamine avec le chlorure
d’acyle
b) Quel caractère particulier de l’amine est mis en évidence par cette
réaction ? Interpréter
c) Quelle est la fonction du composé organique obtenu ?Donner son nom
EXERCICE 2
Un ester A a pour formule C4H8O2
1) Quelles sont les formules semi développées possibles pour cet ester ?
Dans chaque cas, le nommer et écrire l’équation bilan de la réaction
d’estérification permettant de l’obtenir
2) Soit B l’acide carboxylique et C l’alcool utilisés pour la synthèse de A
.Déterminer les formules de A ,B et C sachant que l’oxydation ménagée de C par
un excès de permanganate de potassium en milieu acide conduit à B
B /PHYSIQUE
EXERCICE 1
1) L’isotope 210 du polonium Po (Z=84) est un élément radioactif de type 
a) Donner la composition du noyau de cet atome
b) Expliquer en quoi consiste la radioactivité 
c) Ecrire l’équation de la désintégration produit en indiquant les lois de
conservation qu’il faut respecter
On donne un extrait du tableau de classification des éléments
81Tl
82Pb
83Bi
84Po
85At
86Rn
87Fr
2) On donne la masse des noyaux :m Po=209,9407 u, m Pb=205,9295u et
m=4,0015u, u=931MEV/c2
Calculer l’énergie émise au cours de cette réaction nucléaire de désintégration
3) La période du polonium 210 est T=138 jours. Que signifie cela ?
Sachant qu’un échantillon contient en moyenne No noyaux radioactifs à l’instant t=o,
calculer l’activité A(t)=-dN/dt à l’instant t=o soit Ao en fonction de NoA quelle date t,
cette activité sera-t-elle A=Ao/10
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EXERCICE 2 ( VOIR FIGURE DE L’EXERCICE 2)
On réalise le montage suivant qui comporte un conducteur ohmique de résistance
R=1000Ω et un dipole de nature inconnue pouvant être un condensateur de capacité
C ou bien une bobine d’inductance L et de résistance r négligeable. L’ensemble est
alimenté par un G.B.F
1) Quelles sont les grandeurs électriques visualisées par l’oscillographe ?
2) Déduire de l’oscillogramme, les valeurs de la fréquence f, de l’impédance Z du
circuit et le déphasage φ de la tension par rapport à l’intensité
3) Donner l’expression de l’intensité du courant en fonction du temps
4) Quelle est la nature du dipole X
5) Répondre par VRAI ou FAUX
Pour un circuit (R,L,C) série donné à la résonance :
a) la fréquence peut être quelconque
b) La fréquence dépend de la valeur de R
c) L’intensité efficace est minimale
d) L’intensité efficace est maximale
e) Les courbes u(t) et i(t) sont en phase
f) Les courbes u(t) et i(t) sont déphasées
EXERCICE 3 (voir figure 3)
Le circuit représenté sur la figure de l’exercice 2 est branché aux bornes d’un
générateur délivrant une tension alternative sinusoïdale u de pulsation ω
La tension u=uAD est représentée sur l’écran de l’oscillographe (voie1).
La tension u1=uBD proportionnelle à l’intensité i du courant électrique est également
représentée sur cet écran (voie 2)
Le balayage horizontal est réglé sur 2mS/cm et la sensibilité verticale sur 2V/cm pour
la voie 1 sur 0,25V/cm pour la voie 2
1) On observe sur l’écran les courbes de la figure 2
a) Définir l’état particulier dans lequel se trouve le circuit en justifiant la
réponse
b) A l’aide de l’oscillogramme (figure 2) déterminer la période T la
fréquence f la pulsation ω et la résistance R =r1 + r du circuit
2) La bobine est remplacée par une résistance de valeur r, on observe sur
l’écran les courbes de la figure 3 avec les mêmes réglages que
précédemment pour l’oscillographe
a) La tension u=uAD est-elle en avance ou en retard de phase par rapport
à uBD ? Pouvait-on prévoir ce résultat ?
b) En utilisant l’oscillogramme, calculer le déphasage φ de la tension u AD
par rapport à uBD .Expliciter uBD ( t ) et uAD ( t )
c) A l’aide d’une construction de FRESNEL trouver une relation entre φ ,R
,C et ω
d) Calculer des valeurs approchées de L et de C
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EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°05
A CHIMIE
EXERCICE 1
On considère trois solutions aqueuses S1, S2 et S3 respectivement d’acide
chlorhydrique, d’acide ethanoique et de chlorure de methylammonium de même
concentration C et dont les PH respectifs sont : 2 ; 3,3 et 6,3.
1) Pourquoi l’acide chlorhydrique est-il appelé acide fort ?
2) Calculer les concentrations des espèces acides et bases conjuguées dans les
solutions S2 et S3
3) a) Calculer les PKA des couples acide base présents dans les solutions S2 et
S3
b) Comparer les forces de l’ion ethanoate et de la méthylamine
4) Sur une échelle de PH, représenter les zones de prédominance de chacune
des espèces du couple de la solution S2
5) On dose 20ml d’une solution d’acide éthanoïque de concentration Ca par une
solution d’hydroxyde de sodium de concentration Cb=10 –2 mol/L
a) On dispose des indicateurs colorés suivants :
Indicateur coloré
Zone de virage
Hélianthine
3,1 à 4,4
B.B.T
6,2 à 7,6
Phenolphtaleine
8 à 10
Le choix de l’indicateur coloré dépend-il de la concentration de l’acide à
doser ?Justifier
b) Le virage de l’indicateur est obtenu pour un volume de base
Vb=15ml.Calculer Ca et dire quel indicateur a-t-on utilisé ?
EXERCICE 2
1) On dispose d’un mélange de propan-1-ol noté A et de propan-2-ol noté B dont
la masse totale est de 18g.
Ecrire les formules semi-developpées de ces deux alcools et préciser leur classe
2) On procède à l’oxydation ménagée en milieu acide de ce mélange par une
solution aqueuse de dichromate de potassium en excès
On admet que A ne donne que le composé C et B que donne D
a) Ecrire les formules semi-developpées de C et D ,les nommer
b) Quels tests permettent de caractériser la fonction chimique de D sans
ambiguïté ?
c) Ecrire l’équation bilan de la réaction d’oxydoréduction de A en C
sachant que l’un des couples oxydant-reducteur mis en jeu est
Cr2O72- / Cr3+
3) On sépare C et D par un procédé convenable. On dissout C dans l’eau et on
complète le volume à 100ml.On prélève 10ml de la solution obtenue que l’on
dose par une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium à 1 mol/L,
l’équivalence acido-basique est obtenue quand on a versé 11,3ml de solution
d’hydroxyde de sodium
Déterminer la composition massique du mélange initial
On admettra que les réactions d’oxydations de A et de B sont totales
Masses molaires atomiques en g/mol :H=1 ; C=12 ; O=16
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B PHYSIQUE
EXERCICE 1
Le nucléide47Ag est radio-actif β-.
A-1-Ecrire l’ équation de cette réaction nucléaire en précisant les règles utilisées.
2-Préciser le symbole du noyau-fils et donner la composition de son noyau.
On donne un extrait de la classification des éléments :
43Tc
44Ru
45Rh
46Pd
47Ag
48Cd
49In
B-1- Donner sans démonstration la formule traduisant la loi de décroissance radioactive en indiquant la signification de chacun des termes.
2-Définir la période T .
3-Etablir l’ expression de la constante radio-active λ en fonction de T.
4 –On étudie l’ évolution de l’ activité d’un échantillon du nucléide Ag au cours du
temps. L’activité A est définie par A=-dn /dt et exprimée en becquerels.
a)Exprimer l’ activité A en fonction du temps.
Recopier et compléter le tableau de mesures ci-après :
T(min) 0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
A(Bq) 89 73
63
52
46
39
33
29
24
21
18
LnA
b)Tracer la courbe représentative lnA=f(t)
ECHELLES : EN ABSCISSES :1CM=0,5MIN ET EN ORDONNEES :1CM=0,5
c) déterminer λ et en déduire T
EXERCICE 2
On veut étudier la réponse en intensité d’un dipôle RLC série soumis à une tension
sinusoïdale. Le circuit électrique comprend montés en série :
 un générateur base fréquence imposant entre ses bornes une tension sinusoïdale
 un conducteur ohmique de résistance R = 40Ω
 une bobine d’inductance L = 0,40H , de résistance r = 25 Ω
 un condensateur de capacité C = 10μF
1) On veut visualiser sur l’écran d’un oscilloscope en voie A la tension u aux bornes du
générateur et en voie B la tension uR aux bornes du conducteur ohmique. Reproduire la
figure et représenter les connexions à réaliser entre le circuit et l’oscilloscope.
Représenter par des flèches sur le schéma les tensions u et uR.
2) Le générateur délivre une tension de valeur maximale Um = 5,6V et de fréquence N =
50Hz
a) En utilisant le diagramme de Fresnel, déterminer le déphasage de la tension par
rapport à l’intensité. Préciser si le circuit est inductif ou capacitif.
b) Déterminer l’impédance du circuit et en déduire l’intensité efficace.
c) Calculer la puissance moyenne du dipôle RLC.
3) En maintenant constant la valeur Um = 5,6V de la tension, on fait varier la fréquence
jusqu’à ce que la tension soit en phase avec l’intensité.
a) Déterminer la fréquence correspondante. Quelle est dans ce cas la valeur de la
tension efficace ?
b) Quelle est la largeur de la bande passante ?
c) Calculer le facteur de qualité.
d) Calculer la tension aux bornes du condensateur ?
