Collection d exercice 2nde

CHAPITRE 1 : LE MOUVEMENT
Activité d’application
Tu as représenté ci-dessous,
dessous, des parties de trajectoire d'un mobile dans un repère. Indique en le justifiant la
figure où le vecteur vitesse est bien représenté au point O.
Activité d’application
Réponds par vraie (V) ou par Fausse (F) aux affirmations suivantes en mettant une croix dans la case qui
convient.
V
F
a) Dans un mouvement rectiligne uniformément varié, le vecteur vitesse est constant.
b) Dans un mouvement rectiligne uniforme, le vecteur vitesse est constant.
c) Dans un mouvement circulaire uniforme, le vecteur vitesse n'est pas constant.
Activité d’application
Bouabré glisse sur le toboggan de son école maternelle. Aux points A, B, C et Dles valeurs de sa vitesse sont
respectivement :
VA = 0,25 m/s, VB = 0,75 m/s,
Vc = 1,25 m/s et VD = 1,50 m/s.
Représentes-en
en chacun des points A, B, C et D, le vecteur vitesse
de Bouabré. Echelle : 1 cm pour 0,25 m/s
Activité d’application
1. Une personne part de Treichville pour Bouaké distant de 340 km par le train. Le départ du train
s'effectue à 8 h 46 min. Le train arrive à Dimbokro à 11h 50 min où il s'arrête pendant 20 min. Le
train poursuit ensuite le parcours sans arrêt et arrive à Bouaké 2h 35 min après.
Détermine en m.s-1, la vitesse moyenne du train sur ce parcours.
2. Pour le retour, la personne prend le train de nuit à 20 h 45 min. La vitessemoyenne de ce train est de
80 km.h-1.
Détermine l'heure d'arrivée à Treichville.
Activité d’application
Une voiture roule sur une
ne route droite AB de longueur 2000 m à la vitesse V1 = 90 km/h, puis aborde un
virage à droite BC en réduisant sa vitesse. Ensuite, elle continue sa course en ligne droite CD de 4000 m
qu'elle parcourt en 3 min 12 s avec une vitesse constante.
1. Indique la nature du mouvement de la voiture sur les trajets AB et CD.
2. Indique la nature de la trajectoire sur le trajet BC.
3. Calcule :
3.1 le temps mis par le véhicule pour parcourir le trajet AB.
3.2 la vitesse moyenne du véhicule sur le trajet CD.
Situation d’évaluation
Afin de vérifier l'indication du compteur de vitesse de la voiture de son père lors du voyage qu'ils ont
effectué, Yao, élève en 2nde C, chronomètre la durée du trajet entre deux bornes kilométriques successives
distantes d'un kilomètre. Pour l'aider, son père maintient la vitesse constante à V = 50 km/h
km/hpendant ce trajet.
A l'aide du chronomètre de son téléphone portable, il trouve t= 72 s.
Il te sollicite pour l'aider.
1. Donne l'expression de la durée tdu parcours en fonction de la distance d entre deux bornes
kilométriques et la vitesse moyenne Vm.
2. Calcule la vitesse moyenne.
3.
3.1Compare la vitesse moyenne à celle indiquée par le compteur ;
3.2 Conclus.
Situation d’évaluation
Au cours d'une séance de Travaux Pratiques, des élèves
de 2ndeC du Lycée Moderne d'Abengourou, étudient le
mouvement d'un mobile autoporteur afin d'évaluer la
relation entre les vecteur-vitesses.
Le mobile autoporteur étudié, en mouvement, vient
heurter une paroi et continue sa course suivant une
autre direction. Les différentes
férentes positions Mi ont été
enregistrées à des intervalles de temps  = 40 ms et l'échelle est indiquée sur la figure.
1.Donne
Donne la nature de la trajectoire du mobile avant et après la rencontre avec la paroi.
2.
2.1 Indique les positions du mobile aux dates t2 = 80 ms et t5= 200 ms.
2.2 Détermine les vecteurs vitesses ⃗ et ⃗ du point mobile à ces dates.
2.3 Représente ⃗ et ⃗ . Echelle : 1 cm pour 0,15 m/s
3.
3.1 Compare ⃗ et ⃗.
3.2 Explique pourquoi on ne peut pas écrire ⃗= ⃗
Situation d’évaluation
Le professeur de Physique-Chimie
Chimie vous soumet à un test qui consiste à déterminer de deux manières la
distance parcourue par un mobile dans un plan. Le plan est muni d'un repère orthonormé ((O, ⃗, ⃗), tel que


i  j  1cm . Le point mobile M est repéré à la date t par ses coordonnées (x, y).
Positions
M1
M2
M3
M4
M5
M6
t (ms)
- 10
0
10
20
30
40
x (cm)
- 40
- 20
0
20
40
60
y (cm)
22
12
2
-8
- 18
- 28
Tu es désigné pour proposer tes solutions.
1. Représente sur une feuille de papier millimétré les positions successives dumobile M.Echelle : 1 cm pour
5 cm.
2. Trace la trajectoire du point mobile.
3.
3.1 Vérifie que la vitesse du point mobile M est constante.
3.2 Détermine cette vitesse.
4.
4.1 Détermine la distance d parcourue
parcour par le point M entre les dates t1 = - 10ms et t5 = 30 ms.
4.2 Compare d et la distance M1M5 mesurée sur la figure.
Situation d’évaluation
Au cours d'une séance de TP, il est demandé à ton groupe de caractériser le mouvement d'un solide
autoporteur sur une table à coussin d'air. L'enregistrement du mouvement du solide autoporteur, supposé
ponctuel, a donné la figure ci-dessous
dessous à l'échelle 1. La durée
durée de marquage entre deux points successifs est  =
10 ms. Tu es désigné pour conduire les travaux du groupe.
group
1) Indique la nature de la trajectoire du mobile de Al à A9 puis de A10 à A15.
2)
2.1- Donne les expressions des vitesses instantanées au point Al2 et A14.
2.2- Calcule les vitesses instantanées aux points Al2 et A14
3) Déduis-en
en la nature du mouvement du mobile entre A10 à A15.
CHAPITRE 2 : ACTIONS MECANIQUES OU FORCES
Activité d’application
Cite les forces extérieures qui s'exercent sur chacun des solides suivants :
Activité d’application
Cite deux exemples de forces à distance et deux exemples de forces de contact
Activité d’application
Voici une liste de forces :






Tension ⃗d'un ressort ;
Réaction ⃗ d'un support ;
Poids ⃗d'un corps ;
Poussée d'Archimède ⃗ ;
Force magnétique ⃗
Tension d'un fil ⃗
Classe-les dans les catégories ci-dessous
dessous :
Forces de contact
localisées
Forces de contact
reparties en surface
Forces à distance
reparties en volume
Activité d’application
Complète le texte ci-dessous
dessous par les mots suivants : interaction, direction, opposée, vecteur,
proportionnelle, flèche.
Une force est une action mécanique exercée sur un corps. Elle est caractérisée par sa ………….., son sens et
sa valeur. Un …………….. appelé vecteur-force,
vecteur force, lui est associé. Il a pour direction et sens ceux de la force,
et une longueur …………. à la valeur de la force. On le représente par une ……………
Lorsque deux objets M et N agissent l'un sur l'autre, ils sont en ………..…….. et ……………….




f ( M / N )   f ( N / M ) . La force f ( M / N ) est ………………………. à f ( N / M )
Activité d’application
Une boule, de centre O, maintenue par un fil en B, repose contre un mur vertical. Un élève a représenté les
forces qui s'exercent sur la boule.
- ⃗ le poids de la boule.
- ⃗ la tension du fil ;
- ⃗ la réaction normale du plan sur
ur la boule.
Le contact de la boule avec le support se fait sans frottement.
1. Dis si ces représentations de forces sont correctes.
2. Reproduis le schéma puis représente correctement les forces si nécessaires.
Activité d’application
Un ressort de masse négligeable est chargé comme l'indique la figure ci-dessous.
ci dessous. Il existe alors des
interactions entre la masse M, le ressort et le support.
1. Cite ces interactions.
2. Représente qualitativement sur le schéma les forces qui
s'exercent sur la masse M.
Activité
vité d’application
Représente pour chaque situation le poids ⃗
Situation d’évaluation
ation
Au cours d'une séance de Travaux Pratiques, ton groupe est désigné pour déterminer par la méthode
graphique la raideur k d'un ressort et la comparer à celle du constructeur.
constructeur. Pour cela, le professeur vous remet
le ressort de longueur à vide ℓ0, des masses marquées et un dispositif de mesure de l'allongement (voir
schéma). Les résultats de vos mesures sont consignés dans le tableau ci-dessous.
ci dessous. La valeur de g est 9,8 N/kg
et la raideur du ressort indiqué par le constructeur est 49 N/m.
m (en kg)
P (en N)
(ℓ - ℓ0) (en m)
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,020
0,040
0,060
0,080
0,100
En ta qualité de membre du groupe :
1.. Cite les forces qui s'exercent sur la masse marquée accrochée au ressort.
2. Détermine le poids P de chaque masse marquée et complète le tableau.
3. Trace le graphique P = f(x) donnant l'intensité du poids des masses en fonction de
l'allongement = (ℓ - ℓ0).
Échelles :
Abscisses : 1 cm pour 0,02 m
Ordonnées : 1 cm pour 1 N
4.
4.1 Détermine la raideur k du ressort.
4.2 Compare cette valeur à celle donnée par le constructeur.
Situation d’évaluation
ation
Au cours d'une séance de TP, des élèves étudient l'action d'un aimant sur unebille d'acier (voir sché
schéma).
La bille d'acier B est soumise à trois forces :
 la force d'intensité 3,0 N exercée par l'aimant A sur la bille B ;
 la force d'intensité 6,0 N exercée par le fil f sur la bille B;
 la force d'intensité 5,2 N exercée par la terre T sur la bille B.
Tu es sollicité pour aider les élèves à représenter ces forces.
1. Indique la nature (force
force de contact ou à distance) de chacune des
forces qui s'exerce sur B.
2. Détermine les caractéristiques de chacune des forces.
3. Représente chaque force. Echelle : 1 cm pour 2 N
Situation d’évaluation
ation
Après l'étude des ressorts, ton camarade de classe te propose de l'aider à déterminer les caractéristiques d'un
ressort qu'il a ramassé. Pour ce faire, il réalise les expériences décrites comme suit:
a) Un corps de masse m1= 213 g fixé
ixé à l'extrémité du ressort lui donne une longueur totale ℓ1 = 23,4 cm ;
b) Le ressort a une longueur totale ℓ2 = 28,7 cm lorsqu'il lui est accroché un corps de masse m2 = 386 g.
La raideur du ressort
rt est k et sa longueur à vide ℓ0. L'intensité de la pesanteur est g = 9,8 N/kg.
1. Donne la relation entre le poids P du corps accroché et la tension T du ressort.
2. Exprime la relation entre m1, g, k, ℓ1 et ℓ0 d'une part et entre m2, g, k, ℓ2 et ℓ0 d'autre part.
3. Détermine la longueur à vide ℓ0 du ressort.
resso
4. Déduis de tout ce qui précède, la raideur k du ressort.
CHAPITRE 3 : EQUILIBRE D’UN SOLIDE SOUMIS A 2 PUIS 3 FORCES
Activité d’application
Un solide S de poids 4 N est accroché à l'extrémité d'un ressort de raideur k = 50 N/m.
L'allongement de ce ressort vaut :
a)
0,8 cm;
b)
8 cm ;
c)
4 cm ;
d)
5 cm ;
e)
0,08 cm.
Entoure la bonne réponse.
Activité d’application
1. Représente dans chacun des cas suivants, les forces qui s'exercent sur le solide (S) en équilibre.
2. Ecris la condition d'équilibre du solide (S) pour chaque cas.
Activité d’application
Le solide S est soumis à la force ( ⃗) de valeur 40 Net à la force ( ⃗) de
valeur 30 N.
Détermine graphiquement la force ( ⃗)à exercer sur le solide pour qu'il soit
en équilibre.
Activité d’application
La poutre homogène AB, articulée au point A dans un mur vertical, est maintenu
maintenu en équilibre par un fil BC
(voir figure).
Données : Poids de la poutre : P = 10 N ;
Tension du fil : T = 4 N ; a = 45° ;
Echelle : 1 cm pour 2 N.
Détermine la réaction h du mur sur la poutre
pou :
- par la méthode graphique.
- par la méthode analytique.
Activité d’application
Le ressort ci-dessous
dessous a une longueur à vide ℓ0= 15 cm et sa constante de raideur est k = 35 N/m. Tu lui
accroches un solide S de masse m. A l'équilibre, la longueur du ressortest ℓ=
= 21 cm.
Donnée : g = 10 N/kg.
1) Représente les forces qui s'exercent sur le solide S.
2) Détermine la tension du ressort.
3) Détermine la masse du solide S.
Situation d’évaluation
Pendant les congés de Noël, deux élèves de 2nde C de ton établissement accompagnent leur oncle qui
travaille à la scierie de la ville. Ils observent une charge de masse m et de longueur L suspendue à deux
câbles AC et BC d'égales Longueurs ℓ comme l'indiquee la figure 1. Les deux câbles font entre eux un angle α
= 60°. L'un des deux élèves affirme que les tensions des câbles seraient plus faibles si la charge était
suspendue par ses deux extrémités comme l'indique la figure
figure 2. L'autre soutient que les tensio
tensions ne seraient
pas modifiées.
Données : m = 200 kg ; g = 10 N/kg ; AB = 2 m ; L = MN = 4 m ; ℓ=
= AC = BC = 2 m ; MC = CN.
Tu es sollicité pour départager les deux élèves.
1. Dans le cas de la figure 1 :
1.1 Identifie les forces qui s'exercent sur la charge.
char
1.2 Représente ces forces sur un schéma clair et précis.
1.3 Détermine les caractéristiques de ces forces par la méthode analytique.
2. Détermine dans le cas de la figure 2 :
2.1. l'angle
'angle d'inclinaison i3 des câbles.
2.2. les valeurs des tensions des câbles.
âbles.
3. Conclus.
Situation d’évaluation
Lors d'une séance de travaux pratiques, un groupe d'élèves de ta classe disposent du matériel suivant : un
solide de masse 10 kg ; un ressort R de raideur inconnue ; un support plan lisse incliné d'un angle a = 30
30° par
rapport à l'horizontale. Ils réalisent le montage de la figure ci-dessous.
ci dessous. Le ressort s'allonge alors de 5 cm et le
solide prend une position d'équilibre.
