DC1 4M-4SC-2022

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Lycée
Zahrouni
CHIMIE ( 7 points )
Exercice No1 ( 4 points) :
Lors d'une séance de travaux pratique, on mélange un volume V1 = 58 mL d'une solution aqueuse de
peroxodisulfate de sodium Na2S2O8 de concentration C1 = 0,1 mol.L-1 avec un volume V2 = 142 mL
d'une solution aqueuse d'iodure de potassium KI de concentration C2 = 0,1 mol.L-1 . Par une méthode
convenable, on détermine l'avancement x de la réaction à chaque instants, se qui nous permet de tracer
la courbe x = f(t) de la figure-1- de la page-4-.
1- a- Calculer les quantités des réactifs à l'état initial. En déduire le réactif limitant de la réaction.
b- Compléter le tableau descriptif d'évolution du système de la figure-2- de la page-4-.
c- Déterminer l'avancement final xf et l'avancement maximal xmax. La transformation est-elle totale ?
2- Définir la vitesse instantanée de la réaction.
3- a- Déterminer la vitesse maximale de la réaction, en précisant sur la courbe de la figure-1- de la
page-4- , la méthode utilisée.
b- En déduire la valeur de la vitesse volumique maximale.
Exercice No2 ( 3 points) :
On réalise l’oxydation des ions iodures I - par l’eau oxygénée H2O2 en milieu acide selon la réaction
totale : 2 I - + H2O2 + 2 H3O+ I2 + 4 H2O.
Trois expériences sont réalisées suivant les différentes conditions expérimentales précisées dans le
tableau :
A l’aide de moyens appropriés, on suit la variation de l'avancement de la réaction en fonction du
temps au cours de chacune des trois expériences réalisés . Les résultats obtenus sont représentés
par le graphe suivant de la figure-3- .
Numéro de l’expérience
(1)
(2)
(3)
Quantité de H2O2 en 10-3 mol
n
n
n
Quantité de I- en 10-3 mol
40
80
80
Quantité initiale de H3O+
en excès
en excès
en excès
Température du milieu réactionnel en °C
20
40
20
Date : novembre 2022
Durée : 2 heures
Matière : Sciences physiques
Classes : 4M et 4Sc.Exp
Exemple DEVOIR DE CONTROLE N°1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
2
4
6
8
10
12
14
16
x (10-3mol)
t (min)
a
b
c
Figure-3-.

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1- a- Définir un catalyseur.
b- Dire, en le justifiant, si H3O+ joue le rôle de catalyseur ou de réactif dans chacune des trois
expériences.
2- Préciser, en le justifiant, la nature du réactif en défaut ; en déduire la valeur de n.
3- Attribuer, en le justifiant, chacune des courbes a, b et c, respectivement à chacune des trois
expériences 1 ; 2 ; et 3 , remplir le tableau de la figure-4- de la page-4-.
PHYSIQUE ( 13 points)
Exercice No1 ( 7,5 points) :
Les parties 1 et 2 sont indépendantes.
Partie -1-
Pour déterminer la capacité d’un condensateur on monte en série aux bornes d’un
générateur de courant idéal délivrant un courant d’intensité constante I0 , un
condensateur de capacité C inconnue initialement déchargé, un résistor de résistance
R inconnue, un interrupteur K ouvert et un voltmètre pour mesurer la tension aux
bornes du condensateur uC. figure-5-
A l’instant t = 0, on ferme l’interrupteur K et on mesure à différents instants la tension uC ce qui nous
permet de tracer la courbe de la charge q du condensateur en fonction du uC . (figure-6-)
1- Interpréter la courbe obtenue.
2- a- En déduire la relation entre q et uC.
b- Déterminer graphiquement la valeur
de la capacité C du condensateur.
3- Après une durée de charge t1 = 10s le voltmètre
indique une valeur égale à 0,25V.
Déterminer la valeur de l’intensité I0 du générateur
de courant idéal.
Partie -2-
Un condensateur de capacité C1 non chargé est associé à un résistor de résistance R1.
Ce dipôle R1C1 est connecté à la date t = 0 s à un générateur de tension constante E.
1- Donner le schéma du montage en indiquant le sens du courant et préciser la polarité de chaque
armature du condensateur.
2- Etablir l’équation différentielle relative à la tension uC(t) aux bornes du condensateur.
3- La solution de l’équation différentielle relative à la tension est
-αt
C
u (t) =B + A e
où A, B et  sont des constantes non nulles.
a- Déterminé A, B et  en fonction des données R1, C1 et E.
b- Montrer que la tension aux bornes du résistor est
t
-
R
u (t) = E . e 
où  est la constante de temps.
4- Sur l’écran d’un oscilloscope à mémoire dont les
deux voies sont connectées aux bornes du résistor pour
visualiser uR (t) et l’autre pour visualiser uC (t).
On observe sur l’écran les oscillogrammes de la figure-7-.
a- Attribuer à chaque courbe la tension correspondante.
b- Déduire la valeur de la tension E du générateur.
uc (V)
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
2
0
4
6
8
10
q (10 – 5 C)
0
R
K
A
B
1
Figure-7-.
Figure-6-.
Figure-5-.
uc(V)
t(s)
(s)t
12345
y
1
2
3
4
5
6
x
6
5
4
3
2
1
1
2
3
4
5
0
2
1
uR(V)