15
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°06
A CHIMIE
EXERCICE 1
Soit S une solution aqueuse d’un acide faible noté AH dont la base conjuguée est A a un PH=2
1) On dose un volume V=10ml de S par une solution d’hydroxyde de sodium de
concentration C’=2x10-1 mol/L.L’ équivalence acido-basique est obtenue pour
un volume versé V’=5,5ml de solution d’hydroxyde de sodium
a) Ecrire l’équation bilan de cette réaction chimique
b) Calculer la concentration C de cette solution
2) Indiquer les espèces chimiques présentes dans la solution S
3) Calculer les concentrations des espèces chimiques présentes dans la solution
S.En déduire le PKA du couple acide-base
4) Cet acide AH est un acide dichloro alcanoide :deux atomes d’hydrogène de la
chaîne carbonée d’un acide carboxylique saturé ont été remplacé par deux
atomes de chlore
a) Sachant que 700ml de S contiennent 11g de cet acide, déterminer la
formule brute de AH
b) Donner la formule semi-developpée et le nom de chacun des
isomères possibles de AH
H=1g/mol O=16g/mol C=12g/mol Cl=35,5g/mol
EXERCICE 2
On considère une solution aqueuse d’acide 2-amino propanoique ou alanine
1- a) Ecrire la formule semi developpée de l’alanine et montrer qu’elle est chirale
b) Donner la représentation de Fischer des deux stéréo-isomères de l’alanine en
donnant les conventions utilisées
2- a) Montrer que cette molécule est susceptible de se transformer en un ion
dipolaire appelé Amphion
b) Ecrire les équations chimiques des deux réactions de l’Amphion sur l’eau,
mettre en évidence les couples acido-basiques
3- Les PKA respectifs de ces couples acido-basiques ont pour valeurs : PKA1=2,3 et
PKA2=9,9
Sur un axe de PH indiquer en les justifiant les domaines de prédominance des
espèces chimiques appartenant aux deux couples
16
B PHYSIQUE
EXERCICE 1( voir figure 1)
Un circuit comporte en série les éléments suivants :
-un générateur de tension sinusoïdale de valeur maximale UMAX=4V dont la
fréquence f peut être modifiée
-un condensateur de capacité C=10,5μF
-une résistance R=5Ω
-une bobine L
1)Quelles sont les grandeurs observées sur chacune des deux voies ?
2)Indiquer les valeurs suivantes :
a) de l’intensité maximale Imax du courant parcourant ce circuit
b) du déphasage (temporel et angulaire ) entre la tension et l’intensité
3)On fait varier la fréquence f de la tension appliquée aux bornes du GBF et les
résultats de la manipulation sont consignés dans le tableau
ci dessous
F(Hz) 200 300 400 450 500 510 520 530 540 550 600 650 700
I(mA) 61,5 115 230 355 530 555 585 560 550 525 375 275 220
a)Tracer la courbe de résonance :échelles : 1cm=50mA et 1cm=40Hz (pour l’axe
horizontal commencer la graduation à partir de 160Hz)
b)En déduire :
La fréquence de résonance fo,
L’intensité de résonance Io,
L’impédance Z du circuit
La résistance r de la bobine
La bande passante
Le facteur de qualité Q
EXERCICE 2
Dans tout l’exercice, les frottement seront négligeables. Un solide de masse m est
soumis à la seule force de pesanteur. Son centre G décrit une trajectoire dans un
plan vertical.
Le solide, lancé d’un point O avec une vitesse Vo telle que (Vo ;Ox) = α, tombe dans
un wagonnet situé à une distance ho au dessous de O conformément au schéma cidessous.
On donne : ho= 4m ; Vo= 2,2m/s ; α=20°; g= 9,81m/s2.
1)Etablir l’équation de la trajectoire du centre d’inertie G du solide. Quelle est la
nature du mouvement ?
2)Quelle doit être l’abscisse Xw du milieu W du wagonnet pour recevoir correctement
le solide ?
3)Calculer la hauteur maximale atteinte par le solide lors de son mouvement.
4)Calculer la norme du vecteur vitesse avec laquelle le solide arrive dans le
wagonnet.
17
EXERCICE 3
1) On considère le nucléide dont le symbole est
235
92
U
a) Quel est le nom et le nombre de particules constituant ce nucléide ?
b) Définir et calculer l’énergie de liaison par nucléon
2)On considère la réaction suivante :
235
92
U+10N
95
Y
39
+ A Z I+ 2 1 0N
a) Quel est le nom de ce type de réaction ?
b) Déterminer les nombres A et Z
3) Le nucléide 95 39Y est radioactif :il subit une désintégration βa) Ecrire l’équation de la désintégration
b) Calculer l’énergie émise au cours de cette désintégration sachant que la
masse du noyau qui se forme est 94,8861 uma
c) La période de 95 39 Y est de 10minutes.Un échantillon contient 106 noyaux à
l’instant t=0.Combien en reste-t-il au bout d’une heure ?
Données : 1uma=1,66x10-27 kg=931,5Mev/c2
m(n)=1,008665 uma, m(p)=1,007276 uma
m(noyau de 235U)=234,9934 uma; m(noyau de95Y)=94,8911 uma
Elément chimique
Z
Rb
Sr
Zr
Nb
37
38
40
41
18
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°07
A CHIMIE
EXERCICE 1
1) L’analyse d’un échantillon d’une amine secondaire fournit les résultats
suivants : C :61,02%
H :15,25% .En déduire la formule brute de l’amine
sa formule semi-developpée et son nom
2) Ecrire l’équation bilan de la réaction qui accompagne la dissolution de cette
amine dans l’eau
3) Quel chlorure d’acyle faut-il faire réagir avec l’amine secondaire pour obtenir
la N,N-Éthylmethylpropanamide ? Ecrire l’équation bilan de cette réaction
H= 1g/MOL C=12g/MOL N=14g/MOL
EXERCICE 2
1) Quelle est la forme d’un acide a-aminé en solution aqueuse ? Comment
évolue cette forme en milieu acide ? En milieu basique ?
2) a) Donner la formule de l’alanine. Quelle est la forme De cet acide a-aminé en
solution aqueuse ? Comment évolue cette forme en milieu acide ? En milieu
basique ?
b) On associe à cet acide aminé deux valeurs de pKa (pKa1=2,35 et pKa2=9,87 )
relatifs en milieu aqueux. Quels sont les couples associés à ces pKa ?Quelles sont
les espèces prépondérantes à pH=2 ? à pH=11 ? à pH=6 ?
c) Ecrire les équations de dissociation ionique relatives à chacune de ces constantes
3) On réalise une réaction d’Hoffmann à partir de la triethylamine avec
l’iodomethane
Comment pourrait-on obtenir ce composé (triethylamine )en partant d’une amine
primaire ?
B PHYSIQUE
EXERCICE 1
On branche en série une résistance R une bobine d’inductance L=1,2H et de
résistance r, et un condensateur de capacité C=60x10-9 F
On l’alimente ce circuit par une tension sinusoïdale de valeur efficace U=8V et de
fréquence f variable. On relève alors le tableau de résultats suivants où I est en
valeur efficace
f(HZ) 200
300
400
500
520
540
570
580
590
600
I(mA) 0,8
1,5
2,65 6
7,6
8,75 15,5 20,5 21
20,7
f(HZ) 630
640
660
680
700
750
800
900
1000
I(mA) 15
13,1 10,6 8,2
6,65 4,6
3,5
2,65 2,1
1) a- Tracer sur la feuille millimétrée la courbe représentative I en fonction de f
Echelles : 1cm pour 1mA et 1cm pour 50HZ
b- Quel phénomène cette courbe met-elle en évidence ?
c- Quelle est la fréquence de résonance fo ?Cette valeur correspond-elle
à celle que donne e calcul ?
2) Evaluer à l’aide de la représentation graphique la bande passante
3) Déterminer la valeur de la résistance R’ totale du circuit
4) Définir puis calculer le facteur de qualité Q du circuit
5) Quelle est la tension efficace Uc aux bornes du condensateur à la
résonance ?
19
EXERCICE 2
On considère un dipôle D de nature inconnue monté en série avec un
conducteur ohmique de résistance R=100 et un générateur de basses
fréquences de tension sinusoïdale dont la fréquence et la tension efficace sont
réglables .On utilise un oscilloscope dont les réglages. On utilise un
oscillographe dont les réglages sont les suivants :
500ms/cm pour le balayage ,pour la voie 1 :0,5V/cm et pour la voie 2 :1V/cm
1) Quelles sont les grandeurs observées par chacune des deux voies ?
2) En déduire
a- La fréquence de la tension sinusoïdale
b- Les valeurs efficaces de l’intensité i(t) qui traverse le circuit de la
tension u(t) aux bornes du générateur
c- Le déphasage  de la tension par rapport à l’intensité ,préciser s’il y a
avance ou retard.
d- On envisage pour le dipôle D certaines hypothèses :D est un
conducteur ohmique, D est une bobine de résistance r et d’autoinductance L ,D est un condensateur, D est une bobine de résistance r
et d’auto-inductance L en série avec un condensateur de capacité C.
Sans calcul et en justifiant, éliminer les hypothèses non vraisemblables
3) La tension efficace aux bornes du générateur étant maintenue constante à la
valeur Uo=12V on fait varier la fréquence et on relève à chaque fois la valeur
de l’intensité efficace. Pour une fréquence No=2150HZ on constate que
l’intensité efficace passe par un maximum de valeur Io=107mA .
Quelle est donc la nature exacte du dipôle D ?En déduire toutes les valeurs
numériques qui le caractérisent
EXERCICE 3
Dans une fête foraine, un wagonnet se déplace sur la piste d’une montagne russe,
sous l’action de son poids. On l’assimile à un point matériel de masse m glissant
sans frottements sur son support.
On donne h = 8 m ; R = 3 m et g = 10 m/s2.
1-Le wagonnet possède en A une vitesse V1 = 1m/s. Calculer sa vitesse en B.
2-Il effectue ensuite une portion de boucle circulaire contenue dans un plan vertical.
Définir et représenter les forces appliquées au mobile quant il est en C.
En déduire la vitesse minimale qu’il doit avoir en C pour rester en contact avec la
piste.
3-En utilisant les données numériques initiales, calculer la vitesse du mobile en C et
montrer que celle-ci est suffisante pour qu’il reste en contact avec la piste.
20
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°08
A CHIMIE
EXERCICE 1
Une amine primaire A de formule brute C5H13N est optiquement active
1) Donner les formules semi-developpées possibles de A
2) Traitée avec l’iodomethane en excès l’amine A conduit à un iodure
d’ammonium quaternaire B
B peut par ailleurs être obtenu par action du 2-iodopentane sur la triméthylamine
a)Donner la formule semi-developpée de B et en déduire celle de l’amine A
b)Ecrire l’équation bilan de la réaction entre le 2-iodopentane et la triméthylamine
EXERCICE 2
1) Quelle classe de composé la formule ci-dessous représente-t-elle ?
2) R1 et R2 sont dans ce problème des groupes alkyles comportant au moins un
atome de carbone. Quelle est la formule brute d’une amide dont la molécule
renferme n atomes de carbone ?
3) Une amide du type
contient en masse 16,09% d’azote
a) Quelle est sa formule brute ?
b) Ecrire les formules semi-developpées de tous ses isomères amides
4) L’un de ceux-ci est obtenu par réaction entre la méthylamine et le chlorure de
propanoyle. Ecrire l’équation bilan de la réaction et donner le nom de l’amide
obtenue H= 1g/MOL C=12g/MOL N=14g/MOL
B PHYSIQUE
EXERCICE 1
Soit un solénoïde de longueur l=80 cm comportant 1250 spires/mètre ,de rayon
r=2cm et parcouru par un courant d’intensité I=5A
1) a) Faire un schéma du solénoïde et préciser le sens de parcours du courant
b) Calculer et représenter sur un schéma clair l’intensité du champ
magnétique créé au centre du solénoïde par le passage du courant
2) L’inductance L de ce solénoïde est donnée par la relation L=
a) Quelle est la relation entre B et L ?
b) Calculer l’inductance L de ce solénoïde
3) a) Quelle est l’énergie emmagasinée dans ce solénoïde ?
b) Quand et comment sera-t-elle restituée au circuit ?