On donne : g = 10 N/kg.
Tu es appelé à assister le groupe dans cette séance en vue de
déterminer la constante de raideur du ressort.
(R)
1
1.1 Cite les forces appliquées sur le solide S.
(S)
1.2 Représente ces forces sur un schéma.
2. Ecris la condition d'équilibre du solide.
3. Détermine les valeurs de ces forces.
4. Détermine la raideur k du ressort.
CHAPITRE 4 : EQUILIBRE D’UN SOLIDE MOBILE AUTOUR D’UN
AXE FIXE
Activité d’application
La barre de la figure ci-dessous
dessous peut tourner autour de l'axe (A)
passant par le point O et perpendiculaire au plan de la figure.
Données : F1= 20 N ; F2 = 1 N ; F3 = 30 N ; AC = 2 cm; AO = 4
cm ; AB = 8 cm.
1. Précise le signe du moment de chacune de ces forces par rapport
au sens positif choisi.
2. Détermine le moment de chaque force.
3. Dis si la barre est en équilibre.
Activité d’application
La tige homogène AB de la figure ci-contre
contre peut tourner dans un plan vertical contenant le ressort R autour
d’un axe (A) horizontal passant par A et perpendiculaire à AB. L’allongement
du ressort R qui la maintient en équilibre est x = 4 cm.
Données: AB = ℓ = 24 cm ; AC = 16 cm ; le poids de la tige : P = 3 N.
1. Donne les expressions des moments des différentes
dif
forces appliquées à la
tige AB.
2. Ecris la condition d’équilibre de la tige AB.
3. Détermine la raideur k du ressort R.
Activité d’application
Deux enfants, Akim et Mikan, utilisent une balançoire constituée d'une planche homogène de masse m = 8 kg
et de longueur ℓ =2,4 m et d'un rondin de bois. Akim et Mikan, de masses respectives mA = 42 kg et mB = 32
kg sont assis aux extrémités A et B de la planche.
p
Donnée : g = 10 N/kg.
1. Représente les forces appliquées à la planche.
2. Détermine la distance
nce x entre A et le rondin pour que la
balançoire soit en équilibre en position horizontale.
Situation d’évaluation
En visite dans une menuiserie, tu observes
bserves avec tes camarades de la 2nde C, un ouvrier qui arrache des clous
avec un levier coudé appelé pied-de-biche.
biche. Le levier dee poids négligeable, peut tourner autour d'un axe
passant par le point d'appui O et perpendiculaire au plan de la figure. Pour arracher
arracher le clou, l'ouvrier exerce
en A une force ( ⃗) perpendiculaire à OA de valeur 200 N. Le clou exerce en B une force ( ⃗) sur le levier
supposée perpendiculaire à OB.
Données
nnées : OA = 70 cm ; OB = 10 cm ; a = 30° ; OA et OB sont perpendiculaires.
Tuu es désigné partes camarades pour évaluer les différentes
différentes forces qui s'appliquent sur le pied-de-biche en
équilibre.
1.
2.
3.
4.
Représente toutes les forces qui s'exercent sur le levier.
Ecris la condition d'équilibre du levier mobile autour de l'axe fixe passant pa
par point O.
Détermine la valeur de la force ( ⃗).
Détermine la valeur de la réaction ⃗ de la planche au point O.
CHAPITRE 5 : PRINCIPE D’INERTIE
Activité d’application
La figure ci-dessous
dessous représente du papier en carton découpé en dimensions
dimension réelles, pour une décoration.
Reproduis-la
la à l'échelle 1 puis détermine son centre d'inertie.
Activité d’application
Une molécule de chlorure d'hydrogène est composée d'un atome d'hydrogène et d'un atome de chlore séparés
par une liaison de covalencee de longueur 127,4 pm.
Détermine
ermine le centre d'inertie de cette molécule à l'échelle 1 cm pour 25 pm.
Les masses molaires atomiques sont : MH = 1 g.mol-1 et MC1= 35,5 g.mol-1.
Activité d’application
Sur le schéma ci-dessous,
dessous, le mobile M est tiré par un câble pour remonter le plan incliné supposé
parfaitement lisse.
Données : T = 30 N, la tension du câble ; m = 5 kg la masse du mobile ; g =10 N.kg-1, l'intensité de la
pesanteur ; l'angle entre le plan incliné et le plan horizontal vaut 30°.
1. Identifie less forces appliquées au mobile M.
2. Détermine la composante tangentielle du poids de M
3. Montre que M n'est pas un système pseudo-isolé.
pseudo
Activité d’application
La figure ci-dessus
dessus présente l'enregistrement des positions de deux points A et B d'un mobile autoporteur en
mouvement sur une table à coussin d'air.
1. Indique le point dont la trajectoire décrit le mouvement propre du mobile.
2. Indique le point dont la trajectoire décrit le mouvement d'ensemble du mobile.
3. Nomme ce point.
Activité d’application
on
En fonction des conditions mécaniques auxquelles est soumis un système, celui-ci
ci es
est dit isolé, pseudo-isolé
ou non isolé.
Un système pseudo-isolé
isolé est défini comme un système auquel :
1- est appliquée une seule force ;
2- aucune force n'est appliquée ;
3- sont appliquées deux forces dont les actions se compensent ;
4- sont appliquées des forces dont les actions se compensent.
Ecris
ris le numéro qui correspond à la bonne réponse.
Situation d’évaluation
Aminata, élève en classe de seconde C au lycée des jeunes filles, accompagne son père réparer la roue de sa
voiture dans un garage de la place.
Le mécanicien leur dit ceci : « la position du centre d'inertie de la jante de votre voiture a été légèrement
déplacée à une autre position G1 suite à des déformations; pour la ramener
ramener à sa position initiale G, je dois
fixer à la périphérie de la jante, une plaquette métallique ».
La plaquette métallique de masse m2 = 60 g est considéré comme un solide ponctuel fixé au point A comme
l'indique le schéma ci-dessous.
La jante est un disque supposé parfait et homogène de centre O, de diamètre AB = 406 mm et de masse m1=
9,20 kg.
Tu es invité à apprécier avec ta camarade de classe Aminata le travail du mécanicien.
1.Indique
Indique la position initiale G du centre d'inertie de la jante, lorsque celle-ci
n'avait pas encore été déplacée.
2.
2.1 Applique la relation barycentrique à la jante et à la plaquette affectées
de leurs masses respectives.
2.2 Reproduis le schéma puis situe sur le rayon AB, de quel côté du point O
le centre d'inertie de la jante avait été déplacé.
3. Détermine la position G1 à laquelle le centre d'inertie de la jante avait été
déplacé, par rapport au point O.
Situation d’évaluation
Zata est un élève qui vient de réussir brillamment la classe de seconde C. Pendant les grandes vacances
scolaires, il utilise la moto de son père pour transporter de la marchandise qu'il vend en vue de préparer la
rentrée scolaire prochaine.
Après avoir disposé un ensemble de charges S1 de masse totale m1 égale à 100 kg à l'arrière de la moto, il se
rend compte que celle-ci
ci penche trop sur le côté arrière. Son camarade de classe qui était avec lui en ce
moment, lui propose alors de déposer
poser une autre charge S2 à l'avant
nt de la moto, sur le réservoir
réservoir.
Tu dois assister Zata et son camarade de classe dans la disposition des charges sur la moto en vue de
l'équilibrer.
Le schéma simplifié ci-dessous
dessous représente le corps de la moto (partie hachurée) de masse m égale à 150 kg et
de centre d'inertie G, avec les charges
es S1 et S2 de centres d'inertie respectifs G1 et G2.
En cas de besoin, tu représenteras les dimensions réelles du schéma à l'échelle 1/25
1 25 (1 cm sur le schéma
représente 25 cm en dimension réelle).
En outre, tu es informé qu'il existe des forces de frottement
frottem sur la route où doit circuler la moto.
1- Définis un système pseudo-isolé.
isolé.
2- Détermine la relation entre les forces de frottement et la force motrice de la moto pour que celle
celle-ci
avec ses charges en mouvement
ment constituent un système pseudopse
isolé.
3- Reproduis le schéma à l'échelle indiquée puis détermine le centre d'inertie du système formé par la
moto et la charge S1.
4- Détermine la masse de la charge S2 qui permet de ramener le centre d'inertie de l'ensemble (moto, S1,
S2) au point G.
Situation d’évaluation
En vue de vérifier le principe de l'inertie, chaque groupe
g
d'élèves de la seconde C3 effectue un enregistrement
au laboratoire de physique-Chimie
Chimie du lycée, sous la supervision du professeur.
Le système étudié est un ensemble de deux palets SA et SB de centres d'inertie respectifs A et B, de masses
respectives mA et mB telles que mA = 2mB, reliés par un fil élastique de masse négligeable.
Les élèves lancent le système sur une table à coussin d'air où les forces de frottement sont négligeables.
Le dispositif d'enregistrement permet de repérer les positions des centres d'inertie A (A0, A1, A2...) et B (B0,
B1, B2...) des palets SA et SB à intervalle de temps égaux t (voir schéma ci-dessous
ci dessous à l'échelle 1).
Tu es désigné pour présenter le travail de
d ton groupe.
1
1.1 Définis un système isolé et un système pseudopseudo
isolé.
1.2 Dis lequel des deux cas de système existe dans la
vie courante.
2. Explique si chaque palet pris individuellement est un
système pseudo-isolé.
3. Détermine les positions du centre d'inertie G (G0, G1,
G2...) du système constitué par les deux palets.
4.
4.1 Détermine la nature du mouvement du centre
d'inertie de ce système à partir de l'enregistrement
obtenu,
4.2 Déduis-en
en le principe de l'inertie.
CHAPITRE 6 : QUANTITE DE MOUVEMENT
Activité d’application
1. Définis le vecteur-quantité
quantité de mouvement d'un solide.
2. Donne l'unité de la norme de ce vecteur
Activité d’application
Australien Samuel Groth a battu le record mondial
mond de vitesse au service d'une balle
le de tennis de masse 58 g,
enregistrée à 263 km.h-1.
Calcule
cule la quantité de mouvement de la balle à ce service.
Activité d’application
Les positions d'un mobile autoporteur G de masse 610 g en mouvement sur une tab
table à coussin d'air, où les
forces de frottement sont pratiquement inexistantes, sont
nt repérées toutes les 30 ms puis données par la
représentation ci-dessous à l’échelle
échelle 1.
1. Détermine les caractéristiques du vecteur-quantité
vecteur quantité de mouvement du mobile autoporteur.
2. Représente le vecteur-quantité
quantité de mouvement du mobile à l'échelle 1 cm pour 1 kg.m.s-1.
Activité d’application
Deux mobiles autoporteurs M1 et M2 identiques de masse m chacun, reliés par un fil élastique, forment un
système au repos sur une table
ble à coussin d'air. Dès que l'on brûle le fil, le mobile M1 part avec une vitesse V1
égale à 0,5 m.s-1.
1. Indique le sens du vecteur-vitesse ⃗ de M2 par rapport au vecteur-vitesse ⃗du mobile M1.
2. Détermine la valeur du vecteur-vitesse
vitesse ⃗ du mobile M2.
Activité d’application
Complète les phrases ci-dessous.
1. Pour calculer la quantité de mouvement d'un solide, on effectue le produitde ……………………
2. Lorsqu'il y a choc entre deux solides, le vecteur-quantité
vecteur quantité de mouvement dusystème après le choc est égal
au ………………………………….
Activité d’application
Complète le texte ci-dessous
dessous par les mots ou expressions qui conviennent : une
ne égalité ; avant et après le
choc ; la loi de conservation ; sa valeur ; vecteur vitesse de son centre d'inertie ; sa masse ; le vecteur
vecteurquantité de mouvement ; les
es vecteurs-quantité
vecteurs
de mouvement.
La quantité de mouvement est une grandeur physique vectorielle comme la force I o. la vitesse. Le vecteur
vecteurquantité de mouvement d'un solide se détermine eneffectuant
ene
le produit de ………… par le …………. est
exprimée en kg.m.s-1.
Pour un système de deux solides en mouvement, ……………………………….. du système
constitué par les deux solides se détermine par la somme vectorielle de leurs vecteurs
teurs-quantité de
mouvement. Ainsi, pour un système isolé constitué de ceux solides qui se heurtent au cours du mouvement,
il est possible d'établir ………………… entre ………………. du système ………………… Cette relation
estconnue
connue sous le nom de ……………………. du vecteur-quantité
quantité de mouvement.
Situation d’évaluation
Lors des journées du scientifique organisées par l'Unité Pédagogique de Physique-Chimie,
Physique Chimie, l'équipe d'élèves
de seconde C de ton établissement effectuent un enregistrement en vue de vérifier une loi de la mécanique.
Le dispositif d'enregistrement permet de lancer sur une table à coussin d'air, un mobile autoporteur M de
masse m = 600 g contre un mobile N identique, initialement au repos. Lorsque le mobile M heurte le mobile
N, les deux restent accrochés, formant un ensemble
ensemble en mouvement. Les positions des mobiles avant et après
le choc sont repérées à des intervalles de temps successifs égaux τ = 30 ms (voir figure ci
ci-dessous).
Les vecteurs seront représentés à l'échelle 1 cm pour 0,2 kg m.s-1 si besoin.
En ta qualité de membre du Club scientifique du lycée,
l
tu dois assister l'équipe dans la vérification de cette
loi de la mécanique.
1. Définis le vecteur-quantité
quantité de mouvement d'un solide en mouvement.
2. Détermine la nature du mouvement du mobile M.
3. Détermine les caractéristiques
ractéristiques du vecteur-quantité
vecteur
de mouvement du système :
3.1 avant le choc ;
3.2 après le choc.
4. Vérifie la loi de conservation du vecteur-quantité
vecteur
de mouvement.
Situation d’évaluation
Une équipe de deux élèves représentent les secondes C à un jeu de
d pétanque dans le cadre d'un tournoi
organisé par le Conseil d'Enseignement d'EPS de l’établissement.