4) Le solénoïde est à présent parcouru par un courant d’intensité variant en
fonction du temps comme l’indique la figure ci-dessous
21
a) Déterminer la force électromotrice d’auto-induction e qui apparaît aux bornes
de la bobine pour chacune des trois phases
b) Tracer le graphe e=f(t) pour t E [0,6ms]
EXERCICE 2
Un objet ponctuel (S) de masse m part sans vitesse initiale d’un point I situé à
l’altitude h, au dessus du plan horizontal(H).Il glisse le long d’une piste ABOC se
raccordant tangentiellement en O à (H).
Sur la piste ABO le glissement s’effectue sans frottement .Sur le plan horizontal
(H) l’existence des frottements fait que l’action R exercée par (H) sur (S) est inclinée
de Θ=10° sur la verticale.
On donne m=0,1kg h=1 ;2m ;g=9 ;8m/s2
1-Calculer la vitesse de (S) lors de son passage au point O.
2-Apres le passage de(S) au point O
a)Calculer l’intensité de la réaction R
b)Calculer l’accélération du mouvement de (S) sur le plan horizontal
c)En précisant l’ origine des dates et l’origine des espaces donner l »équation
du mouvement de (S) .
d)Calculer à quel instant et à quelle distance de O il s’arrêtera.
EXERCICE 3
Le télescope spatial HUBBLE a été mis en orbite circulaire autour du centre O de la
terre. Il évolue à une altitude h=600km et transmet des informations via un satellite
géostationnaire
1) Rappeler l’expression de la vitesse v d’un satellite sur sa trajectoire
circulaire dans le référentiel géocentrique
2) a- Calculer la vitesse v du satellite HUBBLE sur son orbite
b- Calculer sa période de révolution T
3) a- Qu’appelle-t-on satellite géostationnaire ?
b- A quel plan son orbite doit-elle appartenir ?
c- Quelle est sa période de révolution ?
d- A l’aide de la troisième de KEPLER, calculer son altitude h
Données : RT=6380km , go=9,81m/s2 durée du jour sidéral=86164s
22
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°09
A CHIMIE
EXERCICE 1
Une amine saturée A contient 31,2% en masse d’azote
1)Donner sa formule brute et écrire les formules semi-developpées possibles pour A
2)La réaction de l’amine A avec le chlorure d’éthanoyle conduit à la
N,N-dimethyléthanamide B
a)Ecrire la formule semi-developpée de B .Comment appelle-t-on ce type de
composé
b)En déduire la formule semi-developpée de l’amine A et écrire l’équation bilan de la
réaction mise en jeu
EXERCICE 2
On dissout 7,5g d’une amine A dans l’eau pure de façon à obtenir un litre de solution.
On dose 40cm3 de cette solution par de l’acide chlorhydrique de concentration
C=2.10-1 mol/L. Le virage de l’indicateur coloré se produit quand on a versé 20,5cm 3
d’acide
1) En déduire la masse molaire de l’amine A et sa formule brute
2) L’action de l’iodomethane sur l’amine A permet d’obtenir une amine
secondaire, une amine tertiaire, ainsi qu’un iodure d’ammonium quaternaire.
Quelles sont les formules semi-developpées possibles de A ?
3) On sait par ailleurs que l’amine A est chirale. Montrer que sa formule
semi-developpée peut être déterminée sans ambiguïté
4) Ecrire les formules semi-developpées des amines et de l’ion ammonium
quaternaire obtenus par action de l’iodomethane avec l’amine A. L’ion
ammonium quaternaire présente-t-il des propriétés nucléophiles ?Pourquoi ?
B PHYSIQUE
EXERCICE 1
L’inductance d’une bobine longue est donnée par la formule L=
Soit un solénoïde de résistance négligeable de longueur l=1m Il comporte N=1000
spires circulaires de rayons r=5cm.Le sens de l’orientation pour l’intensité i est choisi
de A vers C dans le solénoïde
1) Il est parcouru par un courant d’intensité i=5A
a) Schématiser l’enroulement du solénoïde
b) Donner les caractéristiques du champ magnétique B crée dans la
région centrale du solénoïde par le passage du courant .Proposer des
expériences permettant de déterminer ces caractéristiques
c) Calculer la valeur L
2) Ce solénoïde est maintenant parcouru par un courant dont l’intensité i(t) varie
avec le temps comme l’indique la figure ci-dessous
23
Un phénomène d’auto-induction prend naissance dans le solénoïde dont les bornes
A et C sont reliées à un oscilloscope afin de visualiser la tension uAC
a) Donner l’expression de la tension uAC au cours des deux phases pour t
variant de o à 50ms
b) Tracer la courbe uAC visualisée à l’oscilloscope sachant que la base de
temps est réglée sur 10ms/div et la sensibilité verticale est de 0,5V/div
EXERCICE 2
La résistance de l’air est négligeable
1)Un solide S assimilable à un point matériel de masse m=200g est abandonné
sans vitesse initiale en un point A d’un plan incliné d’un angle α=20° par rapport à
l’horizontale. Dans un premier temps, les frottements étant négligeables, montrer que
le solide S est animé d’un mouvement rectiligne uniformément accéléré. Calculer son
accélération et sa vitesse au point B tel que AB=1m
2)En réalité, à cause des forces de frottements , le solide S toujours abandonné au
point A sans vitesse initiale passe en B avec une vitesse VB= 2m/s. En déduire la
valeur supposée constante des forces de frottements sur le trajet AB
3)L’extrémité du plan incliné se trouve à une hauteur H= BC=1m au dessus du sol
horizontale. Le solide S passe au point B à la date t=o
a)Etablir dans le repère (B ,i ,j ), l’équation de la trajectoire de S pour
t >O en
fonction de VB ,g et α
b)Déterminer numériquement la position du point d’impact P de S sur le sol avec
VB= 2m/s. et α=20°
EXERCICE 3
Un petit solide S assimilable à un point matériel de masse m peut glisser sans
frottement dans une gouttière ABCD : AB est une portion rectiligne horizontale, BCD
est un demi-cercle de rayon r de centre O .On prendra g=10m/s2
Le solide S est lancé de A vers B à la vitesse VA
1)Quelle condition doit vérifier VA si l’on veut que S parvienne jusqu’en C et
éventuellement dépasse ce point ?(Etablir une inégalité faisant intervenir VA ,r et g)
r=20cm
2)Soit R la réaction de la gouttière sur le solide S
.Exprimer le module de la réaction R en fonction de r ,m,g , VA et de l’angle θ=(OB
,OM)
On donne r=20cm et m=100g
3)le solide S arrive entre C et D ,il peut se décoller de la gouttière .Soit θo la valeur
de l’angle θ au moment du décollage. Trouver une relation entre θo ,r, g et VA
.Calculer θo on donne :r=20cm, g=10m/s2, m=100g et VA=3m/s
4)Quelle condition doit vérifier VA si l’on veut que S parvienne jusqu’en D ?
24
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°10
A CHIMIE
EXERCICE 1
Considérons les formules semi développées suivantes
a) CH3-CHOH-COOH
b) CH3-CHOH-CH2-CH3
c) CH3-CHOH-CHOH-CH3
1)Définir les termes suivants: carbone tétraédrique, carbone asymétrique et molécule
chirale
2)a- Identifier les carbones asymétriques présents dans chaque formule à l’aide
d’Astérix
b- Déterminer les molécules chirales parmi les trois et justifier ta réponse
c- Représenter les couples d’énantiomères de chaque molécule chirale
3) Donner les formules semi-developpées des amines chirales de formule
brute :C4H11N Préciser leur nom et leur classe
EXERCICE 2
O
Un ester a pour formule R-C-O-R’ avec R et R’ étant des groupes alkyles
CnH2n+1.La masse molaire de cet ester A est M =116g/mol .Par hydrolyse de cet
ester A , on obtient deux composés B et C
1)Ecrire l’équation chimique traduisant la réaction d’hydrolyse
2)Le composé B obtenu est un acide carboxylique, on en prélève une masse
m=1,5g que l’on dilue dans de l’eau pure . La solution obtenue est dosée par une
solution d’hydroxyde de sodium de concentration C=2mol/l. L’équivalence a lieu
lorsque l’on a versé un volume v=12,5cm3 de la solution d’hydroxyde de sodium
a) Quelle est la masse molaire du composé B
b) Donner sa formule semi-developpée et son nom
2) a) Le composé C a pour formule brute C4H10O donner la formule semideveloppée de ses isomères
b) En déduire les différentes formules semi-developpées possibles pour l’ester
A.Donner dans chaque cas envisagé le nom de l’ester
3) L’oxydation de C conduit à un composé D qui donne avec la 2,4-D.N.P.H un
précipité jaune ,mais est sans action sur le réactif de SCHIFF
a) Quels sont la formule semi-developpée et le nom de D . ?
b) Quel est le composé C ?
c) Donner maintenant la formule semi-developpée de l’ester
25
B/PHYSIQUE
EXERCICE 1
On branche un générateur de basses fréquences GBF aux bornes d’un circuit
(R.L.C), la valeur efficace U de la tension sinusoïdale délivrée par le GBF est
maintenue constante. On relève l’intensité efficace en fonction de la fréquence f.
On obtient les résultats suivants :
I(mA)
12
15,5
21
29
42,5
53
67
84
93
F(Hz)
50
60
70
80
90
95
100
105
108
I(mA
100
94
85,5
71
59
43,5
34
28
(Hz)
112,5
117
120
125
130
140
150
160
1) Faire le schéma du montage et indiquer les branchements à réaliser pour
visualiser la tension aux bornes du générateur sur la voie YA et la tension aux
bornes du conducteur ohmique sur la voie YB
2) Tracer la courbe de résonance
3) Déduire de la courbe : la fréquence fo et la valeur efficace maximale de l’intensité
du courant Io
4) Le condensateur a une capacité C=5microfarads, calculer l’inductance L de la
bobine
5) Déterminer la bande passante du dipole et son facteur de qualité .Le dipole est-il
sélectif ?