Pourr espérer gagner la partie, un élément de l'équipe choisit de dégager la boule de l'équipe adverse qui s'est
positionnée près du cochonnet. Il lance alors
a
sa boule
le A en direction de la boule B de même masse m ; il
réussit effectivement à déplacer cette dernière, de sorte que les deux boules s'écartent suivant deux droites
d'actions différentes, faisant chacune un angle α = 45° avec la droite d'action le de la boule A, comme
l'indique la figure ci-dessous
Après
ès le choc, les boules A et B parcourent chacune
chacune une distance de 1,5 m pendant 5 s.
En supposant que les mouvements s'effectuent sans
s
forces de frottement, tu es sollicité
icité pour déterminer
certaines grandeurs physiques
iques caractéristiques au cours ce jeu.
1. Donne la nature du mouvement du centre d'inertie de chaque boule.
2. Énonce la loi de conservation du vecteur-quantité
vecteur
de mouvement.
3. Détermine la vitesse :
3.1 de la boule A avant le choc ;
3.2 de la boule B après le choc ;
3.3 de la boule A après le choc.
Situation d’évaluation
Au lendemain d'une séance de travaux pratiques effectués avec ses élèves de la classe de seconde C
C1, le
professeur de physique-Chimie
Chimie décide de vérifier l'acquisition des connaissances
connaissances de ces derniers. Pour ce
faire, il distribue à chacun d'eux le document ci-après
ci après ; c'est un enregistrement des positions de deux solides
S1 et S2 en mouvement, de masses respectives m1 = 710 g et m2 = 1070
070 g. Les deux mobiles lancés sur une
table à coussin d'air, se sont heurtés à un moment donné avant de continuer leurs mouvements. Les positions
ont été repérées à intervalles de temps successifs égaux τ = 40 ms.
Le professeur a indiqué préalablement sur l'enregistrement, les positions d'un point M ddu système formé par
les deux solides S1 et S2.
En tant qu'élève de la classe, tu dois montrer au professeur que tu sais appliquer la loi de conservation du
vecteur-quantité de mouvement.
1. Dis ce que représente le point M pour le système formé par les solides
sol
S1 et S2.
2.
2.1 Détermine le vecteur-quantité
quantité de mouvement du système formé par les solides avant le choc.
2.2 Représente-le
le à une échelle de ton choix.
3.
3.1 Détermine le vecteur-quantité
quantité de mouvement
mou
du système formé par les solides après le cho
choc.
3.2 Représente-le
le à la même échelle choisie au 2.2.
4.
4.1 Déduis des questions précédentes que le vecteur quantité de mouvement du système se conserve.
4.2 Vérifie qu'il est égal à ( +
) ⃗ ; ⃗ étant le vecteur vitesse du centre d'inertie du système.
CHAPITRE 7 : LE COURANT ELECTRIQUE
Activité d’application
Complète les phrases suivantes avec les mots ou expressions qui conviennent.
Dans un métal, les porteurs de charges sont ………………….
Dans un électrolyte, les porteurs de charges sont ………………. L'intensité du courant électrique s'exprime
en ampère et se mesure à l'aide d'un …………………….
L'intensité du courant électrique est ……………………… entout point d'un circuit série.
Dans un circuit ………………………,
……………………… la somme des intensités
ntensités des courants arrivant à un nœud est égale à la
somme des intensités des courants qui en repartent.
Activité d’application
Ton ami a schématisé le circuit électrique permettant de réaliser l'électrolyse
d'une solution aqueuse de soude (Figure 1). Cette solution contient, les ions
Na+ et 0H- dispersés.
Indique sur le schéma :
1. le sens du courant électrique.
2. le sens de déplacement des porteurs de charges dans :
2.1 les fils de jonction.
2.2 l'électrolyte :
Activité d’application
Dans un tube en U, tu verses une solution constituée de dichromate de
potassiumde sulfate de cuivre. Puis tu réalises l'électrolyse de la
solution. Voir figure ci-dessous.
Choisis, en entourant la bonne
nne lettre, le sens de déplacement des
espèces chimiques dans la solution.
1.Pour les ions K+ et Cu2+ :
1.1 sens du courant électrique
1.2 sens inverse du courant électrique
1.3 dans les deux sens
2.Pour les ions SO42- et Cr2O72- :
2.1 sens du courant électrique
2.2 sens inverse du courant électrique
2.3 dans les deux sens
Activité d’application
Citee les porteurs de charges dans les conducteurs électriques suivants :
1- une solution de chlorure de sodium (eau salée)
2- l'aluminium
3- une solution de soude
Situation d’évaluation
Au cours d'une séance de Travaux Pratiques au Lycée, un groupe d'élèves réalise l'électrolyse d'une solution
aqueuse de chlorure de sodium (Voir figure 3). Ils utilisent une batterie dont ils ignorent les bornes. Ils
constatent la formation
rmation de dichlore qu'ils identifient par la décoloration de l'indigo à l'électrode B. Ils
souhaitent connaitre les bornes de la batterie. Ils te demandent de les aider.
1- Précise la nature du courant électrique :
1.1 dans la solution de chlorure de sodium
sodiu ;
1.2 dans les fils conducteurs.
2- Indique le sens de déplacement :
2.1 des ions sodium Na+ et Cl- dans la solution;
2.2. des électrons dans les fils conducteurs.
4. Déduis-en
en les signes des bornes de la batterie
Situation d’évaluation
Lors d'une visitee d'une usine de fabrication de couverts de table, les membres du Club Scientifique
apprennent du guide que ces couverts sont argentés par électrolyse d'une solution contenant des ions argent
Ag+ ; la cathode est constituée par les éléments métalliques à argenter
argenter ; l'anode est constituée d'un bloc
d'argent. (Voir schéma simplifié ci-dessous
dessous : figure 4). Sur une certaine surface, il se dépose een 20 minutes, 3
g d'argent.
Émerveillés, certains membres veulent comprendre.
comprendre Ils te sollicitent alors pour détermin
erminer le nombre
d'électrons qui arrivent à la cathode en 1 seconde (appelé aussi
aussi débit d'électrons) pour le dépôt d'argent.
Données
nées : Dans 108 g d'argent, il y a N = 6,02.1023 atomes d'argent.
Les deux réactions qui se déroulent aux électrodes sont :
Ag   e  
 Ag ;
Ag 
 Ag   e 
1. Indique le sens de déplacement des ions argent Ag+ dans la
solution.
2. Indique la réaction qui se produit à l'anode et à la cathode.
3. Détermine le nombre d'électrons qui arrivent à la cathode en
1 seconde.
CHAPITRE 8 : INTENSITE DU COURANT ELECTRIQUE
Activité d’application
Un ampèremètre dont la graduation comporte 100 divisions est placé dans un circu
circuit électrique pour une
mesure d'intensité.
Lorsque l'ampèremètre est utilisé sur le calibre 5 A, l'aiguille dévie et s'arrête sur la graduation 40.
1- L’intensité du courant est alors :
a) 4 A
b) 2 A
c) 8 A
2- Pendant une durée ∆t,
t, cette intensité de courant électrique correspond à une quantité d'électricité Q.
Son expression est :
a) I.∆t
b) ∆t/I
c) I/∆t
3- Lorque que ∆tt = 3 secondes, Q a pour valeur :
a) 1,5 C
b) 0,7 C
c) 6 C
Pourr chacune des propositions, entoure la bonne réponse.
Activité d’application
Schématise un circuit électrique constitué des éléments de symboles suivants
Représente sur le schéma, par une flèche pleine, le sens conventionnel du nt et par une flèche pointillée le
sens de déplacement des électrons.
Activité d’application
Ton professeur réalise le circuit électrique schématisé ci-contre.
ci
Il fait varier l'intensité du courant I1, mesurée par l'ampèremètre Al.
L'ampèremètre A2 mesure I2, tandis que A3, donne I3.
Complète le tableau ci-dessous
dessous en indiquant la valeur de l'intensité
qui manque.
I1
7A
I2
3A
I3
0,3 A
1,25 mA
300 μA
200 mA
0,25 mA
400 μA
Activité d’application
Indique les valeurs des intensités du courant qui manquent dans les schémas suivants.
Activité d’application
Un courant constant de 2,50 A parcourt un circuit électrique pendant 4 minutes.
Donnée
nnée : Charge élémentaire : e = 1,6.10-19
1,6.10
C
1. Calcule la quantité d'électricité qui a parcouru ce circuit pendant ce temps.
2. Détermine le nombre d'électrons qui ont été déplacés pendant ce temps.
Situation d’évaluation
La famille de Koffi veut aménager dans son nouvel
nou appartement sis au quartier Agnikro.
gnikro. Elle désire signer un
contrat avec la Compagnie d'Electricité. Le Père deKoffi a le choix entre trois formules de distribution du
courant électrique dont les valeurs maximales des intensités distribuées sont précisées :
Premier choix : 5 A ;
Deuxième choix : 10 A ;
Troisième choix : 15 A.
L'installation électrique de l'appartement comportera les appareils suivants :
- 1 poste TV : 0,5 A
- 1 Réfrigérateur : 0,7 A
- 3 Ventilateurs : 3×0,3 A
- 5 lampes de 60 W : 5× 0,27 A
Les intensités du courant indiquées
quées correspondent à la valeur du courant qui parcourt l'appareil en
fonctionnement. On suppose que les appareils sont tous connectés sur le compteur et qu'ils fonctionnent
indépendamment.
Koffi te sollicite pour l'aider à proposer un choix de distribution
distributio à son père.
1. Précise le type d'association des appareils sur le secteur.
2. Calcule l'intensité du courant débité nécessaire pour alimenter tous les appareils.
3. Choisis la formule de distribution pour le père de Koffi.
Situation d’évaluation
Votre classe de seconde C vient de découvrir avec son professeur de Physique-Chimie
Physique Chimie les lois du courant
électrique. Afin de vérifier vos acquis, vous entreprenez de vérifier la loi des nœuds
nœuds. Chaque groupe d'élèves
dispose de 4 ampèremètres identiques
dentiques ayant
ayant les calibres : 5 A ; 1 A ; 0,1 A ; 10 mA ; 5 mA. Les graduations
de :es ampèremètres comportent 100 divisions. Il réalise le montage ci-dessous
ci dessous et mesure les intensités du
courant dans les trois branches.
Votre groupe trouve :
I1= 0,50 A traversant L1 et mesurée par l'ampèremètre Al ;
I1 = 0,25 A traversant L2 et mesurée par l'ampèremètre A2 ;
Pour I3, l'aiguille de l'ampèremètre A3 s'arrête sur la division n = 65 pour le
calibre 1 A.
Le courant principal, mesuré par l'ampèremètre A, est I = 1,4 A.
Tu es désigné pour exposer le travail de ton groupe.
1.1 Reproduis le schéma du montage en plaçant correctement les quatre ampèremètres.
1.2 Précise les sens du courant dans chaque branche.
2. Calcule l'intensité I3 du courant qui traverse l'ampèremètre A3.
3.
3.1
.1 Dis si le calibre 0,1 mA utilisé pour mesurer chaque intensité est adapté.
3.2 Précise pour chaque ampèremètre le bon calibre.
4. Montre que la loi des nœuds est vérifiée.
Situation d’évaluation
Un test sur l'intensité du courant électrique sera proposé pendant le Concours de Physique
Physique-Chimie organisé
par le Conseil d'Enseignement de ton établissement. Pour donner plus de chance à votre classe, le professeur
vous soumet cet exercice ci-dessous
dessous ayant pour but d'appliquer la loi des nœuds.
Il s'agit d'un réseau électrique dans lequel certains courants sont connus en sens et en intensité. L'intensité I3
est mesurée à l'aide d'un ampèremètre qui possède les calibres 1 A, 3 A, 5 A et dont le cadran comporte 150
divisions. Voir figure ci-dessous.
1. Indique le sens des courants I3, I2, I4 et I5 et calcule leurs valeurs.
2.
2.1 Reproduis le schéma en branchant l'ampèremètre pour mesurer I3.
2.2 Indique les bornes (+) et (—)) de l'ampèremètre sur le schéma.
3. Précise le calibre qu'il faut utiliser pour mesurer I3.
4. Détermine la position de l'aiguille sur le cadran.
CHAPITRE 9 : TENSION ELECTRIQUE
Activité d’application
Tu disposes de six piles de 1,5 V chacune et d'une pile de 9 V.
Indique en justifiant ta réponse, une méthode pour
pou constituer avec quelques-unes ou toutes ces piles, un
accumulateur de 3 V ; 6 V ; 12 V ; 18 V.
Activité d’application
Dans le montage schématisé ci-dessous,
dessous, les tensions aux bornes des dipôles R1 et R3 sont respectivement 4,5
V et 7,5 V.
1. Dis comment sont montés les dipôles R1 et R2.
2. Détermine la tension aux bornes du dipôle R2.
Activité d’application
Voici un extrait de schéma d'un circuit électrique.
1. Représente les tensions électriques UAB, UBC et UCD.
2. Détermine les tensions aux bornes des dipôles R2 et R4,sachant que UAD = 7,5 V, UAB = 2,3 V et UCD = 2
V.
Activité d’application
Recopie le numéro de chaque courbe de tension ci-dessous
ci dessous et indique si elle correspond à une tension
variable ou à une tension continue.
Activité d’application
Observe le graphe ci-dessous
dessous représentant une tension
électrique.
1. Détermine sa période.
2. Calcule sa fréquence.
3. Détermine sa valeur maximale.
Sensibilité verticale de l’oscilloscope
oscilloscope : 1 V/div
Sensibilité horizontale de l’oscilloscope
oscilloscope : 0,05 s/div.
s/
Activité d’application
pplication
Un générateur de tension alternative de fréquence N délivre
délivre une tension efficace notée Ue
1- L'expression
on de la tension maximale est :
a) U m 
b) U m 
2
Ue
Ue
2
c) U m  2.U e
d) U m  2.U e
2- L'expression de la période de la tension en
fonction de la fréquence N est
a) T  N ;
1
b) T 
N
c) T  2 N ;
N
d) T  .
2
3- Lorsque la tension maximale vaut 350 V, la
valeur de la tension efficace est :
a)
b)
c)
d)
Ue = 248,22 V
Ue = 493,52 V
Ue = 175 V
Ue = 4.10-33 V
4- Lorsque la fréquence est égale à 80Hz, la
période vaut :
a)
b)
c)
d)
T = 160 s
T = 80s
T = 40s
T = 125.10
.10-4s
Pour chaque proposition ci-dessus,
dessus, écris la lettre qui correspond à la bonne réponse.
Situation d’évaluation
Baroan est élève en classe de seconde C. Il amène son téléphone portable à la réparation
éparation un samedi matin.
1.Après
rès avoir ouvert l'appareil, le réparateur identifie à l'intérieur
l'i érieur le circuit intégré ci
ci-dessous pour y mesurer
des tensions aux bornes des composants électroniques, lee commutateur (ABC) étant en position A.
En tant qu'élève de seconde C, tu es invité à vérifier
vé
avec ton ami Baroan, les mesures
esures effectuées par le
réparateur.
1. Définis la tension électrique entre deux points d'un circuit électrique.
2. Reproduis le schéma du circuit ci-dessus
dessus puis :
2.1- indique le sens du courant électrique qui circule dans chaque dipôle.
2.2- représente les tensions UPN, UCD, UEF, UDG.
3. Détermine les tensions UCD et UDG respectivement aux bornes de la bobine et condensateur.
Situation d’évaluation
Yao, élève en seconde C échange avec son frère aîné étudiant en Physique-Chimie,
Physique Chimie, en vue d'une installation
électrique pour une grande cérémonie.
Il apprend alors, que les lampes « set d'ACL » ou « Aicraft » sont constituées de 08 lampes à faisceaux très
serrées et produisent une lumière assez blanche qui pourrait les intéresser. Elles ont chacune une tension
nominale de 28 V.
Yao dispose
- d'un accumulateur de 220 V ;
- des 08 lampes « set d'ACL » pour éclairer
écl
la cour devant abriter la cérémonie ;
- d'une lampe à incandescence de tension nominale 220 V devant éclairer la pièce où l'accumulateur est
disposé.
Le frère aîné cherchant à tester les compétences de Yao, lui propose les trois montages ci
ci-dessous pour le
branchement des lampes.
En ta qualité d'élève de seconde C, aide Yao à faire le bon choix parmi ces trois montages.
1. Enonce les lois de la tensionn en courant continu pour :
1.1 un circuit série ;
1.2 un circuit comportant des dérivations.
2. Représente les tensions UPN et UAB sur chaque circuit.
3. Désigne le schéma du montage qui convient au fonctionnement simultané normal de toutes les lampes.
4. Justifie ton choix.
Situation d’évaluation
Pendant les congés de pâques, Kossia élève en
e classe de seconde C assiste à l’installation
installation de panneaux
solaires pour alimenter les
es installations électriques du campement de son père.
Elle observe entre autres appareils installés dans le
l dispositif, un onduleur qui a pour rôle de convertir la
tension continue issue de l’énergie des panneaux solaires en une tension de nature différente, que l’équipe
d’installation fait visualiser sur un oscilloscope (voir schéma
suivant).
Sensibilité verticale de l’oscilloscope : 104 V/div
Sensibilité horizontale de l’oscilloscope : 5.10-3 s /div
Elle est émerveillée et intéressée par cette courbe qu'elle a déjà vue en classe. En tant qu'élève de
seconde, Kossia te sollicite pour te joindre à elle afin de déterminer les grandeurs physiques caractérisant
cette tension.
1. Nomme la tension délivrée par l'onduleur convertisseur.
2. Cite les caractéristiques de ce type de tension
3. Indique lesquelles sont mesurées avec l'oscilloscope.
4. Détermine les caractéristiques de cette tension délivrée par l'onduleur convertisseur.
CHAPITRE 10 : ETUDE EXPERIMENTALE DE QUELQUES DIPOLES
PASSIFS
Activité d’application
Les bornes de deux dipôles D1 et D2 sont reliées directement
dir
à un voltmètre. Celui--ci indique 1,5 V pour D1
et 0 V pour D2.
Identifie le dipôle passif parmi ces deux dipôles.
Activité d’application
1. Fais le schéma du montage potentiométrique permettant d'étudier la caractéristique d'un conducteur
ohmique.
2. L'intensité
ntensité du courant traversant un conducteur
conducte ohmique vaut 0,05 A quand la tension à ses bornes vaut2,5
V.
Détermine la valeur de la résistance de ce conducteur ohmique.
Activité d’application
Tu observes ci-dessous la caractéristique
stique d'une diode au silicium.
silici
1.
2.
Indique s'il s'agit d'une caractéristique Intensité-Tension
Intensité
ou Tension-Intensité.
Intensité.
Donne la valeur de la tension seuil de cette diode
Activité d’application
La caractéristique d'une diode Zener est représentée ci-dessous.
ci
1. Détermine la valeur de la tension seuil de cette diode.
2. Détermine la valeur de sa tension Zener.
Activité d’application
Un conducteur ohmique de 600 Ω est alimenté par une tension de 12 V.
1. Calcule l'intensité du courant qui le parcourt.
2. Ce conducteur ohmique, alimenté par la même tension, est monté en série avec un autre conducteur
ohmique de résistance 500 Ω,, détermine :
2.1 la résistance équivalente de cette association.
2.2 l'intensité du courant qui parcourt cette association.
Activité d’application
Un conducteur ohmique
que de résistance R1 = 150 Ω,, alimenté par un générateur électrique de tension continue
U, est parcouru par un courant électrique d'intensité 0,1 A.
1. Détermine la valeur de la tension électrique U aux bornes de ce conducteur ohmique.
2. Tu associes en dérivation avec R1, un autre conducteur ohmique de résistance R2 = 100 Ω, l'ensemble
alimenté par la même tension du générateur électrique. Détermine l'intensité du courant débité par le
générateur.
Situation d’évaluation
Pour l’organisation du jeu dénomméé « les génies en herbes
herbes » dans ton établissement, iil est demandé à une
équipe comportant des élèves
es de seconde C de réaliser un circuit
circuit électronique pouvant permettre de prendre
la parole instantanément par l’allumage
umage de lampes.
Au cours des essais, l’équipe
ipe observe que les lampes
lamp brillent trop fortement. Un membre
embre de l’équipe, élève
de seconde C, propose alors d’insérer un conducteur ohmique
ohmique de résistance R telle que 50 Ω<R< 80 Ω dans le
circuit pour réduire l’intensité
ensité du courant dans les lampes.
L'équipé dispose de deux conducteurs ohmiques, l’un de résistances R1 et l’autre le résistance R2.
Pour chaque conducteur ohmique, le relevé de l’intensité du courant électrique qui le parcourt en fonction de
la tension entre ses bornes donne les résultats suivants.
Pour R1
U(V) 0,5 1
1,5 2 2,5 3 3,5
I(mA) 12,5 25,1 37,6 50 62,6 75 87,5
Pour R2
U(V) 0,5 1
1,5 2
2,5 3
3,5
I(mA) 9,1 18,2 27,3 36,4 45,5 54,5 63,6
Pour les tracés de caractéristique intensité-tension, tu utiliseras l’échelle 1cm pour 0,5 V et 1cm pour 10 mA.
En tant que membre de l’équipe, aide à choisir la valeur de la résistance.
1. Fais le schéma du montage potentiométrique permettant de tracer la caractéristique intensité-tension
d’un conducteur ohmique de résistance R.
2. Trace sur un papier millimétré la caractéristique intensité-tension de chaque conducteur ohmique
utilisé par l’équipe.
3. Détermine la valeur de la résistance de chaque conducteur ohmique (R1 et R2).
4. Déduis de la question précédente le conducteur ohmique que l’équipe doit utiliser.
Situation d’évaluation
En vue de proposer un candidat pour le concours d'entrée dans une école d'électricité, un établissement
scolaire d'excellence soumet ses meilleurs élèves du niveau 2nde C à un test de présélection.
Le test consiste pour chaque candidat, à identifier trois dipôles de natures différentes : dipôle 1 de bornes A et
B, dipôle 2 de bornes C et D et dipôle 3 de bornes E et F. Pour ce faire, chaque candidat dispose en plus des
trois dipôles, du matériel suivant :
- un générateur de tension continue ;
- un ampèremètre ;
- un voltmètre ;
- un potentiomètre.
Chaque candidat effectue ensuite deux expériences.
Expérience 1 : les candidats réalisent un montage qui permet de mesurer pour chaque dipôle, l'intensité I du
courant électrique qui le traverse en fonction de la tension électrique U appliquée à ses bornes ; ils obtiennent
avec chaque dipôle placé dans un sens puis dans l'autre par rapport au sens de I, les résultats suivants:
Dipôle 1
UAB(V) -0,45 -0,4 -0,35 -0,3
0
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,6
0,65
IAB(mA)
0
0
0
0
0
1,7
5
12,5
30
60
100
200
300
Dipôle 2
UAB(V)
-7,5
IAB (mA) -350
Dipôle 3
UAB(V)
IAB(mA)
-4,5
-100
-5
-276
-4,3
-30
-4
-245
-4
-10
-3
-208
-3,5
4
-2
-166
-1
-113
-3
0
-2
0
0
0
1
113
-1
0
0
0
2
166
0,4
1
3
208
0,5
2
4
245
0,7
4
5
276
0,8
30
7,5
350
7,5
350
Expérience 2 : les candidats mesurent successivement aux bornes de chaque
chaque dipôle en circuit ouvert, la
tension électrique.
Tu participes à cette présélection et tu souhaites être le candidat de ton établissement.
1. Fais le schéma du montage électrique réalisé dans l'expérience 1.
2. Dégage l'information que fournit l'expérience 2.
3. Trace la caractéristique intensité-tension
tension ou tension-intensité
tension intensité de chaque dipôle étudié.
4. Déduis des tracés précédents :
4.1 la nature des dipôles ;
4.2 les valeurs des grandeurs caractéristiques des dipôles 1 et 3.
Situation d’évaluation
Votre professeur de physique-chimie
chimie vous amène visiter un atelier de montages électroniques dans le but de
vous montrer des applications des conducteurs ohmiques.
Des employés de l'atelier, qui ne disposent que de conducteurs ohmiques de résistances 1 kkΩ et 2 kΩ,
effectuent des travaux devant permettre d'éviter que des composants électroniques soient détruits par une
grande intensité
ensité de courant électrique. Ils vous invitent à suivre ces activités :
- ils montent à la base d'un composant électronique
électro
X, une résistance R telle que 2,5 kΩ ≤ R ≤3,5 kΩ ;
- ils montent à la base d'un composant électronique Y, une résistance R' telle que
ue 0,5 kkΩ ≤ R’ ≤ 1 kΩ;
- ils visualisent enfin à l'oscilloscope, la caractéristique Intensité — Tension de chaque résistance 1 kkΩ et
2 kΩ et de leurs différentes associations pour apprécier leur comportement ; ce qui donne les courbes
suivantes :
Tu es désigné
ésigné par le professeur pour rendre compte de la visite.
1.
1.1 Nomme les types d'association de conducteurs ohmiques ;
1.2 Fais le schéma pour chaque type d'association
d'as
avec deux
conducteurs ohmiques de résistances R1 et R2.
2. Exprime la résistance équivalente
valente pour chaque type
d'association.
3. Détermine le choix du type d'association
d'associat
des conducteurs
ohmiques de résistance R1 = 1 kΩ etR2 = 2 kΩ pour la protection
du composant X et pour la protection du composant Y.
4.
4.1 Attribue à chaque courbe le conducteur
conduct
ohmique R1 ou R2 ou le type d'association.
4.2 Justifie ta réponse.
CHAPITRE 11 : ETUDE EXPERIMENTALE D’UN DIPOLE ACTIF –
POINT DE FONCTIONNEMENT
Activité d’application
La tension aux bornes d'une pile de f.é.m. E = 3 V est 2,5 V quand elle débite un courant d'intensité I = 0,2 A.
La résistance interne de la pile est :
a) r = 2,5 Ω
b) r = 25 Ω
c) r = 250 Ω
Entoure la lettre correspondant à la bonne réponse.
Activité d’application
Fais
ais le schéma d'un montage permettant de tracer la caractéristique d'une pile.
Activité d’application
Tu considères le montage ci-contre.
Détermine la tension UAB aux bornes du rhéostat
Activité d’application
Une pile de f.é.m. E = 4 V et de résistance interne r = 5Ω
5 est montée en série avec un conducteur ohmique de
résistance R = 100 Ω.
Détermine :
1) l'intensité I du courant dans le circuit.
2) la tension UPN aux bornes de la pile.
Activité d’application
1) Représente la caractéristique d'une pile de f.é.m. E = 4,5
4,5 V et de résistance interne r = 1,5 Ω à une échelle
de ton choix.
2) Tu associes en série cette pile avec une autre pile identique. Détermine la f.é.m. et la résistance interne
équivalente de l'association.
Activité d’application
Le graphe suivant représente
ente trois caractéristiques C1, C2 et C3 de trois dipôles. Relie par une flèche le dipôle
à sa caractéristique si possible.
Conducteur ohmique •

C1
Générateur•

C2
Lampe à incandescence•

C3
Diode Zener•
Ac
tivité d’application
Kinayo effectue les deux mesures suivantes sur une pile de f.é.m.
E et de résistance interne r inconnues.
 Il branche un voltmètre à ses bornes ; la tension mesurée est de 15 V.
 Il mesure la tension à ses bornes quand l'intensité qu'elle débite a pour valeur I = 1 A ; il trouve
UPN = 9,8 V.
1. Donne la valeur de la f.é.m. E de la pile.
2. Écris la loi d'Ohm aux bornes de cette pile.
3. Détermine la résistance interne r de la pile.
Situation d’évaluation
Au cours d'une séance de travaux pratiques, un groupe d'élèves de 2nde C doit déterminer le point de
fonctionnement d'un circuit électrique comportant une pile et un conducteur ohmique. L'intensité maximale
admissible par la pile est Imax = 0,8 A. Le conducteur ohmique utilisé a une résistance R = 5 9 et est
caractérisé par une intensité maximale de 1 A.
Les résultats des mesures de la tension aux bornes de la pile et de l'intensité qui traverse le circuit sont
consignés dans le tableau suivant :
UPN (V) 4,5 4,4 4,3 4,2
I (mA)
0 100 200 300
Tu es membre du groupe. Il t'est demandé de conduire l'exploitation des résultats de l'expérience.
1.
1.1 Définis un dipôle actif.
1.2 Définis un dipôle passif.
1.3 Indique entre les deux dipôles utilisés, le dipôle passif et le dipôle actif.
2. Trace sur le même graphique la caractéristique intensité-tension de la pile et celle du conducteur ohmique.
Echelles : 2 cm pour 1 V et 1 cm pour 50 mA
3. Détermine :
3.1- la f.é.m. E de la pile ;
3.2-la résistance interne de la pile.