6) La valeur efficace de la tension d’alimentation du dipole étant U=6V
a) calculer la résistance totale du circuit. La résistance du conducteur ohmique
placé dans le circuit étant de 50Ω, calculer la résistance r de la bobine
b) Calculer l’amplitude de la tension aux bornes du condensateur à la résonance
EXERCICE 2
Un ressort à spires non jointives de longueur à vide lo=10cm peut être allongé ou
raccourci au maximum de 8,50cm
1) Le ressort s’allonge verticalement de 5cm lorsqu’un objet de masse m=100g est
accroché à son extrémité inférieure, l’autre extrémité étant fixe .Déterminer la raideur
k du ressort
2) Le ressort étant maintenu en position horizontale, on attache à son extrémité libre
un mobile assujetti à effectuer des mouvements rectilignes sans frottements selon
l’axe horizontal du ressort .Déterminer la pulsation ωo, la période To et la fréquence
No des oscillations du mobile
26
3) Le mobile est écarté de sa position d’équilibre et l’abscisse de son centre d’inertie
G est alors égale xo=5,5cm. Indiquer la loi horaire du mouvement dans les cas
suivants :
a) Le mobile est lâché sans vitesse initiale à la date t=o seconde
b) Le mobile est lâché sans vitesse initiale et passe pour la première fois par sa
position d’équilibre à la date t=0seconde
c) Le mobile est laché à la date t=o seconde avec une vitesse initiale vers les
abscisses croissantes, telle que le ressort subisse son allongement maximal
On donne :g=9,81m.s-2
27
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°11
A CHIMIE
EXERCICE 1
1) Donner la définition d’un acide, d’un acide faible
2) Dans un Becher, on place v0=20cm3 de lait , de l’eau distillée et quelques
gouttes de phenolphtaleine
On verse progressivement une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium de
concentration molaire B=2x10 –2 mol/L
Le virage de l’indicateur coloré est obtenu quand on a versé Véq=17,8cm3 de
solution d’hydroxyde de sodium
L’acide lactique C3H6O3 noté AH est le principal constituant du lait
b) Ecrire l’équation de la réaction qui a lieu
c) Sachant qu’un lait bien conservé ne doit pas contenir plus de 2,2g d’acide
lactique par litre dire si ce lait est convenablement conservé
3) Donner la formule développée de l’acide lactique sachant que sa molécule
contient en plus d’une fonction acide carboxylique, une fonction alcool et que
l’un des atomes de carbone est asymétrique
4) Donner les représentations en perspective des deux énantiomères de l’acide
lactique en précisant les conventions utilisées
EXERCICE 2
1) Donner la formule semi-developpée du butan-2-ol
2) La molécule du butan-2-ol est chirale
a. Qu’appelle-t-on molécule chirale ?
b. Quelle est la cause de la chiralité d’une molécule de butan-2-ol
Donner une représentation spatiale de chacun des énantiomères du butan-2-ol
3) On veut fabriquer le butan-2-ol par hydratation d’un alcène
a- A partir de quel alcène A peut on obtenir uniquement butan-2-ol
b- Cet alcène présente une isomérie de configuration . donner la représentation
spatiale et le nom de chacun des isomères de A
c- A quelle particularité de la liaison entre deux atomes de carbone est due cette
isomérie
B-PHYSIQUE
EXERCICE 1
Un solide (S) de masse m=0,2kg descend un plan incliné poli de longueur AB= 6 ;4m
en partant sans vitesse initiale du point A . L’angle d’inclinaison du plan par rapport à
l’horizontale est α =50°
Arrivé au bas du plan incliné, il rencontre un plan rugueux horizontal BC
où il est soumis à une force de frottement d’intensité constante f=0,6N
En C , il aborde une surface courbe CD polie de rayon r=3m . La
longueur du parcours B est 10m ,on néglige les dimensions du solide (S)
1)Quelle est la vitesse de S en B ?
2)Quelle est la vitesse de S en C ?
3)A quelle hauteur h par rapport à l’horizontale BC S remonte-t-il sur la surface CD ?
4)A quelle distance du point C , S va-t-il finalement s’arrêter ?
On donne g= 9,8N/KG
NB : IL EST EXIGE UN SCHEMA AVANT TOUT RAISONNEMENT
28
EXERCICE 2
Une piste est constituée d’une partie rectiligne AB de longueur l=5m inclinée d’un
angle α=15° avec l’horizontale suivie d’une partie circulaire de rayon r=0.5m.
L’ensemble de la piste est située dans un plan vertical
1- Un mobile ponctuel de masse m=200g est lâché de A sans vitesse .il est soumis
le long du trajet AB à une force f . Il passe en B à la vitesse VB de valeur 3.m/s
.L’intensité de la pesanteur est g=9.8N/kg .Exprimer et calculer l’intensité f de la force
de frottement
2- Le mobile se déplace maintenant sans frottement . On le lâché sans vitesse d’un
point D situé entre A et B tel que DB =x .On suppose que le changement de pente ne
provoque pas de variation de la vitesse .
a) Exprimer la vitesse VC du mobile en C en fonction de r ;α ;x ;et g
b) Exprimer en fonction de r ;α ;x ; g et m l’intensité de la réaction R exercée
par la piste sur le mobile en C
c) Quelle est la valeur minimale faut-il donner à x pour que le mobile quitte la
partie circulaire de la piste en C ? g=9,8 S I
NB : IL EST EXIGE UN SCHEMA AVANT TOUT RAISONNEMENT
29
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°12
A CHIMIE
EXERCICE 1
1- Un alcène X a pour masse molaire M=56g/mol
a) Déterminer sa formule brute
b) Ecrire les formules developpées de ses isomères de constitution possibles et
les nommer
2- a) L’hydratation de cet alcène conduit à la formation de deux alcools A et B. Ce
renseignement permet d’éliminer l’une des trois hypothèses précédentes.
Laquelle ? Quelle particularité présente l’alcène éliminé ?
b) Les deux alcools A et B subissent tous l’oxydation ménagée par le dichromate
de potassium en milieu acide , quel est le nom de l’alcène initial ?
3- Le produit d’oxydation de A donne un précipité jaune avec la D.N.P.H. et colore en
rose le réactif de Schiff
Le produit d’oxydation de B donne également un précipité jaune avec la D.N.P.H.
,mais est sans action sur la liqueur de Fehling
a) Ecrire la formule developpée et nommer A
b) Ecrire la formule developpée et nommer B
c) L’un d’entre eux est chiral ; lequel ? Représenter ses deux formes
énantiomères
EXERCICE 2
Un hydrocarbure possède la composition centésimale suivante : 85.7% de carbone
et 14.3% d’hydrogène. Sa densité de vapeur est 2,41
1- a) Déterminer sa formule brute
b) Déterminer les formules semi-developpées de cet hydrocarbure sachant que
c’est un alcène
2- Cet alcène ne possède pas de chaîne alkyle ramifiée et son hydratation conduit à
un alcool de formule brute C5H12O possédant un atome asymétrique
a) Etablir la formule developpée de cet alcool
b) Donner son nom et sa classe
c) Donner la représentation des deux énantiomères de cet alcool
3- Au cours de l’hydratation de l’alcène il peut se former également un autre alcool,
le pentan-3-ol montrer que cette remarque permet de déterminer la formule semideveloppée de l’alcène dont on donnera le nom
4- Quelle est la géométrie de cet alcène au niveau des atomes de carbones liés par
la double liaison et du pentan-3-ol au niveau de l’atome de carbone fonctionnel ?
B/ PHYSIQUE
EXERCICE 1(voir figure 1)
Les ions 129Xe+ et 132Xe+ dérivent des isotopes du Xénon sont émis en O1 avec une
vitesse négligeables et sont accélérés dans le vide par une tension U appliquée
entre P1 et P2
1- a) Sur un schéma clair représente le champ électrique E crée par les deux
plaques et donne le signe de la tension UP1P2
b) Calcule les vitesse V1 et V2 des ions 129Xe+ et 132Xe+ quand ils arrivent O2 en
appliquant le théorème de l’énergie cinétique
30
2- ils pénètrent en suite dans la chambre C2 où existe un champ magnétique B
uniforme perpendiculaire au plan de la figure
a) Quel doit être le sens de B pour que les ions parviennent en M et N ?
b) Montrer que la trajectoire des deux ions est plane
c) Etablir la nature du mouvement et la forme de la trajectoire
3- Calculer la distance MN des points d’impact des isotopes en précisant les ions
qui parviennent en M et ceux qui parviennent en N
On donne :B=0,2T /U/=4000Ve=1,6x10-19 C masse d’un nucléon = 1u=1,66x10-27 kg
EXERCICE 2 (voir figure 2)
Les frottements seront négligés dans tout l’exercice
On considère un ressort R à spires non jointives de masse négligeable et de
longueur à vide Lo=30cm
1- Calculer la constante de raideur K de ce ressort sachant qu’il s’allonge de 1cm
lorsqu’il est soumis à une force de 0,1N
2- Le ressort peut se déplacer le long de l’axe horizontal(ox) ; on fixe l’une de ses
extrémités en A et on accroche à l’autre extrémité un solide S de masse
m=100g.Lorsque S est en équilibre , son centre d’inertie G est repéré sur l’axe par O
qui coïncide avec l’origine des abscisses .A l’instant t=o G a pour abscisse xo=2cm
et l’on communique au solide s une vitesse vo dirigée suivant l’axe du ressort et de
valeur o,4m/S
a) En appliquant le principe fondamental de la dynamique déterminer l’équation
différentielle du mouvement du centre d’inertie G du solide S
b) En déduire l’équation horaire du mouvement de G en précisant les valeurs
numériques de l’amplitude Xmax, de la période , de la pulsation ω et de la
phase initiale φ
c) Donner les expressions de la vitesse et de l’accélération
d) Calculer la valeur de l’énergie mécanique du système {ressort+solide S}
vo
*G
31
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°13
A/CHIMIE
EXERCICE 1
1-Soit B l’acide propanoique .Ecrire sa formule semi-developpée
2-Ecrire également la formule semi-developpée d’un composé C isomère de fonction
de B.Le nommer et préciser la fonction chimique présente dans C.
3-B est le produit de l’oxydation ménagée d’un composé A en présence d’un excès
de permanganate de potassium .Nommer A écrire les démi-équations électroniques
d’oxydoréduction ainsi que l’équation bilan en milieu acide
4-Le composé B réagit sur l’éthylamine. Ecrire l’équation de la réaction et nommer le
produit D obtenu .Quelle est la fonction chimique présente dans D ? .
EXERCICE 2
1-On considère la valine acide α-aminé A1 de formule : CH3---CH------CH------COOH
!
!
CH3
NH2
a)Rappeler ce qu’est un acide α-aminé en présentant les groupes fonctionnels
figurant dans cette molécule.