4. Détermine le point de fonctionnement de l'association des deux dipôles.
Situation d’évaluation
En vue d'alimenter correctement un conducteur ohmique par une pile sans le détériorer, un groupe d'élèves de
2nde C doit déterminer graphiquement les caractéristiques de la pile. Le conducteur ohmique a pour
résistance R = 20 Ω et pour intensité maximale 0,5 A. Le groupe dispose aussi de deux multimètres et d'un
interrupteur. Il réalise le montage pour mesurer la tension aux bornes de la pile et l'intensité du courant qui
parcourt le circuit. Il obtient les couples de mesures suivants.
UPN (V) 6 5
4
3
2
I(A)
0 0,1 0,2 0,3 0,4
Tu es membre de ce groupe et tu es désigné pour exploiter les résultats.
1. Trace à une échelle choisie la caractéristique intensité-tension :
1.1 de la pile,
1.2 du conducteur ohmique.
2. Détermine le point de fonctionnement du circuit électrique.
3. Dis si ces deux dipôles sont adaptés.
Situation d’évaluation
Vous venez de déterminer le point de fonctionnement d'un dipôle actif et d'un conducteur ohmique avec votre
professeur de Physique-Chimie en classe. Deux de tes camarades de la 2nde C et toi êtes désignés pour
déterminer celui d'une pile et d'une diode pour consolider vos connaissances. Le laborantin du Lycée met à
votre disposition une pile (P, N) de f.é.m. E = 2 V et de résistance interne r = 12 Ω, une diode (A, B) au
silicium de tension de seuil Us = 0,8 V, un rhéostat, des fils de connexion de résistance nulle et un
interrupteur.
1- Schématise le circuit électrique du montage à réaliser.
2- Ecris :
2.1- l'expression de la tension aux bornes de la pile lorsqu'elle débite un courant d'intensité I.
2.2- l'expression de la tension aux bornes de la diode lorsqu'elle est passante.
3- Représente, sur le même graphique, les caractéristiques intensité-tension
intensité tension de la pile et de la diode.
Echelles : 1 cm pour 0,5 V ; 1 cm pour 25 mA.
4- Détermine le point de fonctionnement du circuit par la méthode graphique.
CHAPITRE 12 : LE TRANSISTOR : UN AMPLIFICATEUR DE
COURANT ; LA CHAINE ELECTRONIQUE
Activité d’application
1. Représente le symbole d'un
'un transistor NPN
2. Représente le symbole d'un transistor PNP
Activité d’application
Pour chacune des propositions suivantes :
1- Lorsque le transistor est saturé, la courbe IC = f(IB) est constante.
2- Lorsque le transistor est bloqué, IB = O.
3- Lorsque le transistor est saturé, IB = IC.
4- Lorsque le transistor est débloqué, IB est très supérieure à IC.
5- Lorsque le transistor est saturé, IC = O.
6- Lorsque le transistor fonctionne en amplificateur, IC = β.IB avec IB très grand devant 1.
Écris en face de chaque proposition la lettre V si la proposition est vraie et F si elle est fausse.
Activité d’application
Recopie chaque numéro figurant dans le texte ci-dessous
ci dessous et écris en face le mot ou le groupe de mots qui
convient : proportionnelle ; saturé ; la base ; interrupteur fermé ; l'émetteur ; amplifie ; trois; le
collecteur.
Un transistor est un composant électronique.
Le transistor a ...(1)... bornes. Les bornes du transistor sont ...(2)..., ...(3)... et ...(4)... Le transistor ...(5)... le
courant de base. A partir d'une certaine valeur du courant de base IB, le courant du collecteur le n'est plus
...(6)... au courant de base IB. On dit que le transistor est ...(7)... . Il se comporte alors comme un ...(8)...
Activité d’application
Soit une partie d'un circuit représenté ci-contre
ci
:
1. Complète le schéma avec une autre pile afin de débloquer le
transistor.
2. Indique alors le sens des différents courants
3. Nomme ces différents courants.
4. Précise le rôle du conducteur ohmique Rp
Activité
ité d’application
Le gain d'amplification de courant d'un transistor est β = 150.
En régime linéaire, on mesure IC = 400 mA.
1- Détermine l'intensité IB du courant de base.
2- Détermine l'intensité IE du courant sortant de l'émetteur.
Activité d’application
1- Cite les éléments d'une chaîne électronique.
2- Illustre chaque élément par un exemple de ton environnement.
Situation d’évaluation
Pour vérifier les acquis de ses élèves de la classe de 2nde C au cours d'une séance de travaux pratiques, le
professeur de Physique-Chimie
Chimie met à la disposition de chaque groupe le matériel nécessaire pour réaliser le
montage schématisé ci-dessous.
dessous. Il les informe que le gain de courant du transistor est β = 140 et son intensité
de saturation est ICmax = 200 mA.
La mesure de UAC donne 3,1 V.
Tu es élève de cette classe et tu es le rapporteur de ton groupe.
1
1.1 Dis si le transistor est bloqué ou passant.
1.2 Justifie ta réponse.
2.
2.1 Calcule I.
2.2 Précise si le transistor est saturé ou pas.
3. Calcule :
3.1 IB ;
3.2 UAB ;
3.3 UBE.
Situation d’évaluation
Après le cours sur le transistor avec leur professeur de Physique-Chimie,
Physique Chimie, un groupe de trois élèves de la 2nde
C désirent réaliser un système d'éclairage automatique dès que l'obscurité s'installe. Ils réalisent pour cela le
circuit suivant qui comprend:
- un générateur de f.é.m. E = 6 V et de résistance interne négligeable ;
- un transistor NPN, de coefficient d'amplification en courant β = 100 et ne pouvant fonctionner qu'avec une
tension UBE≥ 0,6 V ;
- une photorésistance X ayant une résistance valant 8 MΩ à l'obscurité et 30Ω lorsqu'elle est éclairée. A
l'obscurité, on négligera le courant dans la branche de la photorésistance à cause de la très grande valeur de la
résistance.
- une ampoule électrique A de caractéristiques (4,5V ; 100mA) ; un écran évite
évite que cette ampoule,
lorsqu'elle brille, n'éclaire la photorésistance.
- un conducteur ohmique de résistance R = 5 kΩ.
k
A la lumière, on suppose le transistor bloqué (IC = 0).
A l'obscurité, on suppose le transistor passant (IC = 100mA):
Tu es membre du groupe.
1. Identifie sur ce schéma les différents éléments de la chaîne électronique.
2. A la lumière :
2.1. Calcule IB, IE, I, UBE et UCE.
2.2. Dis si le transistor est effectivement bloqué.
2.3. Précise alors
ors l'état de la lampe.
3- A l'obscurité :
3.1 Calcule IB, IE, I, UBE et UCE.
3.2 Dis si le transistor est effectivement passant.
3.3 Précise alors l'état de la lampe.
4. Déduis de ce qui précède si votre projet est réussi.
CHAPITRE 1 : NOTION D’ELEMENT CHIMIQUE
Activité d’application
Relie par une flèche le nom de l'élément chimique à son symbole :
•
•
Fe
Oxygène
•
•
Al
Fer
•
•
Na
Aluminium •
•
Cu
Cuivre
Sodium
•
•
O
Azote
•
•
Ne
•
N
Activité d’application
Le sulfure de fer, l'oxyde de fer Il, le fer métal, le monoxyde de carbone sont des corps purs.
1. Le soufre est l'élément chimique commun à ces corps.
2. Le carbone est l'élément chimique commun à ces corps.
3. Aucun élément chimique n'est commun à ces corps.
4. L'oxygène est l'élément chimique commun à ces corps.
Entoure le chiffre correspondant à la bonne réponse.
Activité d’application
Complète le texte suivant avec les mots ou groupes de mots qui conviennent :
Elément ; Sulfure d'hydrogène ; sulfure de fer ; soufre.
Le soufre, de couleur jaune est utilisé en médecine et comme produit d'expérience dans les laboratoires.
Lorsqu'on brûle un mélange homogène de poudre de fer et de soufre, il se forme un solide gris appelé
…………….. L'action de l'acide chlorhydrique sur le solide gris, produit du …………… qui à son tour,
donne du ………….. solide en présence de dioxygène. Le soufre est commun au soufre et à tous ces
composés : c'est un …………….. chimique.
Activité d’application
Pour chacune des propositions suivantes :
1. L'eau est un corps pur simple.
V
2. Le dioxyde de carbone est un corps pur composé.
V
3. Le dihydrogène est un corps pur composé.
V
4. Le dioxygène est un corps pur simple.
V
Entoure la lettre V si la proposition est vraie ou F si elle est fausse.
Activité d’application
Complète le texte avec les mots qui conviennent.
F
F
F
F
En travaux pratiques dans la classe de seconde C1, le Professeur de Physique-Chimie met à la disposition de
ton groupe les produits suivants : les hydrocarbures, le gaz butane, le sucre (C6H12O6) et l'alcool (C2H6O).
Les éléments chimiques communs à ces corps sont le …………… et l'…………… Ils sontreconnus par leurs
symboles ……………. et …………… dans leur formule chimique.
Activité d’application
Ecris devant la proposition V si l'affirmation est vraie et F si elle est fausse.
1. L'élément chimique commun aux composés H2O, H2SO4 et H2 est H.
2 L'élément chimique commun aux composés espèces CH4, CO et CO2 est C.
Activité d’application
La réaction chimique entre l'oxyde de cuivre II (CuO) et le carbone (C) produit du dioxyde de carbone (CO2)
et du métal cuivre(Cu).
1. Les réactifs sont :
a. CuO et CO2
b. CuO et C
c. CuO et Cu
2. Les produits de la réaction sont:
a. CO2 et Cu
b. CO2 et CuO
c. CO2 et C
3. L'élément chimique commun à CO2 et CuO est :
a. O
b. C
c. CO
Entoure dans chaque cas la bonne réponse.
Situation d’évaluation
Lors de la fête du cinquantenaire de ton établissement, l'exposition de ton club de chimie a fait l'objet de
beaucoup d'attention de la part des élèves.
Des élèves de seconde C3 présents sur les lieux apprennent, à partir des expériences décrites ci
ci-dessous, que
le cuivre est un élément chimique
Etant responsable du stand, tu es désigné pour conduire l'exploitation des observations des expériences afin
de permettre aux visiteurs de connaître les différents aspects du cuivre.
1. Donne la nature du dépôt solide rouge observé
o
sur la lame de zinc.
2. Dis ce qui colore la solution en bleu dans l'étape 2.
3. Précise les différents aspects du cuivre mis en évidence
4. Justifie que le cuivre est un élément chimique.
Situation d’évaluation
Professeur de Physique-Chimie organise une séance de travaux dirigés de chimie à l'endroit de votre classe. Il
met à votre disposition les espèces chimiques suivantes : Cl2 ; NH3 ; CO32- ; C8H10N4O2 ; Al2(SO4)3, HCI ;
C12H22O11 ; O2.
Il vous demande de trouver un lien entre certaines espèces
espèces chimiques. Les membres d'un groupe n'y arrivent
pas. Ils te sollicitent pour les aider.
1. Donne :
1.1.la
la liste des éléments chimiques qui forment les espèces chimiques citées plus haut.
1.2.lee nom de chaque élément chimique.
2. Classe les espèces chimiques mises à la disposition des élèves selon qu'elles ont en commun un
élément chimique.
3. Précise le lien entre les composés :
3.1 C8H10N4O2 et Al2(SO4)3
3.2 NH3 et C12H22O11
CHAPITRE 2 : STRUCTURE DE L’ATOME
Activité d’application
Complète le texte ci-dessous par les mots ou groupes de mots suivants :
électron, deux électrons, Couches, structure, huit électrons ; électronique.
Deux élèves échangent sur la structure des atomes.
Dans un atome, les électrons se répartissent sur les différentes …………………
Ecrire la formule électronique d'un atome, c'est faire la répartition …………………. sur les divers niveaux
d'énergie. Dans cette répartition, la couche K contient au maximum ……………… et la couche L …………..
L'………………. qui est proche du noyau est difficile à arracher. Il existe un vide entre le noyau et les
électrons, ce qui confère à l'atome une ………………… lacunaire.
Activité d’application
35
Un nucléide est représenté par : 17 Cl
Les chiffres 17 et 35 représentent :
a- le nombre de protons et de nucléons.
b- le nombre de protons et de neutrons.
c- le nombre de neutrons et de nucléons.
Entoure la lettre qui correspond à la bonne réponse
La formule électronique de l'atome de chlore
35
17
Cl est :
a- K2L9M6
b- K2L8M7
c- K2L7M8
Entoure la lettre qui correspond à la bonne réponse
Activité d’application
Entoure V pour Vrai et F pour Faux pour chacune des affirmations suivantes :
1- Le noyau atomique est constitué uniquement de protons. V F
2- Dans un atome, le nombre de protons et de neutrons est toujours le même. V F
3- Dans l'atome les électrons sont collés au noyau. V F
4- La charge de l'électron est égale à celle du neutron. V F
5- La représentation de Lewis ne prend en compte que les électrons de la couche externe. V F
6- La couche M est plus proche du noyau que la couche L. V F
7- 168O et 178O sont des isotopes de l'élément chimique oxygène. V F
Activité d’application
Complète le tableau suivant :
Numéro
atomique
5
Constituants du noyau
Nom de Symbole
Formule Représentation de
Lewis
l'atome de l'atome Nombre Nombre Nombre électronique
de
de
de
protons neutrons nucléons
11
Bore
F
Sodium
9
10
23
(K)2(L)8(M)1
18
22
Argon
Situation d’évaluation
Des élèves de 2nde C1 d'un Lycée lisent une revue scientifique. Il y constate que la structure d'un atome X
est représentée par le schéma suivant appelé "représentation de l'atome selon le modèle de Bohr":
L’un parmi eux pense que tous
ous les électrons de l'atome sont représentés, les autres
res disent plutôt que seuls les
électrons de la couche externe sont repartis sur tous les niveaux d'énergie.
Ils te sollicitent pour les départager.
1- Décris la répartition des électrons sur les différentes couches électroniques.
2- Ecris le numéro atomique de l'atome X.
3- Déduis pour l'atome X:
3.1 sa formule électronique ;
3.2 sa représentation de Lewis.
3.3 son symbole et son nom.