Donner le nom de cet acide en nomenclature systématique
b)La molécule A1 est-elle chirale, ?Justifier ta réponse.
Donner en les commentant les représentations de FISCHER des
configurations L et D de la valine .
2-Soit un autre acide α-aminé A2 de formule :R------CH-------COOH
!
NH2
Où R est un groupe alkyle CN H2N+1 .
a)Ecrire la formule semi-developpé plane des deux dipeptides P et P isomères
de position obtenus par la réaction de A1 sur A2 .Expliquer ce que l’on appelle liaison
peptidique et la représenter en l’encadrant sur chaque formule précédente.
b)Déterminer R sachant que la masse molaire du dipeptide est M=188g/mol
3-On désire préparer seulement le dipeptide dans lequel la liaison s’établit entre le
groupement carboxyle de A1 et le groupement amino de A2 .
a)Quel est le principe du procédé , ?
b)Combien y-a-t-il d’atomes de carbones asymétriques dans ce dipeptide ?
B/PHYSIQUE)
EXERCICE : 1
Un article de presse a communiqué l’information suivante : « « Un colis
d’iode radioactif 131 à destination du centre hospitalier de la ville ,posté le 02 AOUT
1993 n’a toujours pas été retrouvé le 01 OCTOBRE 1993 « « Le avait le 02 AOUT
une activité de 2 .6*109 Bq .
X
1-L’iode 53131I se désintègre en e avec une émission β- .Ecrire l’équation –bilan
de la désintégration .
2-Definir la période radioactive T et l’activité A(t) d’un échantillon .Relier A(t) à T et au
nombre N(t) de noyaux radioactifs présents dans l’échantillon à l’instant t.
3-Sachant que la période de l’iode 131 est de 8,1 jours ,quelle est l’activité de
l’échantillon du colis au 01 OCTOBRE 1993 soit 60jours plus tard ?
4-Sachant que lors d’un examen médical on injecte à un patient une quantité voisine
de 4*106 Bq peut-on encore utiliser l’échantillon du colis au 01 OCTOBRE 1993 ?
32
5-Calculer la masse d’iode radioactif contenu dans l’échantillon du colis le 02 AOUT
1993.
N
DONNEES :
:6,02*1023
Masse atomique de l’iode 131=131g/mol
Extrait de la classification périodique
52Te
53I
54Xe
55Cs
EXERCICE 2
A-Des particules α ( 4He2+ )de masse m arrivent en un point O1 avec une vitesse
horizontale V1 =16000km/s et traversent l’espace compris entre deux plaques
métalliques verticales P1 et P2 distantes de L=10cm et percées respectivement en
O1 et O2 .
On applique entre ces plaques une tension électrique U P1P2 =U. Il apparaît entre les
plaques un champ électrique E de valeur E=6*106 V/m tel que chaque particule α
‹
sort en O2 avec une vitesse de valeur v2 v1.
1-Comparer le poids de la particule α à la force électrique à laquelle elle est
soumise .Conclure .
2-Quelle est la nature du mouvement d’une particule α entre P1 et P2 ? Préciser la
polarité de chaque plaque ,le signe de U et représenter E.
3-Donner l’expression de la vitesse v2 en O2 en fonction de v1. ,E, l,,e et m.
Calculer v2
DONNEES : e=1.6 *10-19 C ,mα =6.,64*10-27kg g=10m/s2
B- Les particules α animées de la vitesse horizontale v2 pénètrent en O dans une
zone où existe un champ électrique EO uniforme de valeur EO =1,2*106 V/m .
1-Etablir l’équation du mouvement de la particule α dans le champ électrique E O
.Quelle est la nature de cette trajectoire ?
2-Chaque particule α frappe un écran E vertical en un point I. Calculer O’I .
données :O’O=L=20cm
33
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°14
A/CHIMIE
EXERCICE 1
1)Citer deux propriétés d’ une solution tampon ,ainsi que deux façons de préparer
une solution tampon.
2)Définir un indicateur coloré ;un indicateur coloré ‘’approprié ‘’ .
3)L’ hydratation d’ un alcène A donne deux alcools B et C. L’action de B sur l’ ion
permanganate en milieu acide donne la butanone et l’ oxydation de C donne un
mélange de composés D et C .
Si on laisse la réaction avec l’ ion permanganate se faire ,le produit E devient de plus
en plus majoritaire par rapport au produit D qui disparaît petit à petit .
a)Donner les formules de A ,B,C,D et E .
b)Ecrire les réactions décrites dans l’ énoncé .
EXERCICE 2
La leucine et l’ isoleucine sont deux acides α-aminés de même formule brute :
R –CH-COOH dont les groupes alkyles R diffèrent .
NH2
Le groupe alkyle de la leucine est noté R1 , celui de l’ isoleucine R2 .
1)La masse molaire des deux acides α-aminés est M=131g/mol. En déduire la
formule brute du groupe alkyle.
2) -a) Les groupes R1 et R2 possèdent une seule ramification. La leucine possède un
carbone asymétrique et l’isoleucine en comporte deux.
b)Donner la représentation de FISCHER des deux énantiomères de la leucine
.Préciser quel est l’isomère L et quel est l’ isomère D .
3) Montrer que la réaction de condensation de la leucine sur l’ isoleucine conduit
formellement à deux dipeptides P1 et P2 .
4-a) En fait ,la réalisation expérimentale de la réaction entre la leucine et l’ isoleucine
conduit à quatre dipeptides .Pourquoi ?
b)On désire synthétiser un des dipeptides P1 ou P2.
Indiquer succinctement quels sont les moyens expérimentaux qui permettent de n’
obtenir que P1 ou P2 .
On donne les masses molaires atomiques suivantes :
H=1g /mol ,C=12g/mol ,N=14g/mol ,O=16g/mol.
B /PHYSIQUE
EXERCICE 1 :
Le nucléide 47 108 Ag est radioactif β-.
1-Ecrire l’ équation de cette réaction nucléaire en précisant les règles utilisées.
2-Préciser le symbole du noyau fils et donner la composition de son noyau. On
donne un extrait de la classification des éléments :
42Tc
44Ru
45Rh
46Pd
47Ag
48Cd
49In
3)Donner sans démonstration la formule traduisant la loi de décroissance radioactive
en indiquant la signification de chacun des termes.
4) Définir la période T .
5)Etablir l’ expression de la constante radioactive λ en fonction de T.
34
6)On étudie l’ évolution de l’ activité d’un échantillon du nucléide47 108 Ag au cours
du temps. L’activité A est définie par A=-dn /dt et exprimée en becquerels.
a)Exprimer l’ activité A en fonction du temps. Recopier et compléter le tableau
de mesures ci-après :
Tps(min) 0
0,5 1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
A(Bq)
89 73
63
52
46
39
33
29
24
21
18
Ln(A)
b)Tracer la courbe représentative lnA=f(t)
ECHELLES : EN ABSCISSES :1Cm=0,5MIN EN ORDONNEES :1Cm=0,5
EXERCICE 2
Un solide, S assimilable a un point matériel de masse m=10g, peut glisser à
l’intérieur d’une démi-sphère de centre O et de rayon r=1,25m. On le lâche du point A
sans vitesse initiale. Sa position à l’ intérieur de la demi sphère est repérée par l’
angle θ.
1)On admet que le solide S glisse sans frottements.
a)Exprimer sa vitesse au point M en fonction de g, r, et θ.
b)Quelles sont, en M les caractéristiques de la force exercée par la démi-sphère sur
le solide ?Calculer sa valeur numérique au point B.
2)En réalité, le solide S arrive en B avec une vitesse de 4,5m/s. Il est donc soumis à
une force de frottement f dont on admettra qu’elle est de même direction que la
vitesse v du mobile, mais de sens opposé et d’ intensité constante.
Calculer l’ intensité de cette force f.
EXERCICE 3
Des électrons pénètrent avec une vitesse Vo = 30000km/s horizontale à l’intérieur d’un
condensateur plan. Entre les plaques (P1) et (P2) distantes de d = 3cm est appliquée une
tension constante
U = VP1-VP2 = 141V. les plaques ont une longueur L= 15cm.
1) a) Dessiner le champ électrique entre les deux plaques.
b) Donner la valeur E du champ électrique.
2) a) Etablir l’équation de la trajectoire d’un électron à l’intérieur du condensateur
b) De quelle distance verticale les électrons sont déviés à la sortie du condensateur.
c) Déterminer les coordonnées du vecteur vitesse à la sortie du condensateur et en
déduire l’angle
de déviation électrique.
3) ces électrons forment un point sur un écran fluorescent (E) placé perpendiculairement à
ox à la distance D = 20cm du centre C du condensateur. Quelle est la distance de ce point
au centre I de l’écran ?
y
O
Vo
C
I
x
(E)
35
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°15
A/CHIMIE
EXERCICE 1
L’analyse de la composition centésimale massique d’ une mono-amine saturée B de
formule CXHYN donne : C=61.01% et H=15.25%
1)En déduire la formule brute de cette amine et donner les formules sémidevéloppées ,le et la classe de toutes les amines isomères.
2)Pour chaque isomère ,écrire l’ équation –bilan de sa réaction avec l’eau tout en
précisant le couple acide-base mis en jeu sachant que les amines sont des bases
faibles.
3)Indiquer B sachant que sa molécule comporte un groupement –NH2 qui n’est pas
en bout de chaîne.
4)On fait réagir le chlorure d’éthanoyle sur B.
a)Ecrire l’équation –bilan de la réaction.
b)Quelle est la fonction chimique du composé organique obtenu ?
5)Soit B’ l’amine tertiaire isomère de B.Par action de l’ iodo-éthane, on obtient un
précipité blanc.
a)Ecrire l équation-bilan de la réaction.
b)Quelle propriété des amines cette réaction met-elle en évidence ?
EXERCICE 2
On considère deux alcools A et B ; A est le 2-méthylbutan-1-ol et
B est le 3-méthylbutan-1-ol.
1-Ecrire la formule semi-developpée de ces alcools.
2-Preciser le type d’ isomérie existant entre ces deux composés
3-a)Qu’appelle-t-on molécule chirale ?
b)Quelle est de A ou de B la molécule chirale ? Quelle est la cause de la chiralité
de cette molécule ?
4-Donner une représentation spatiale de chacun des énantiomères de la molécule
chirale.
B/PHYSIQUE
EXERCICE 1
A la suite d’une collision avec un neutron lent ,un noyau d’uranium peut donner
la réaction suivante :
235
92U
+ 10N→ 9036Kr +142z Ba + y10N
Ou y et z sont des entiers positifs
1-Determiner y et z en énonçant les lois de conservation utilisées .De quel type de
réaction nucléaire s’agit-il ?