Situation d’évaluation
Des élèves de 2nde C de ton établissement apprennent avec leur professeur de Physique
Physique-Chimie que le soufre
fait partie des éléments qui rentrent dans la fabrication des savons "SIVODERME", utilisés pour les soins
corporels. L'un de tes camarades de classe, souffrant d'une maladie de la peau souhaite utiliser ce type de
savon mais avant, il veut en savoir davantage sur cet élément chimique, de symbole S, de numéro atomique
Z= 16 et de nombre de nucléons A = 32.
Données : masse d'un électron : me = 9,1.10-31 kg ; mn = mp = 1,67.10-27 kg
Tu es sollicité pour lui donner ces informations.
1. Ecris pour l'atome de soufre :
1.1 sa formule électronique ;
1.2 sa représentation de Lewis.
2. Détermine :
2.1 la masse du noyau ;
2.2 la masse des électrons.
3. Compare la masse des électrons à celle du noyau et conclus.
Situation d’évaluation
Deux élèves de la 2nde C découvrent dans un document le tableau ci-dessous
ci dessous dans lequel sont transcrits des
nucléides caractérisés par le nombre de protons Z et de nucléons A.
Nucléides
Al
A2
A3
A4
A5
A6
(Z ; A)
(5 ; 11)
(11 ; 23)
(6 ; 13)
(10 ; 21)
(6 ; 12)
(6 ; 14)
Une discussion s'engage entre eux. L'un prétend que les nucléides A3 et A5 sont des isotopes, tandis que pour
l'autre c'est A1 et A2.
Tu assistes à cette discussion. Départage-les.
1. Donne le nombre d'éléments chimiques consignés dans le tableau.
2. Définis les isotopes.
3. Cite les isotopes qui sont dans le tableau.
4. Ecris la formule électronique de l'atome A2.
CHAPITRE 3 : CLASSIFICATION PERIODIQUE DES ELEMENTS
CHIMIQUES
Activité d’application
Complète le texte suivant par les mots ou groupe de mots suivants :
quatre ; sept ; couche ; réactivité ; alcalino-terreux ; Mendeleïev.
Le tableau de classification périodique regroupe les éléments chimiques.
Ce tableau a été conçu par …………….. On y distingue ……………. grandes familles qui ont des propriétés
particulières. La famille des ……………… est constituée par les éléments de la 2ème colonne et celle des
halogènes par la ………….. colonne. Les gaz rares n'ont pas de ………………. au coursd'une
transformation chimique. Dans une même colonne tous les éléments ont lemême nombre d'électrons sur leur
………………. externe.
Activité d’application
Entoure V pour Vrai et F pour Faux pour chacune des affirmations suivantes :
1. Les propriétés chimiques d'un atome sont conditionnées par les électrons de sa couche K. V F
2. Un élément chimique qui possède un seul électron périphérique, appartient à la 1ère colonne. V F
3. L'élément dont le numéro atomique est Z = 15, appartient à la 3ème période et à la 5ème colonne.V F
4. Un élément dont la structure électronique est K2L7 appartient à la famille des gaz rares.V F
Activité d’application
L'élément chimique X a pour numéro atomique Z = 19.
1.La formule électronique de cet élément s'écrit:
a. K2L7M10 ;
b. K2L8M9 ;
c. K2L8M8N1.
Entoure la lettre qui correspond à la bonne réponse
2. L'élément chimique X occupe dans le tableau de classification périodique simplifié la:
a. 1ère colonne et 4ème période ;
b. 4ème colonne et 1ère période ;
c. 3ème colonne et 2ème période.
Entoure la lettre qui correspond à la bonne réponse
3. L'élément chimique X appartient à la famille des :
a. Métaux alcalino-terreux
b. Métaux alcalins
c. Halogènes
Entoure la lettre qui correspond à la bonne réponse
Situation d’évaluation
Deux élèves de 2nde C2 de ton établissement essaient de résoudre des exercices de chimie donnés par leur
Professeur de Physique-Chimie. Dans l'un des exercices, la structure électronique d'un atome est donnée
comme suit : (K)2(L)6. Ils doivent déterminer la position de l'atome dans le tableau de classification
périodique. Une discussion s'engage entre eux. L'un propose comme réponse, la 6ème ligne et la 2ème
colonne. L'autre dit le contraire.
Il te sollicite pour les mettre d'accord.
1.
Donne le numéro atomique Z de cet atome.
2.
Dis pourquoi l'élément chimique appartient à la 2ème ligne et à la 6ème colonne.
3.
Déduis-en le nom et le symbole de l'atome.
Situation d’évaluation
Des élèves de 2nde C regardent un documentaire scientifique télévisé. A travers le documentaire, ils
apprennent que le principe actif de la pâte dentifrice est constitué essentiellement d'un élément chimique aux
propriétés particulières, de numéro atomique Z = 9.
Ils te sollicitent pour les aider à localiser cet atome dans le tableau de classification périodique simplifié, et à
déterminer sa famille.
1. Ecris la structure électronique de cet élément chimique.
2. Donne :
2.1. Sa position dans le tableau de classification (colonne et ligne) ;
2.2. Son nom et son symbole chimique ;
2.3. sa représentation de Lewis ;
2.4. un caractère commun des atomes de la famille chimique à laquelle il appartient.
3. Explique pourquoi cet élément réagit facilement avec l'hydrogène.
Situation d’évaluation
Pendant la séance de travaux dirigés, le professeur de Physique-Chimie demande à ton groupe de retrouver
des éléments chimiques inconnus. Ces éléments chimiques sont notés X, Y, et T. Les informations les
concernant sont les suivantes: Représentation de Lewis :
X
Y
T
Les éléments X et Y appartiennent à la 2ème période et l'élément T à la 3ème période.
En tant que membre du groupe,
1. Donne pour chaque élément :
1.1 Le nombre d'électrons périphériques ;
1.2 La colonne à laquelle il appartient.
2 Ecris la structure électronique de chaque élément.
3 Précise pour chaque élément :
3.1 le numéro atomique Z correspondant.
3.2 Le nom et le symbole chimique.
3.3 La famille chimique des éléments Y et T ;
4. Explique l'inertie chimique de l'élément Y.
CHAPITRE 4 : IONS ET MOLECULES
Activité d’application
Complète
Atome
le tableau suivant :
Tableau A
(K)2(L)8(M)7
(K)2(L)8(M)3
(K)2(L)6
(K)2(L)7
(K)2(L)8(M)1
Nom de
l'atome
•
•
•
•
•
Numéro
atomique (Z)
Li
3
Na
11
Mg
12
Cl
16
Formule
électronique
de l'atome
Ion stable formé
Formule
électronique
Formule
chimique
Nom
Activité d’application
1. Définis un ion polyatomique.
2. Cite les ions monoatomiques parmi les ions suivants :SO42– ; H3O+ ; Fe3+ ; OH– ; K+ et NH4+
3. Nomme les ions suivants : NH4+ ; SO42– ; MnO4– ; NO3– ; CO32–; H3O+ ; OH–
4. Définis une liaison de covalence
5. Donne en justifiant ta réponse, la valence de l'atome de magnésium Mg de formule électronique
(K)2(L)8(M)2.
6. Explique les structures en duet et en octet des atomes.
7. Explique pourquoi les atomes ont tendance à prendre la structure du gaz rare e plus proche.
8. Donne la représentation de Lewis des molécules suivantes : NH3 ; H2O et HCl
Activité d’application
Fais correspondre par une flèche, la structure
tableau A à l'ion stable formé par cet atome du
Tableau
•
A13+B
• Na+
•
O2-
•
Cl-
électronique de l'atome du
tableau B.
Activité d’application
Entoure V pour Vrai et F pour Faux pour chacune des affirmations suivantes :
1. Un ion est une particule chargée. V F
2. Les gaz rares participent à la formation des molécules. V F
3. L'élément hydrogène H (Z=1) ne peut former qu'une seule liaison de covalence. V F
4. Cette formule électronique (K)2(L)8(M)8 est celle d'un gaz rare. V F
Activité d’application
Complète le tableau suivant :
Ions constituant le composé
ionique
Cu2+ ; O2–
Formules statistiques
Nom du composé ionique
AlPO4
2+
-
Fe ; Cl
KNO3
+
2–
NH4 ; SO4
Fe3+; O2–
Situation d’évaluation
Dans un documentaire télévisé, des élèves de 2nde C découvrent les propriétés du gaz dichlore. L'auteur du
documentaire dit ceci : « la molécule de dichlore constituée de 2 atomes de chlore, est un gaz de couleur
jaune-vert dans les conditions normales de température et de pression, il est 2,5 fois plus dense que l’air,
d'odeur suffocante et extrêmement toxique... ».
Afin d'expliquer comment se forme la liaison entre les atomes de chlore pour donner la molécule de dichlore
Cl2, ces élèves te sollicitent pour les aider à représenter selon Lewis la molécule de Cl2.
Donnée : Numéro atomique du chlore (Cl) Z = 17.
1. Définis une molécule.
2. Écris la formule électronique du chlore.
3. Précise la valence de l'atome de chlore.
4. Représente selon Lewis la molécule de dichlore.
Situation d’évaluation
Pendant leur révision, des élèves de 2nde C2 cherchent à constituer une molécule à partir de deux éléments
chimiques X et Y.
X se trouve à l'intersection de la 1ème période et de la 1ème colonne tandis qu'Y est à l'intersection de la
2ème période et de la 4ème colonne. L'un dit qu'il est possible d'avoir une molécule formée uniquement de X
et Y. L'autre soutient le contraire. Un débat s'engage alors entre eux.
Tu es sollicité pour les départager.
1. Identifie X et Y à partir du tableau de classification périodique.
2. Etablis les formules électroniques de X et Y.
3. Représente selon Lewis :
3.1 Les atomes X et Y.
3.2 la molécule la plus simple formée à partir de X et Y.
CHAPITRE 5 : MOLE ET GRANDEURS MOLAIRES
Activité d’application
1. Définis les notions suivantes :
- la mole ;
- la masse molaire atomique ;
- la masse molaire moléculaire.
2. Donne la signification des écritures suivantes :
- M(O2) = 32 g/mol ;
- M(SO42– ) = 96 g/mol ;
- M(C) = 12 g/mol.
Activité d’application
Complète les phrases suivantes :
1- La …………….. est l'unité internationale de ……………….
2- Une mole est constituée de ……………….. entités élémentaires.
3- 6,02.1023 ……………… représente une ………………. d'atomes.
Activité d’application
Relie par une flèche la masse molaire du composé à sa formule.
Données : MH = 1 g/mol ; MC = 12 g/mol ; MO = 16 g/mol ; MNa = 23 g/mol ; MCl = 35,5 g/mol ; MN = 23
g/mol
32 g/mol•
58,5 g/mol•
18 g/mol•
46 g/mol•
• C2H6O
• H2O
• O2
• NH3
• NaCl
Activité d’application
Tu utilises 10 g de sel de cuisine (chlorure de sodium de formule statistique NaCl) pour ta sauce.
La quantité de matière correspondante est :
a) n = 30 mol ;
b) n = 0,17 mol ;
c) n = 0,017 mol.
Entoure la bonne réponse.
Activité d’application
Pour chacune des propositions suivantes :
- Le volume molaire d'un gaz dépend de la température. V F
- Le volume molaire d'un gaz dépend de la pression.
VF
- Le volume molaire d'un gaz dépend de sa nature.
VF
- les volumes égaux de gaz pris dans les mêmes conditions de température et de pression renferment le
même nombre de moles. V F
- Une mole d'ions sodium Na+ est constituée de 6,02 1023 ions sodium. V F.
Entoure la lettre V si la proposition est vraie ou la lettre F si elle est fausse.
Activité d’application
Complète le tableau ci-dessous :
Données : MH = 1 g.mo1-1; MO = 16 g.mo1-1; MCl = 35,5 g.mo11; MAg = 107g.mo1-1; Vm = 22,4 L mol-1
Formule
O2
Nom
AgC1
Dihydrogène
Ethane
-1
Masse molaire (g.mo1 )
Masse(g)
n (mol)
Volume de gaz (L)
4
5
0,02
2,5
Situation d’évaluation
Après une journée de dur labeur, ton papa sentant un malaise s'est rendu à l'hôpital. Le médecin lui a prescrit
de l'acide ascorbique qui est un remontant (vitamine C). Il découvre sur la notice que l'acide ascorbique a
pour formule chimique C6H8O6et qu'un comprimé contient 500mg de ce produit.
Données: MH = 1 g/mol ; MC = 12 g/mol ; MO = 16 g/mol ; NA = 6,02.1023 mol-1. Ton papa te sollicite pour
avoir davantage d'informations sur cette molécule.
1. Calcule La masse molaire moléculaire de l'acide ascorbique.
2. Détermine :
2.1 la quantité de matière dans un comprimé d'acide ascorbique ;
2.2 le nombre de molécules d'acide ascorbique dans un comprimé ;
2.3 le pourcentage massique des éléments chimiques constituant l'acide ascorbique.
Situation d’évaluation
Des élèves de la 2nde C6 de ton établissement découvrent au cours d'une visite-étude au Centre National de
Recherche Agronomique (CNRA) que la caféine est présente dans le café, le thé et le cola. La caféine est
toxique pour une consommation de plus de 600 mg par jour. Ces élèves consommant du café au petit
déjeuner et les après-midis, souhaitent déterminer la quantité de caféine à consommer par jour afin de
diminuer la dose en cas d'excès. La formule chimique de la molécule de caféine est C8H10N4O2 et une tasse
de café contient 80 mg de caféine. Dans cette molécule, les atomes sont liés entre eux par des liaisons de
covalence.
Données : M(C) = 12 g.mo1-1, M(O) = 16 g.mo1-1; M(H) = 1 g.mo1-1 ; M(N) = 14 g.mo1-1 ; NA = 6,02.1023 mol-1.
Tu es sollicité pour les aider.
1- Définis une liaison de covalence.
2- Nomme les atomes constituant la molécule de caféine.
3- Détermine :
3.1 la masse molaire de la molécule de caféine ;
3.2 la quantité de matière de caféine contenue dans une tasse de café ;
3.3 le nombre de molécules de caféine dans la tasse ;
3.4 le nombre maximal de tasses de café à boire par jour sans risque d'intoxication.
Situation d’évaluation
Dans le laboratoire de chimie d'un établissement, des élèves de la classe de 2nde C2aident leur Professeur de
Physique-Chimie à réaliser des expériences afin de vérifier la loi d'Avogadro-Ampère. L'expérience consiste
à garder dans trois flacons identiques, différents gaz, de même volume, à la même température et sous une
même pression. Ils disposent de 3 flacons qui contiennent du dioxygène pour le flacon 1, gaz méthane pour le
flacon 2 et du dioxyde de carbone pour le flacon 3. Chaque flacon contient 1,5 L de gaz.
A la fin de l'expérience, le professeur leur remet le tableau ci-dessous pour l'exploiter et en sortir la loi
d'Avogadro-Ampère.
Flacon
Gaz
Formule
Volume(L)
Masse(g)
1
Dioxygène
O2
1,5
2,01
2
Méthane
CH4
1,5
1,01
3
Dioxyde de
carbone
CO2
1,5
2,79
Données : Masses molaires atomiques C = 12 g/mol ; O = 16 g/mol ; H = 1 g/mol. Tu es élève de cette classe
et il t'est demandé de vérifier la loi d'Avogadro-Ampère.
1. Enonce la loi d'Avogadro-Ampère.
2. Calcule la quantité de matière de chaque gaz contenu dans les flacons 1, 2 et 3.
3. Calcule le volume molaire dans chaque flacon.
4. Montre que la loi d'Avogadro-Ampère est vérifiée.
CHAPITRE 6 : EQUATION BILAN D’UNE REACTION CHIMIQUE
Activité d’application
Pour chacune des propositions suivantes :
- La fusion de la glace est une réaction chimique.
VF
- Les transformations physiques sont des réactions chimiques. V F
- Une réaction chimique provoque le changement de la nature chimique de la matière. V F
- Les feux d'artifice proviennent des réactions chimiques.
VF
Entoure la lettre V si la proposition est vraie ou la lettre F si la proposition est fausse.
Activité d’application
Equilibre les équations suivantes :
1)
C4H10 + O2 CO2 + H2O
2)
Ag+ + Cu  Ag + Cu2+
3)
C5H12 + O2 CO2 + H2O
4)
Cu2+
5)
S2O82– + I-
SO42– +
6)
Fe3++
Fe2+
+ Al A13+ + Cu
I-
I2
+ I2
7)
Sn2+ + Fe3+ Sn4+ +
Fe2+
Activité d’application
1. Enonce la loi de Lavoisier.
2. Soit l'équation- bilan de réaction ci-contre : C4H10 + O2 CO2 + H2O
2.1 Equilibre l'équation de la réaction.
2.2 Fais le bilan molaire
2.3 Exprime la relation de proportionnalité entre les nombres de moles.
Activité d’application
Tu mélanges 2 mol d'oxyde de cuivre II à 1 mol de carbone. L'équation-bilan de la réaction entre l'oxyde de
cuivre II et le carbone est la suivante :
2 CuO + C 2Cu + CO2.
Dans ce mélange :
1) l'oxyde de cuivre II est en défaut et le carbone est en excès ;
2) les proportions stœchiométriques sont respectées ;
3) l'oxyde de cuivre II est en excès et le carbone est en défaut.
Entoure le chiffre correspondant à la bonne réponse
Activité d’application
Le dioxygène agit sur le sulfure de cuivre I (Cu2S) pour donner du cuivre et du dioxyde de soufre.
Vm = 25 Lmo1-1.
Pour chaque proposition, entoure le chiffre correspondant à la bonne réponse.
1 - L'équation- bilan de la réaction est :
1) Cu2S + O2Cu + SO2 ;
2) Cu2S + O22Cu + 2SO2 ;
3) Cu2S + O22Cu + SO2 ;
2- La quantité de matière de dioxygène nécessaire pour obtenir une mole de cuivre est :
1) n(O2) = 1 mol ;
2) n(O2) = 0,5 mol ;
3) n(O2) = 2 mol.
3- le volume du dioxyde de soufre dégagé est :
1) V(SO2) = 12,5 L ;
2) V(SO2) = 1,25 L ;
3) V(SO2) = 125 L.
Situation d’évaluation
Votre classe effectue une sortie dans une structure de production d'alcool éthylique (C2H6O) et du dioxyde de
carbone. Le technicien de laboratoire vous apprend que l'alcool éthylique est obtenu chez eux par une
fermentation du glucose (C6H12O6). Le rendement de cette fermentation est évalué à 0,75.
Données : Vm= 22,4 L.mo1-1 ; MH=1 g.mol-1 ; MO=16 g.mo1-1 ; MC=12 g.mo1-1.
De retour en classe, tu es désigné pour étudier théoriquement la fermentation de 100 g de glucose.
1. Ecris l'équation-bilan de cette fermentation.
2. Détermine la quantité de matière dans 100 g de glucose.
3. Détermine :
3.1 La masse d'alcool formé ;
3.2 Le volume de dioxyde de carbone formé.
Situation d’évaluation
Votre professeur de Physique-Chimie
Chimie organise une séance de travaux pratiques pour produire du fer
métallique.
Il met à la disposition de chaque
aque groupe d'élèves 16 g d'oxyde de fer III (Fe2O3), 38 g de poudre d'aluminium
et un ruban de magnésium est utilisé pour amorcer la réaction. En plus du fer produit, il se forme aussi de
l'alumine (A12O3).
Données : MAl = 27 g.mo1-1 ; MO = 16 g.mo1-1 ; MFe = 56 g.mo1-1.
Tu es sollicité pour exploiter l'équation-bilan
l'équation
de la réaction.
1. Ecris l'équation-bilan
bilan de la réaction.
2. Détermine la quantité de matière initiale des réactifs.
3. Montre que l'un des réactifs est à défaut.
4. Déduis la masse de fer obtenue.
CHAPITRE 7: LE CHLORURE DE SODIUM
Activité d’application
Tu as représenté la maille cristalline du chlorure de sodium.
1. Détermine dans le cube qui représente la maille :
1.1 le nombre effectif d'ions Na+ ;
1.2 le nombre effectif d'ions Cl-.
2. Vérifie que la formule statistique du chlorure de sodium est NaCl.
NaC
Données :
représente un ion Na+
représente un ion Cl
Activité d’application
Le chlorure de sodium solide possède des propriétés physiques.
1- Sa température de fusion est :
a) 901 °C ;
b) 810 °C ;
c) 801 °C.
2- Sa grande cohésion est due essentiellement:
a) aux interactions entre les ions sodium ;
b) aux interactions entre les ions chlorures et les ions sodium;
c) aux interactions entre les ions chlorure.
Entoure la lettre correspondant à la bonne réponse.
Activité d’application
Complète le texte ci-dessous
dessous par le mot ou groupe de mots suivants : Conducteur, stable, élevée, grande
cohésion.
Le chlorure de sodium solide est constitué d'un empilement d'ions Na+ et Cl-.
Cl . Les fo
forces électrostatiques
attractives existantes entre ces ions assurent une …………….. du cristal. La température de fusion du
chlorure de sodium est très ……………… C'est un cristal très ……………… Le chlorure de sodium fondu
ou dissout est …………….. du courant électrique.
électriq
Activité d’application
Ecris la formule statistique des composés ioniques suivants :
- Chlorure de fer III (Fe3+ ; Cl-) ;
- Nitrate de plomb (Pb2+ ; NO3–) ;
- Chlorure de baryum (Ba2+ ; Cl-) ;
- Oxyde de magnésium (Mg2+ ; O2-).
Situation d’évaluation
Lors d'une conférence organisée par le club santé de ton établissement portant sur les maladies dues à notre
alimentation, il a été dit que la consommation abusive du sel de cuisine (chlorure de sodium) constitue un
danger. Au sortir de cette conférence, des élèves en classe de 2nde C veulent en savoir davantage sur le
chlorure de sodium. Il te sollicite pour les éclairer.
1. Donne la formule statistique du chlorure de sodium.
2. Détermine le nombre d'ions Na+ et Cl- dans la maille élémentaire.
3. Explique la neutralité électrique et la cohésion du cristal.
4. Justifie le caractère isolant du cristal et sa stabilité thermique.
CHAPITRE 8: SOLUTIONS AQUEUSES IONIQUES
Activité d’application
1. Pour préparer un volume V de solution de concentration molaire C d'un composé moléculaire de masse
molaire M, il faut en peser une masse m telle que :
a) m = (C.M) / V
b) m = (V.C) / M
c) m = C.V.M
Entoure la bonne réponse.
2. La concentration molaire d'un soluté est égale :
a) au quotient de la masse du soluté par la masse de solution.
b) au quotient de la masse du soluté par le volume de solution.
c) au quotient de la quantité de matière de soluté par la masse de solution.
d) au quotient de la quantité de matière de soluté par le volume de solution.
Entoure la bonne réponse
3. Une solution aqueuse d'un composé ionique soluble contient :
a) des ions uniquement ;
b) des ions ou des molécules ;
c) des ions et des molécules.
Entoure la bonne réponse
Activité d’application
Ecris les équations-bilan de dissolution des composés ioniques suivants dans l'eau :
1. FeCl2
2. Al2(SO4)3
3. Zn3(PO4)2
4. (NH4)2SO4
5. CuCl2
Activité d’application
1. Rappelle l'expression de la concentration molaire C d'une espèce chimique de quantité de matière n
dissoute dans un volume V d'eau.
2. Complète le tableau ci-dessous :
n (soluté)
0,10 mol
25 mol
6,0.10-3 mol
V (solution)
0,25 L
125 mL
250 mL
C (soluté)
0,20mol/L
4,0.10-2mol/L
Activité d’application
Tu dissous 2,08 g de chlorure de baryum (BaCl2) dans 500 mL d'eau distillée.
1. Cite les espèces chimiques en solution.
2. Calcule la concentration molaire volumique de chaque ion.
3. Vérifie l'électroneutralité de la solution.
Données : MBa = 137,3 g.mo1-1 ; MC1 = 35,5 g.mo1-1
Activité d’application
1. Cite les trois étapes du processus de dissolution d'un composé ionique dans l'eau et précise leur effet
thermique.
2. Interprète les effets thermiques qui accompagnent la dissolution d'un composé ionique.
Situation d’évaluation
Un élève de 2nde C rend visite à son camarade de classe hospitalisé dans un centre de santé. Il lit sur le
ballon de perfusion (sérum physiologique) 500 mL de chlorure de sodium (NaCI) de concentration 1,54.10-1
mol/L. Très impressionné, Il t'en parle dès son retour en classe. Il te sollicite alors pour l'aider à déterminer la
masse de NaCI à prélever pour la préparation de ce sérum.
1. Détermine :
1.1 la concentration massique de ce sérum ;
1.2 la quantité de matière de NaCI contenue dans le sérum ;
2 Déduis la masse de NaCI à prélever.
Situation d’évaluation
Un lundi matin, ton voisin de classe se rend à l'hôpital pour des maux de dents. Le dentiste, après lui avoir
arraché la dent cariée, lui conseille un bain de bouche avec une solution aqueuse de chlorure de sodium
(NaCI) de concentration 200 mg/L.
Le bain se fait trois fois par jour et à chaque bain il utilise 175 cm3 d'eau salée. Données : MNa = 23 g/mol ;
MC1 = 35,5 g/mol.
Ne sachant comment préparer la solution, il te sollicite pour l'aider.
1. Dis ce que représentent 200 mg/L.
2. Détermine :
2.1 la concentration molaire volumique de la solution ;
2.2 la concentration molaire de la solution en ions Na+ et Cl- ;
2.3 Vérifie l'électroneutralité de la solution ;
2.4 la masse du chlorure de sodium utilisée par jour de traitement.
Situation d’évaluation
Lors d'une séance de travaux pratiques de Chimie, le professeur demande à groupe d'élèves de 2nde C2de
préparer 750 cm3 de solution aqueuse contenant 15 g chlorure de potassium (KCl) et 35 g de sulfate de
potassium (K2SO4). Le but étant de faire vérifier l'électroneutralité, tu es désigné comme rapporteur de ton
groupe.
1. Ecris les équation-bilan de dissociation de ces deux composés ci-dessus dans l'eau.
2. Cite les ions présents dans la solution aqueuse.
3. Détermine les concentrations molaires et massiques de cette solution en KCl et K2SO4.
4. Vérifie l'électroneutralité de cette solution.
CHAPITRE 9: TESTS D’IDENTIFICATION DE QUELQUES IONS
Activité d’application
Certains ions peuvent être reconnus par un test à la flamme.
Une poudre contenant des ions cuivre II (Cu2+) enflammée donne une couleur :
1. Rouge ;
2. Jaune très claire;
3. Verte.
Entoure la bonne réponse.
Activité d’application
Voici une liste d'affirmations.
AFFIRMATIONS
VRAIE FAUSSE
L'ajout d'une solution de nitrate d'argent dans une solution de
chlorure de sodium permet d'identifier les ions chlorure
Le précipité blanc de chlorure d'argent exposé à la lumière ne
noircit jamais
La solution de carbonate de sodium contient des ions phosphates et
des ions sodium
La flamme des ions baryum est jaune claire
L'équation-bilan entre le sulfate de fer III et la soude s'écrit :
(Fe3+ + SO42-) + (2Na+ + 3OH-)  Fe(OH)3 + Na2SO4
Complète le tableau en mettant une croix dans la case qui convient.
Activité d’application
Pour chaque équation-bilan
N°
Equations-bilan
Zn2+ + 2OH-


Zn(OH)2
3Na+ + PO43-


Na3PO4
Zn2++ SO24-


ZnSO4
Na+ + SO42-


NaSO4
Ag+ + Cl-


AgCI
Fe3+ + SO42-


Vraie
Fausse
Fe3(SO4)2
Complète le tableau en mettant une croix dans la case qui convient.
Activité d’application
Relie par une flèche, chaque réactif permettant d'identifier l'ion correspondant.
Soude •
Acide chlorhydrique •
Nitrate d’argent •
Sulfate de sodium •
• CO32• Ba2+
• Fe2+
Activité d’application
Complète le texte ci-dessous par les mots ou groupe de mots suivants :
Ion ; bleue ; solution à tester ; détecteur ; hydroxyde de sodium ; précipité coloré.
Un ion peut être identifié par la couleur de la solution, la couleur de la flamme, le précipité ou par un
dégagement gazeux.