2-Calculer en MeV l’énergie libérée par cette réaction .
235
U
3-Dans un réacteur nucléaire ,un noyau d’uranium
92 peut se briser de
différentes façons. L’énergie moyenne utile libérée par une réaction de ce type est de
185 MeV par noyau.
a)Calculer en joules ,l’énergie moyenne libérée par kilogramme d’uranium
235
92U
b)Un réacteur nucléaire a une puissance constante de 100MW.Calculer la durée
Δt nécessaire pour consommer un kilogramme de
235
92U dans ce réacteur .
36
90
Kr
Zr, par une
4-Le krypton
conduit à un nucléide stable le zirconium 9040
36
série de désintégration toutes de même type.
De quel type de désintégration s’agit-il ? Ecrire le bilan correspondant .
*Données
A-Masses en unités de masse atomique (u.m.a)
235
U= 235,0439 u, 90Kr =89,919720u ;142 Ba=141,916350u;
1
0N =1,008665u
1u=931,5 MeV/c2 =1,661*10-27kg; 1eV=1,60*10-19 j
EXERCICE 2
Li+
Li+ .
Li+
On veut séparer des isotopes du lithium 6
et 7
Pour cela des ions
partis sans vitesse initiale d’une plaque A sont accélérées par une différence de
potentiel U=10000V entre les plaques A et B
Li+
Li+
La masse d’un ion 6
est m=9,97*10-27kg et celle de l’ion 7
est m’=1,16*1026kg ; la charge élémentaire est e=1,6*10 -19C
1-Quelle est la plaque au potentiel le plus élevé ?
2-Avec quelle vitesse chaque type d’ ion arrive –t-il sur la plaque B ?
3-Les ions traversent un petit trou pratiqué sur la plaque B et entrent dans un espace
ou règne un champ magnétique uniforme perpendiculaire au plan de la feuille et
d’intensité B=0.4 T .Ils reçus sur un écran MN.
a)Indiquer sur le schéma que vous aurez reproduit le sens de B .
b)Montrer que le mouvement uniforme des ions dans le champ magnétique est
circulaire .
c)Pour chaque type d’ion ;calculer la distance qui sépare le point d’entrée dans
le champ du point d’impact sur l’écran .
d)Cette méthode permet-elle de séparer les deux isotopes du lithium
37
EXERCICE 3
La terre est assimilée à une sphère de rayon R = 6370Km animée d’un mouvement de
rotation uniforme autour de la ligne des pôles. On supposera que le repère géocentrique
est galiléen. A la surface de la terre, l’intensité de pesanteur est go = 9,8N/kg.
1) Un satellite décrit d’un mouvement uniforme un orbite circulaire à l’altitude h = 400km.
L’orbite est dans le plan de l’équateur.
a) Donner l’expression de l’intensité de pesanteur à l’altitude h en fonction de go ,
R et h.
b) Déterminer la vitesse V du satellite dans le repère géocentrique
c) Déterminer dans le même repère la période T et la vitesse angulaire ωo du
satellite.
d) Le satellite se déplace vers l’Est. Calculer l’intervalle du temps qui sépare deux
passages successifs du satellite à la verticale d’un point de l’équateur. La
vitesse angulaire de la terre est ωT = 7,29.105rad/s, et on rappelle que dans ce
repère, la vitesse d’un point de l’équateur est dirigée vers l’Est.
2) On souhaite que le satellite soit géostationnaire.
a) Que signifie le terme géostationnaire ?
b) Quelle sera la vitesse angulaire du satellite ?
c) Calculer le rayon de son orbite.
38
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°16
A/CHIMIE
EXERCICE 1
On considère une solution aqueuse d’ acide dichloroethanoique
CHCl2COOH de concentration 10-1mol /l .
1)Ecrire l’ équation-bilan de la réaction de cet acide avec l’ eau. Montrer que cette
réaction fait intervenir deux couples acide-base. Indiquer lesquels ?
Définir un acide et une base selon BRONSTED.
2)Le pH de la solution est 1,3 . Calculer la concentration des espèces chimiques
contenues dans la solution. En déduire :
a)La constante d’ acidité KA et le pKA du couple acide-base auquel appartient
l’ acide dichloroethanoique.
b)Le coefficient d’ionisation α de l’acide.
3)Quelle masse de soude pure à l’ état solide faut-il dissoudre dans un litre de
solution pour que son pH devienne égale à 2 ?
données : H=1g /mol ,O=16g/mol ,Na=23g/mol.
EXERCICE 2
NH2
On considère un acide α-aminé de formule semi-developpée R-CH-COOH où R est
un groupe alkyle.
1)Sachant que la masse de l’ acide α-aminé vaut M=89g/mol, on demande de
préciser le groupement R et de donner le nom de cet acide en nomenclature
officielle.
2)Dans la solution aqueuse de l’acide α-aminé est présent un ion mixte dipolaire .
a)Ecrire la formule semi-developpée de cet ion et donner le terme désignant cet
ion.
b)Ecrire les deux couples acides-base correspondants à cet ion dipolaire ainsi
que les demi-équations protoniques correspondantes .
3)Les valeurs des Pka de ces deux couples sont :
pka1=2,3 et pka2=9,9.
a)Attribuer à chaque couple un Pka en donnant la justification.
b)Quelle est l’ espèce chimique relative à l’acide aminé qui est prépondérante
dans une solution de pH =2 ?Dans une solution de pH=11 ? Justifie à chaque ta
réponse .
4)Deux molécules de l’acide α-aminé peuvent réagir et donner un dipeptide .
Ecrire l’ équation de la réaction. Mettre en évidence la liaison peptidique.
5)A partir de cet acide α-amine pris comme exemple préciser les notions suivantes :
carbone asymétrique, chiralité, composés énantiomères ,configurations D et L.
B /PHYSIQUE
EXERCICE 1
On considère la famille radio-active dont le nucléide père est l’uranium
U et
le nucléide final stable est le plomb Pb.
1)Le radium Ra est un nucléide de cette famille qui à la suite de désintégration de
type α ou β-conduit au plomb Pb.
a)Donner l’ équation générale de la radio-activité α en utilisant des éléments de
cette famille notés dans le tableau ci-après ,écrire l’ équation d’une désintégration de
ce type.
Ra
Rn
Po
Pb
U
39
b)Donner l’équation générale de la radio-activité β-.
3)On considère une masse mo de radon à une date choisie comme des temps. La
période du radon est de 3,825 jours.
a)Déterminer la masse de radon restant au bout de 1,2,3,…..,n périodes.
b)Calculer les durées nécessaires pour désintégrer les 4 /9 et les 9/10 de la masse
mo de radon.
EXERCICE 2
Un solide de petites dimensions P ,de masse m assimilable à un point matériel est
placé au sommet d’une sphère de rayon R=1m. On déplace légèrement le point
matériel de sorte que qu’il quitte la position A avec une vitesse que l’ on considère
comme nulle puis glisse sans frottement le long de la sphère.
1)En appliquant le théorème de l’ énergie cinétique, la position du point étant repérée
par l’ angle θ.
Exprimer la valeur du vecteur-vitesse de P en fonction de θ avant qu’il quitte la
sphère.
2)En appliquant le principe fondamental de la dynamique, exprimer en fonction de θ
,la valeur de la réaction R exercée par la sphère sur le point P.
3)En déduire l’angle θ, lorsque le point quitte la piste, quelle est sa vitesse en ce
point ?
On prendra g=10m /s2.
EXERCICE 3
Un élève réalise le montage schématisé sur la figure . Il relie en série un
conducteur ohmique de résistance r variable ,une bobine sans noyau de fer de
résistance r’ et d’inductance L et un condensateur de capacité C . L’ ensemble est
alimenté par un générateur basses
fréquence (GBF) qui délivre entre ses
bornes M et P une tension sinusoïdale UMP de valeur efficace U=4.0V que l’ élève
veille à maintenir constante .On pose R=r+r’, L=5,2mH, r’=7,0 ohms et C=0,47μF .
La valeur de r est ajustée de façon qu’elle prenne successivement les valeurs 30
ohms et 100 ohms. Faisant varier la fréquence f de la tension délivrée par le
générateur , l’élève relève les valeurs efficaces I de l’intensité du courant dans le
circuit pour R=37 Ω et 107 Ω .Les résultats sont consignés dans le tableau cidessous .
Fréquence 1,5 2,0 2,5 2,75 3,0 3,25 3,5 3,75 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5
f en KHz
I en mA
21 36 60 80
pour R=37
Ω
I en mA
19,5 27 33 35
pour
R=107 Ω
100 105 95
36,5 37
80
66
48 39 33 27,5 24
36,5 35,5 34,5 31 28 25 23
21
40
1-a)Tracer sur le même système d’axes les courbes représentant les variations de I
en fonctions de f pour chacune des deux valeurs de R.Pour R=37Ω la courbe 1 et
pour R=107Ω la courbe 2
ECHELLES CONSEILLEES :
En abscisses :2cm_____ 1KHz
En ordonnées:2cm_____10Ma
b)L’expérience réalisée met en évidence un phénomène appelé :résonance
d’intensité .Qu’appelle-t-on résonance d’intensité .
Donner l’expression de la fréquence propre du circuit .Calculer sa valeur. Lire sur les
courbes 1 et 2 la valeur de la fréquence de résonance ;dépend-elle de la résistance
du circuit ?
Comparer les valeurs de la fréquence propre et de la fréquence de résonance du
circuit
a)A partir des valeurs de U et I relevées sur les courbes 1 et 2 ,calculer les valeurs
de l’impédance Z du circuit à la résonance dans chaque cas .Comparer ces valeurs à
celles de R. Justifier le résultat obtenu.
2)Donner la définition de la bande passante en fréquence du circuit (appelée encore
bande passante à 3décibels).En utilisant les courbes 1et 2 ,déterminer pour les
valeurs de R=37Ω et circuit dans chaque cas . Comment sa valeur est –elle liée au
caractère ‘’aigu’’ ou ‘’flou’’ de la résonance ?Dans lequel des deux cas le circuit
est-il plus sélectif ?
41
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°17
A /CHIMIE
EXERCICE 1
1)Quel alcool B et quel acide A faut-il faire réagir pour obtenir un ester (E) appelé
éthanoate de 2-méthylbutyle dont la densité par rapport à l’eau est 0.87. ?
2)Quelles les caractéristiques de la réaction d’obtention de (E) à partir de A et B.
3)On mélange 33g d’ alcool B et 53g d’acide A. A l’équilibre on obtient 36cm 3 de E
a) Pourquoi la réaction a lieu à chaud ?
b) Quel est le rôle de l’ acide sulfurique.
c) Déterminer le rendement de cette synthèse.
d) Proposer deux solutions pour accélérer la réaction et deux solutions pour
améliorer le rendement.