Un des principes d'identification d'un …………. est le suivant : dans un tube à essai contenant une ………..,
on verse quelques gouttes d'un …………. ou d'un réactif et il apparaît un …………….. caractéristique d'un
type d'ion. Par exemple, quelques gouttes d'une solution d' ………….. dans une solution de sulfate de cuivre
provoquent un précipité de couleur ……………. caractéristique de l'ion cuivre II.
Activité d’application
1. Ecris l'équation-bilan de la réaction entre les ions phosphate (PO43-) et les ions fer II (Fe2+).
2. Explique le processus d'identification des ions cuivre II (Cu2+) par le test de la flamme.
3. L'action de la soude sur une solution aqueuse ionique donne un précipité bleu. Identifie l'ion mis en
évidence et écris l'équation-bilan de la réaction.
Situation d’évaluation
Votre professeur de Physique-Chimie souhaite vérifier quelques habiletés installées après le cours sur les
tests d'identification de quelques ions. Pour ce faire, il remet à chaque élève de ta classe un support qui décrit
deux tests réalisés sur une solution colorée comme indiqué ci-après :
Test 1 : quelques gouttes d'une solution de chlorure de baryum sur un échantillon d'une solution colorée
provoquent un précipité blanc qui, exposé à la lumière, ne noircit pas.
Test 2 : quelques gouttes d'hydroxyde de sodium sur un échantillon de la même solution colorée donnent un
précipité rouille.
Il te demande de reconnaître l'identité de la solution colorée après l'interprétation de ces deux tests.
1. Enumère :
1.1 les ions contenus dans la solution de chlorure de baryum ;
1.2 les ions contenus dans la solution d'hydroxyde de sodium.
2. Identifie :
2.1 le type d'ions présents dans la solution colorée, mis en évidence par le test 1
2.2 le type d'ions présents dans la solution colorée, mis en évidence par le test 2.
3. Ecris :
3.1 l'équation-bilan de la réaction chimique au cours du test 1 ;
3.2 l'équation-bilan de la réaction chimique au cours du test 2.
4. Déduis le nom de la solution colorée étudiée.
Situation d’évaluation
Votre classe a été consignée pour nettoyer le laboratoire de chimie de ton établissement. Sur l'une des
étagères, vous découvrez un flacon sur lequel est inscrit « solution de chlorure de fer ». Voulant savoir si la
solution contient des ions fer II (Fe2+) ou des ions fer III (Fe3+), le professeur de Physique-Chimie qui
supervise le nettoyage vous remet deux détecteurs : une solution d'hydroxyde de sodium et une solution de
nitrate d'argent. Vous prélevez dans deux tubes à essai, un échantillon de la solution de chlorure de fer, vous
y ajoutez un peu d'eau distillée et vous réalisez les tests suivants :
Test 1 : vous versez dans le premier tube à essai, quelques gouttes de la solution d'hydroxyde de sodium et il
apparaît un précipité vert.
Test 2 : vous versez dans le deuxième tube à essai, quelques gouttes de la solution de nitrate d'argent et il se
forme un précipité blanc qui noircit en présence de lumière.
Tu es désigné pour déterminer de façon précise les types d'ions présents dans la solution de chlorure de fer.
1. Indique :
1.1 les ions caractéristiques du précipité vert ;
1.2 les ions caractéristiques du précipité blanc qui noircit en présence de lumière.
2. Écris les équations-bilan de la réaction de précipitation des tests 1 et 2.
3. Déduis le nom réel de la solution de chlorure de fer.
Situation d’évaluation
Au cours d'une évaluation, le professeur de Physique-Chimie remet à chaque élève de ta classe le tableau cidessous. L'objectif est de déterminer la composition de la solution A obtenue à partir d'un mélange de
plusieurs solutions.
Numéro
des tests
Solution
testée
1
Solution A
2
Solution A
Soude
3
Solution A
Nitrate d'argent
4
Solution A
Soude
5
Solution A Acide chlorhydrique
Réactif utilisé
Observation
Ions
identifiés
Nitrate de baryum Précipité blanc
Précipité blanc, soluble dans
un excès d'ammoniaque
Précipité blanc qui noircit à
la lumière
Précipité vert pâle
Dégagement gazeux qui
trouble l'eau de chaux
1. Complète le tableau ci-dessus.
2. Ecris pour chaque test, l'équation-bilan de la réaction.
3. Etablis la liste de toutes les solutions dont le mélange donne la solution A.
CHAPITRE 10: SOLUTIONS ACIDES ET BASIQUES, MESURE DE pH
Activité d’application
Une solution aqueuse est soit acide, basique ou neutre.
Pour connaître l'acidité d'une solution, on mesure :
a- sa concentration massique ;
b- son pH ;
c- sa quantité de matière.
Entoure la bonne réponse.
Activité d’application
A 25°C, une solution aqueuse possède un pH = 2,5.
La concentration molaire volumique en ion hydronium de cette solution est :
a- [H3O+] = 3,16.10-3 mol.L-1;
b- [H3O+] = 2,5 mol.L-1;
c- [H3O+] = 3,16.10-3 g.1-1.
Entoure la bonne réponse.
Activité d’application
Pour les propositions suivantes :
a- Toute solution aqueuse contient autant d'ions H3O+ que d'ions OH-.
VF
b- Le chlorure d'hydrogène est liquide à 25°C. V F
c- Les propriétés basiques d'une solution sont dues aux ions OH-. V F
d- L'eau savonneuse colore en rouge, l'hélianthine. V F
e- La dissolution du chlorure d'hydrogène dans l'eau est appelée : « expérience dujet d'eau ».
Entoure la lettre V si la proposition est vraie et F si la proposition est fausse.
VF
Activité d’application
Relie chaque solution aqueuse à sa nature.
Jus de citron •
Eau salée •
Eau de javel •
Eau distillée •
Soude •
Eau de pluie •
• Neutre
• Base
• Acide
Activité d’application
Classe les solutions aqueuses suivantes dans l'ordre décroissant d'acidité :
Jus de citron (pH = 2,3) - Vinaigre (pH = 3) - Orange (pH = 3,5) - Banane (pH = 4,6) - Coca-cola (pH = 2,6)
- Eau de pluie (pH = 6,2).
Activité d’application
Complète le texte ci-dessous avec les mots qui conviennent.
Les propriétés acides et basiques sont respectivement dues aux ions H3O+ et OH-.
Pour deux solutions acides données, la solution la plus …………… est celle qui possède la plus grande
…………… molaire en ionsH3O+ et le plus …………. pH. L'hélianthine (indicateur coloré), permet de
reconnaître une solution ……………… dont le pH est compris entre 3,1 et 4,4.
Pour deux solutions basiques données, celle dont le ………….. est élevé aura la concentration molaire en
……………. la plus élevée. La ……………. (indicateur coloré), permet de reconnaître une solution basique
dont le pH est compris entre 8,3 et 10.
Activité d’application
Une solution aqueuse a un pH = 10,4 à 25°C.
1. Dis en justifiant ta réponse, si cette solution est acide ou basique.
2. Détermine la concentration molaire en ions H3O+ de cette solution.
3. Précise l'indicateur coloré qui permet de confirmer la première réponse.
Situation d’évaluation
Au cours d'une séance de TP réalisée dans le laboratoire de Chimie de ton établissement, le groupe de travail
auquel tu appartiens, fait réagir 50 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de pH = 1,5 sur de la grenaille de
zinc en excès. Il se dégage un gaz qui, à l'approche d'une flamme, produit une légère détonation. Tu es
désigné pour déterminer les concentrations molaires des ions présents dans la nouvelle solution obtenue
sachant qu'elle est neutre.
1. Donne le nom du gaz qui se dégage.
2. Calcule la concentration molaire [H3O+] de la solution d'acide chlorhydrique.
3. Ecris l'équation-bilan de la réaction.
4. Détermine :
4.1 le volume de gaz dégagé.
4.2 les concentrations molaires des ions présents dans la nouvelle solution.
Situation d’évaluation
Au cours d'une séance de Travaux Dirigés, un groupe d'élèves de 2nde C veut connaître les concentrations
des ions présents dans une solution S obtenue à partir d'un mélange de :
- 50 cm3 d'une solution de sulfate de cuivre II de concentration C = 10-3 mol.L-1 ;
- 20 cm3 d'une solution d'hydroxyde de sodium préparée à partir de 8.10-3 g de soude dissoute dans 200
cm3 d'eau.
Tu es sollicité pour déterminer les concentrations des ions présents dans la solution S.
1. Identifie les ions présents dans la solution d'hydroxyde de sodium.
2. Détermine :
2.1 les concentrations molaires des ions présents dans la solution d'hydroxyde de sodium.
2.2 le pH de la solution d'hydroxyde de sodium.
3.
3.1 Ecris l'équation-bilan de la réaction entre la solution de sulfate de cuivre II et la solution d'hydroxyde
de sodium.
3.2 Détermine la masse de précipité obtenue.
CHAPITRE 11 : REACTION ACIDO-BASIQUE. DOSAGE
Activité d’application
Le mélange d'une solution d'hydroxyde de sodium et d'une solution d'acide chlorhydrique est une réaction
chimique.
L'équation-bilan de cette réaction acide-base s'écrit :
Na+ + C1- NaC1
H3O+ + OH-2H2O
Na+ + OH- NaOH
Entoure la bonne réponse.
Activité d’application
On mélange un volume Va = 10 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration molaire Ca = 0,2
mol.L-1 avec un volume Vb = 15 mL d'une solution d'hydroxyde de sodium de concentration Cb = 0,1 mol.L1
La solution obtenue est :
a- acide ;
b- basique ;
c- neutre.
Entoure la bonne réponse.
Activité d’application
Pour les propositions suivantes :
1
2
3
4
5
La solution d'hydroxyde de sodium, en présence de bleu de bromothymol,
donne une couleur bleue.
La solution d'acide chlorhydrique, en présence de bleu de bromothymol,
donne une couleur jaune.
Lors de la réaction acide chlorhydrique-soude, le pH de la solution obtenue à
l'équivalence est supérieur à 7.
Une solution de soude permet de neutraliser une solution d'acide
chlorhydrique et vice-versa.
La relation Ca .V, = Cb .Vb est toujours vérifiée du début jusqu'à la fin du
dosage.
V F
V F
V F
V F
V F
Activité d’application
Tu mélanges un volume Va = 10 mL de solution d'acide chlorhydrique de concentration molaire Ca = 0,2
mo1.L-1 avec un volume Vb = 15 mL de solution d'hydroxyde de sodium de concentration Cb = 0,1 mo1.L-1 .
1- Détermine :
1.1- la quantité d'ions H3O+ dans 10 mL de solution d'acide chlorhydrique ;
1.2- la quantité d'ions OH- dans 15 mL de solution d'hydroxyde de sodium.
2- Dis si le mélange obtenu est acide ou basique.
3- Détermine le volume V'b de solution d'hydroxyde de sodium à verser pour atteindre l'équivalence.
Activité d’application
Un bécher contient Va =10 mL d'acide chlorhydrique de concentration Ca inconnue.
On y ajoute quelques gouttes de bleu de bromothymol.
Ensuite, on verse goutte à goutte une solution de soude de concentration Cb = 0,02 mo1.L-1.
Le virage est obtenu pour Vb = 12 mL.
Détermine la concentration molaire Ca d'acide chlorhydrique.
Situation d’évaluation
Lors d'une journée porte ouverte des clubs scientifiques de ton établissement, ton club de Physique-Chimie
doit présenter dans son stand, le dosage décrit ci-après :
 Prélèvement dans un bécher d'un volume V1 = 20 mL d'une solution d'acide chlorhydrique de
concentration molaire C1 inconnue ;
 Versement goutte à goutte dans le bécher, à l'aide d'une burette graduée, de la solution de soude de
concentration molaire C2 = 0,1 mol.L-1 ;
L'indicateur Bleu de Bromothymol ajouté vire au bleu lorsqu’on a versé un volume V2 = 10 mL de
soude.
En tant qu'animateur du stand, tu es amené à expliquer le processus pour déterminer la concentration molaire
C1 de la solution d'acide chlorhydrique.
1- Donne les caractéristiques de la réaction entre l'acide chlorhydrique et la soude.
2- Ecris l'équation-bilan de la réaction chimique.
3- Définis le phénomène qui a lieu au moment où le Bleu de Bromothymol vire.
4- Détermine la concentration molaire C1 de la solution d'acide chlorhydrique.

Situation d’évaluation
Le Directeur du CHR de ta ville lance un concours de recrutement d'un aide-technicien de laboratoire pour
tout élève de 2nde C qui souhaiterait avoir un « job de vacances ».
Le test de recrutement consiste à doser un volume Va = 10 mL d'une solution A d'acide chlorhydrique de
concentration Ca = 5.10-2 mo1.L-1 par une solution B d'hydroxyde de sodium de concentration Cb = 102
mo1.L-1en présence de Bleu de Bromothymol. Cet indicateur vire lorsqu'un volume Vbe de solution B est
versé dans la solution A.
Candidat à ce concours, tu veux obtenir ce poste.
1Cite les espèces chimiques qui réagissent lors du dosage.
2Ecris l'équation-bilan de la réaction chimique.
3Détermine le volume Vbe de la solution B versée.
Situation d’évaluation
Au cours d'une séance de Travaux Pratiques à laquelle chaque groupe d'élèves de ta classe sera noté, votre
professeur vous demande de déterminer la concentration Cb d'une solution de soude.
Pour ce faire, il met à votre disposition :
- 20 cm3 d'une solution d'acide chlorhydrique de concentration Ca = 10-2 mol.L-1 ; cette concentration
correspond à la concentration en ions hydronium de la solution;
- une solution B de soude, de concentration Cb inconnue ;
- du Bleu de Bromothymol.
Le groupe procède aux opérations suivantes :
- ajout de quelques gouttes de Bleu de Bromothymol à la solution d'acide chlorhydrique ;
- ajout progressif de la solution B à la solution d'acide chlorhydrique jusqu'au virage de l'indicateur pour un
volume Vb = 10 cm3.
Etant membre d'un groupe qui veut avoir la meilleure note, tu es sollicité pour déterminer la concentration de
la solution B.
1
1.1 Ecris la relation entre le pH et la concentration Ca.
1.2 Donne le pH de la solution d'acide
2- Précise la couleur de la solution d'acide chlorhydrique lors de l'ajout du Bleu de Bromothymol.
3- Définis l'équivalence acido-basique.
4
4.1 Dis à quel phénomène correspond le virage de l'indicateur coloré ;
4.2 Détermine la concentration Cb de la solution B.