EXERCICE 2
Soit une amine primaire de formule R-NH2 dans laquelle R est un groupe alkyle.
1-a)Ecrire l’ equation-bilan de la réaction de cette amine avec l’eau.
b)Ecrire le couple acide-base correspondant à cette amine.
2-A 250C,cette amine est un liquide de masse volumique a=0.75kg /dm3. On verse
progressivement cette amine dans 200cm3 d’ une solution d’ acide chlorhydrique de
concentration c=2.10-1mol /l. On suit l’ évolution du pH du mélange au cours de l’
addition.
a)Une brutale variation du pH correspondant à l’ équivalence est observée lorsqu’on
a versé 4,6cm3 d’ amine .
*Ecrire l’ équation de la réaction acido-basique.
*Déterminer la masse molaire de l’ amine.
*Ecrire une formule semi-developpée possible pour cette amine sachant qu’elle
possède un carbone asymétrique.
b)Après l’ équivalence on ajoute à nouveau 4,6cm 3 d’ amine .Le pH du mélange est
alors de 10,6.
*Calculer les concentrations molaires des différentes espèces chimiques présentes
dans le mélange.
*En déduire le pKa du couple correspondant à l’ amine.
*Faites une remarque concernant ce mélange.
B /PHYSIQUE
EXERCICE 1
Lors de la catastrophe de THERNOBYL ,du césium 134 et du césium 137 ont été
libérés dans l’ atmosphère.
1)Le césium 137 est radio-actif β- .
Enoncer les lois de conservation intervenant dans cette réaction .
Ecrire l’ équation –bilan de cette désintégration en précisant les produits formés .
2)Calculer l’ énergie libérée par la désintégration d’ un noyau d césium 137.
3)Le césium 134 a une période T=2 ans .Au bout de combien de temps 99% du
césium 134 libéré aura-t-il disparu ?
42
TABLEAU POUR L’EXERCICE 1
XENON
CESIUM
CESIUM
BARYUM
BARYUM
BARYUM
SYMBOLE
Xe
Cs
Cs
Ba
Ba
Ba
A
132
137
134
132
137
138
Z
54
55
55
56
56
56
Masse de l’atome en uma
131,90416
136,90707
133,90671
131,90505
136,90581
137,90523
EXERCICE 2( voir figure 2)
Dans tout le problème on négligera les frottements et on prendra g=10N /kg. La
piste de lancement d’ un projectile S est situé dans un plan vertical ;elle comprend
une piste rectiligne horizontale ABC et une portion CD qui est un demi-cercle de
centre O et de rayon r=1m.
Le projectile ,de masse m=0,5kg est initialement au repos en A. On le lance sur
la piste, en faisant agir sur lui , le long de la partie AB de sa trajectoire une force F
horizontale et d’ intensité F constante .
On pose AB=l=1.5m et BC=5m .
1)Au point M défini par l’ angle θ=(OC ,OM) ,établir en fonction de F,l ,r ,m ,g et θ , l’
expression de :
a) La vitesse VM de la vitesse du projectile.
b) L’ intensité RM de la réaction R de la piste.
2)Quelle l’ intensité minimale FO faut-il donner à F pour que le projectile atteigne le
point D ?
3)On donne à la force F la valeur F1=15N.
a)Avec quelle vitesse le projectile arrive-t-il au point D ?
b)Quel est le mouvement ultérieur du projectile après avoir dépassé le point D ?
*Etablir l’ équation de sa trajectoire dans le repère (D ,I,J ).
c)A quelle distance de la verticale passant par C le projectile va-t-il toucher le plan
ABC ?
*Quelle est alors la vitesse du projectile à l’ instant où il touche le plan ABC ?
43
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°18
A CHIMIE
EXERCICE 1
1-Un alcool commercial est un mélange de deux isomères de formules brute
C5H11OH
essentiellement l’alcool isoamylique A de formule : CH3---CH----CH2----CH2----OH
!
CH3
Et en faible quantité l’alcool B de formule : CH3---CH2----CH----CH2----OH
!
CH3
Donner le nom systématique de la molécule de ces deux alcools
L’une de ces molécules possède un carbone asymétrique laquelle ?
Représenter les deux énantiomères selon la convention que vous préciserez
2- Ecrire l’équation de la réaction entre l’acide ethanoique et la molécule A
Donner quelques caractéristiques de cette réaction
3- On mélange 16,0g d’acide ethanoique pur, 8,0g de la molécule A et quelques
gouttes d’acide sulfurique . On chauffe à reflux pendant 1heure
a) Pourquoi chauffe-t-on ?
b) Pourquoi utilise-t-on de l’acide sulfurique ?
c) Les conditions sont-elles stœchiométriques ?
d) Pourquoi utiliser un réactif en excès ?
e) On obtient 7,0g d’ester. Calculer le rendement de la réaction
f) Par quel autre réactif peut-on remplacer l’acide ethanoique pour obtenir une
réaction totale d’estérification ?
Ecrire sa formule semi-developpée et l’équation de la réaction d’estérification
correspondante
EXERCICE 2
Le 2-methylbutanal note A et la 3-methylbutan-2-one notée B sont deux isomères
de formule brute C5H10O
1- a)Donner la formule semi-developpées du 2-methylbutanal.
Marquer par un astérisque le carbone asymétrique et encadrer le groupe
fonctionnel . Donner le nom de la fonction
b)Quelle propriété confère à la molécule la présence d’un carbone asymétrique ?
c)Donner les représentations spatiales des deux énantiomères
d)Le 2-methylbutanal est oxydé par les ions dichromate en milieu acide ; la solution
prend la teinte verte . écrire l’équation bilan de la réaction
e)Le produit organique obtenu noté C à la question d) par oxydation réagit avec le
chlorure de thionyle ou le pentachlorure de phosphore pour donner un dérivé
chloré :donner le nom la formule semi-developpées de ce dérivé sachant que la
réaction conduit à une rupture de la liaison oxygène –carbone du groupe hydroxyle
de C et à la formation d’une nouvelle liaison carbone-chlore
2- On s’intéresse à la 3-methylbutan-2-one
a)Donner sa formule semi-developpées et encadrer le groupe fonctionnel .donner le
nom de la fonction
b)Ce composé est obtenu par une oxydation d’un alcool donner le nom et la formule
semi-developpées de cet alcool
c)Cet alcool lui-même peut être obtenu de façon majoritaire par hydratation d’un
hydrocarbure : donner le nom et la formule semi-developpées de cet hydrocarbure
44
3-Citer un test d’identification commun aux deux isomères A et B ;et citer un test
permettant de les différencier en précisant avec lequel des deux composes le test
est positif
B PHSYSIQUE
1) EXERCICE
Des ions positifs de masse m de charge q sont produits dans une chambre
d’ionisation C1 ils pénètrent sans vitesse initiale par le point A dans une chambre
C2 où règne un champ électrique uniforme E produit par deux plaques planes
parallèles P1 et P2 entre lesquelles est maintenue une tension U=UP1P2 >0 établir
l’expression littérales de leur vitesse au point O
2) Dans la chambre C1 on produit simultanément des ions C+ et Mg2+ de
masses respectives m1 et m2 de charges q1 et q2
a) Calculer les vitesses V1 et V2 de la vitesse de ces ions au point O
mproton =mneutron=mo= 1,67x10-27kg e=1,6x10-19C U=40000V
b) Que remarquez vous ?
3) Ces ions aminés des vitesses V1 et V2 pénètrent dans une chambre C3o ù
règne un champ magnétique uniforme B de direction perpendiculaire au plan
de la figure
a) Indiquer sur un schéma le sens de B pour que les ions parviennent
dans le domaine (D)
b) Montrer que dans C3 les ions ont un mouvement circulaire et uniforme
dans le plan de la figure
c) Calculer et comparer les rayons R1 et R2 correspondants aux ions
carbone et magnésium on donne B=0,25T Peut-on dans ces conditions
séparer ces ions ?
C3
B
P2
C2
P1
C1
XO
XA
(D)
45
EXERCICE 2
Un solide (s1) de masse m1=50g est lâché sans vitesse initiale d’un point A et glisse
sur un plan incliné d’un angle α=30° sur l’horizontale. Après un parcourt AB= ℓ=1m, il
aborde un plan horizontal sur lequel il continue de glisser avant de heurter un solide
(s2) de masse m2= 200g immobile avant le choc
1--Calculer la norme de la vitesse V1 de (s1) juste avant le choc avec (s2).
2-Au moment du choc, il y a accrochage des deux solides qui forment alors un
ensemble(s) de centre G. En appliquant la conservation du vecteur quantité de
mouvement du système s1 ; s2, calculer la norme de la vitesse VG de G juste après le
choc.
3-Le solide (s2) est relié à un ressort de masse négligeable, à spires non jointives, de
constante de raideur K= 50 N/ m et dont l’autre extrémité C est fixe. Juste avant le
choc, ce ressort est au repos. Après le choc l’ensemble (s) reste lié au ressort et il
continue son mouvement, les spires du ressort étant encore
non jointives. La
position de G sera repérée sur l’axe (B, i) indiqué sur la figure avec pour origine des
temps l’instant du choc. Calculer l’abscisse Xm de G lorsque la vitesse s’annule pour
la première fois
46
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°19
A CHIMIE
EXERCICE 1
On mélange une mole d’un acide carbonylique de formule générale C nH2n-1COOH et une
mole d’éthanol.
1)
a) Ecrire l’équation -bilan de la réaction qui se produit
b) A quelle famille appartient le composé organique E obtenu ?
2) Le pourcentage en masse de carbone du composé E est 58,82%
a) Quels sont la formule semi développée et le nom du composé organique E ?
b) Donner la formule semi développée et le nom de l’acide carbonylique.
3) En utilisant un autre réactif que l’acide carbonylique on peut obtenir le même composé
organique E à partir de l’éthanol, beaucoup plus rapidement.
a) Donner le nom et la formule semi – développée de ce réactif
b) Ecrire l’équation – bilan de sa réaction sur l’éthanol.
4) On effectue une oxydation ménagée de l’éthanol par l’ion permanganate en milieu
acide. Ecrire l’équation bilan de cette oxydation lorsque :
a) L’oxydant est en excès
b) L’oxydant est en défaut
EXERCICE 2
Soient 3 flacons contenant chacun une solution aqueuse d’alcool. On sait que ces alcools
ont la même formule brute
une seule fonction d’alcool et qu’ils appartiennent à des
classes différentes.
1) Dans une 1ère étape, on cherche à déterminer la classe de ces alcools ; pour cela on
dispose d’une solution de dichromate de potassium acidifiée, de BBT, de 2,4–DNPH, de
liqueur de Fehling et de nitrate d’argent ammoniacale.
Comment allez-vous procéder pour déterminer la classe de ces trois alcools.
2) Après avoir identifié le flacon contenant l’alcool primaire on réalise l’expérience
suivante :
On oxyde 2,2g d’alcool primaire avec un excès d’oxydant.
L’acide obtenu est dosé : à l’équivalence on a versé 25cm3 d’une solution aqueuse
d’hydroxyde de sodium de concentration Cb = 1 mol/l.
En déduire la masse molaire de l’alcool et sa formule brute
3) Donner une formule semi–développée possible par chacun des trois alcools et préciser
leur nom et leur classe.
47
B/ PHYSIQUE
Exercice 1
A. On considère les deux variétés suivantes de l’élément uranium
1)
235
92
U et
238
92
U
a) Que représentent les nombres qui figurent à gauche du symbole U ?
b) Indiquer la composition des noyaux des deux variétés
c) que peut-on dire des propriétés chimiques de ces deux variétés d’uranium ?
Pourquoi ?
2) Rappeler la définition de l’énergie de liaison d’un noyau atomique
3) Calculer pour chaque variété d’uranium :
- Le défaut de masse ∆m
- l’énergie de liaison en MeV du noyau
- l’énergie de liaison par nucléon
4) Parmi ces deux variétés d’uranium, la quelle est plus stable. Justifie ta réponse
On donne :
Masse du proton mp = 1,00 727u
Masse du neutron mn = 1,00 866u
Masse du noyau d’uranium 235 : m255 = 234, 9942u
Masse du noyau d’uranium 238 : m238 = 238,0508u
1u = 931,5 MeV/c2
B. Considérons la réaction de désintégration suivante :
1
0
n+
235
92
U 
139
53
І+
94
x
Y + y 01 n
1) a) Qu’appelle – t – on ce type de désintégration ?
b) Déterminer x et y en précisent les bois utilisées
c) Calculer la perte de masse dans cette réaction.
2)
a) Calculer l’énergie libérée au cours de cette réaction MeV
b) Calculer en joule l’énergie libérée par 1 kg d’uranium 235
Masse du neutron : mn = 1,009u ; Masse de l’iode 139 = 138,905u ;
Masse de l’uranium 235 = 235,044u ; Masse de l’yttrium 94 = 93,906u ; N = 6, 02 x
1023
48
Exercice 2
Un solide S1 de masse M1 = 50g est lâché sans vitesse initiale d’un point A et glisse sur un
plan incliné d’un angle α = 30° par rapport à l’horizontale. Après un parcours AB = 1m, il
aborde un plan horizontal sur lequel il continue à glisser avant de heurter un solide S 2 de
masse m2 = 200g, immobile avant le choc.
1) a) Calculer la vitesse de S1 au point B
b) Calculer la vitesse de S1 juste avant le choc.
2) Au moment du choc, il y a accrochage des deux solides qui forment alors un ensemble
solidaire S.
Calculer la vitesse de l’ensemble S après le choc.
3) S2 est relié à un ressort de masse négligeable à spires non jointives de constante de
raideur k = 50N/m et dont l’autre extrémité C est fixe, juste avant le choc, ce ressort est au
repos.
Après le choc l’ensemble S reste lié au ressort et continue son mouvement. La position
de G de l’ensemble S est repérée sur l’axe X’X par le point O. On prendra pour origine des
dates l’instant du choc.
a) Calculer l’abscisse maximale Xm de G.
b) Etablir l’équation différentielle du mouvement. On donne g = 10 N/ Kg.
S1
A
ά
B
X’
X
O
49
EPREUVE DE SCIENCES PHYSIQUES N°20
A/ CHIMIE
EXERCICE 1
R
Un alcool A a pour formule CH3–CH–CH2OH, R est un groupe alkyle
1) a) Quelle est la classe de et alcool ? Justifier ta réponse
b) On effectue une oxydation ménagée de cet alcool par l’ion dichromate en milieu acide.
Qu’obtient – t – on lorsque :
-
l’oxydant est en excès ?
-
L’oxydant est en défaut ?
c) Ecrire l’équation bilan de l’oxydation de l’alcool A dans le cas où la solution oxydante
est en excès
2) Pour déterminer la formule complète de cet alcool, on oxyde avec un excès d’oxydant,
une masse
m= 15g de A. on obtient un composé B. Le composé B obtenu a été dosé
avec une solution de soude de concentration molaire Cb = 2 mol/l
L’équivalence acido–basique est obtenue lorsque l’on a versé un volume V b = 85,2 cm3
de la solution de soude
a)
Déterminer la masse molaire de l’alcool A.
b)
Donner la formule développée de A et son nom.
3) La molécule de l’alcool A est-elle chirale ? Si Oui représenter ses énantiomères.
4) L’action d’un monoacide carboxylique saturé R–COOH sur l’alcool A conduit à un corps
E de formule brute C6H12O2
a) * De quel type de réaction s’agit –il ?
* Quelles sont les caractéristiques d’une telle réaction ?
b) Donner les formules semi – développées de l’acide utilisé et du corps E ainsi que leurs
noms respectifs.
On donne en g/mol : C = 12 ; H = 1 ; 0 = 16
EXERCICE 2
On considère trois amines isomères à chaînes saturées non acyclique A, B, C.
A est une amine primaire ayant un atome de carbone asymétrique.
B est une amine secondaire dont les deux groupes alkyles sont identiques.
C est une amine tertiaire
La formule générale de ces trois amines est CnH2n+3N.
Elles contiennent en masse 19,18% d’azote.
50
1)
a) Déterminer leur formule brute
b) Donner les formules semi-dévelopées et les noms de A, B, et C
2) On fait réagir de l’iodoéthane sur l’amine C. On obtient un précipité blanc.
a) Ecrire l’équation –bilan de cette réaction.
b)Quelle propriété des amines, cette réaction met-elle en évidence ?
3) Pour préparer une solution aqueuse S de l’amine B, on dissout 7,3g, de cette amine
dans de l’eau distillée de façon à obtenir 1litre de solution. Le PKA du couple acide base
correspondant à B vaut 11,09
a) Calculer la concentration molaire volumique CB de la solution S
b) Ecrire l’équation –bilan de la réaction de B avec l’eau
c) Calculer le PH de la solution S
4) On prélève un volume VB = 40 cm3 de la solution S que l’on dose par une solution
d’acide chlorhydrique de concentration Ca = 8.10-2mol/l.
a) Ecrire l’équation – bilan de la réaction entre l’amine B et la solution acide.
b) Calculer le volume de la solution acide qu’il faut verser pour atteindre l’équivalence
acido-basique
c) Le pH du mélange à l’équivalence est-il supérieur, égal ou inférieur à 7 ? Justifié ta
réponse.
B/ PHYSIQUE
EXERCICE 1
A- Une source de césium
Cs a une activité A o=1,8.105Bq. La période radioactive du
césium 137 est 30ans
1) La radioactivité du césium 137 est du type β-.
a) Ecrire l’équation –bilan de cette désintégration du césium
b) Identifier le nucléide obtenu à partir du tableau ci-dessus
53I
54
Xe
55Cs
56Ba
57La
2) Quelle est la masse de césium 137 contenue dans l’échantillon
3) A quelle date mesure- t-on une activité égale à Ao/5
Β – On dit que l’uranium
U est un nucléide fissile
1) Que signifie cette expression ?
2) La réaction entre l’uranium 235 et un neutron thermique produit les nucléides
Zr et
Ce ainsi que des neutrons et des électrons
a) Ecrire l’équation –bilan équilibrée de cette réaction.
b) Rappeler la définition de l’énergie de liaison /nucléon
c) Calculer en MeV l’énergie libérée lors de cette réaction.
51
Nucléide
Energie Liaison/nucléon en MeV
U
7,70
Zr
8,80
Ce
8,4
Exercice 2 :
Une gouttière ABC sert de parcours à un mobile supposé ponctuel de masse m = 0,1kg.
Le mouvement a lieu dans un plan vertical (voir figure ci-dessous).
1) Sa partie curviligne AB est un arc de cercle parfaitement lisse le mobile est lancée en
A
avec une vitesse VA = 5m/s verticale dirigée vers le bas et glisse sur la portion
curviligne AB
a) * Etablir l’expression de la vitesse VM du mobile en un point M, tel que (OM;OB) = θ, en
fonction de VA, g, r et θ
* Calculer numériquement pour θ = 0°, la vitesse VM au point B
b) Etablir l’expression de la réaction R de la piste sur le mobile en M en fonction de m, g
,θ, r et VA ; Calculer numériquement R en B.
2) La portion BC rectiligne et horizontale est rugueuse, les frottements sont assimilables à
une force unique f constante opposée au mouvement d’intensité f.
Sachant que le mobile arrive en C avec la vitesse Vc = 5 m/s
a) Déterminer l'intensité de la force de frottements f
b) Déterminer l’équation horaire du mobile sur le parcours BC en prenant le point B
comme l'origine des espaces et l'instant de passage au point comme l'origine des dates
3) a) Au point C situé à une hauteur d = CH = 1,25m du sol horizontal, le solide quitte la
gouttière avec la vitesse Vc précédente
Déterminer l’équation de la trajectoire du mobile dans le repère (C, i,
j)
b) Calculer l’abscisse du point d’impact du mobile sur le sol
c) Donner les caractéristiques du vecteur vitesse du mobile au sol.
52
EXERCICE 3
Des ions
Li+ et
Li+ produits dans une chambre d’ionisation pénètrent dans une
chambre d’accélération avec une vitesse négligeable. Ils sont alors soumis à une tension
accélératrice U0 = 5000 V.
1) Calculer les valeurs de leurs vitesse respectives V1 pour
Li+ et V2 pour
Li
+
à la
sortie O de cette chambre.
2) Ils pénètrent ensuite en O dans une région où règne un champ magnétique uniforme B
perpendiculaire au plan de la figure
On ajuste la valeur B de B pour faire arriver un des types d’ions sur le détecteur D. On
donne OD = 20cm
a) Indiquer le sens de B
b) Montrer que le mouvement des ions est circulaire et uniforme
c) Exprimer le rayon R de la trajectoire de ces ions en fonction de e, B, U 0 et m masse
d’un ion
d) * Quelle est la valeur B1 du champ magnétique pour laquelle les ions Li + arrivent sur le
détecteur ?
* Quelle est la valeur B2 pour laquelle ce sont les ions
Li +
On donne : e = 1,6 x 10-19C et 1u = 1,67x10 -27kg
53
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