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5- a- Déterminer graphiquement la valeur de la constante de temps  en la courbe et la méthode
utilisée.
b- Calculer C1 si R1 = 10 K.
6- Déterminer l’énergie électrique EC emmagasinée par le condensateur à t = 4s.
Exercice No2 ( 5,5 points) :
Partie I
Une bobine fermée sur un résistor est placée dans un champ magnétique d'un aimant droit comme s'est
indiquée dans la figure-8-.
1- On approche l'aimant de la face A de la bobine, par son pôle sud; un courant électrique parcourt le
circuit.
Expliquer brièvement l'apparition de ce courant.
2- a- Énoncer la loi de Lenz.
b- Par application de cette loi, déterminer le sens de ce courant.
c- Préciser le nom du phénomène étudié.
Partie II
Lors d’une séance de travaux pratiques, on se propose de déterminer la valeur de l’inductance L d’une
bobine sans noyau de fer doux. On monte en série un conducteur ohmique de résistance R2 = 10,0 K
avec une bobine d’inductance L et de résistance r négligeable.
L’ensemble est alimenté par un générateur de signaux basses fréquences à masse flottante ( la
masse de l’oscilloscope peut être reliée à n’importe quel point du circuit sans risque de court-circuit). Ce
générateur délivre une tension périodique triangulaire de fréquence N = 250Hz. A l’aide d’un
oscilloscope bicourbe, on visualise les tensions uMP (t) et uNP (t).
On appelle i(t) l’intensité instantanée du courant qui traverse le circuit, le sens positif choisi est indiqué
sur la figure-9- de la page-4-.
1- a- Indiquer sur le schéma de la figure-9- de la page-4- les branchements de l’oscilloscope pour
visualiser sur la voie A la tension uMP (t) aux bornes de la bobine et sur la voie B la tension uNP (t) aux
bornes du conducteur ohmique de résistance R2.
b- Montrer que l’oscillogramme 1 de la figure-10-,
correspond à la voie B.
c- Montrer qu’il y a un phénomène d’auto-induction.
2- Les réglages de l’oscilloscope sont les suivants :
Sensibilité verticale : voie A : 100 mV.div – 1
Sensibilité verticale : voie B : 2 V.div – 1 .
a- Déterminer la période des tensions observées.
b- Pour l’intervalle de temps [0,
2
T
] :
* déterminer à partir de l’oscillogramme 1 l’expression de
uNP (t).
* déterminer à partir de l’oscillogramme 2 l’expression de
uMP (t).
c- Déduire la valeur de la fem de la bobine.
3- a- Montrer que uMP (t) peut se mettre sous la forme
)
dt (t)du
(.
R
L
(t)uNP
2
MP 
b- Déterminer la valeur de L de l’inductance de la bobine.
4- En expliquant votre raisonnement, représenter sur le document de la figure-11- de la page-4-
l’oscillogramme obtenu dans le cas suivant où la valeur de L devient L1 = 0,75 H.
Justifier le tracé, sachant que les réglages de l’oscilloscope demeurent inchangés.
2
1
0
Figure-10-.
N
S
R’
A
B
On approche
Figure-8-.

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Cette feuille est à remplir par l’élève et à rendre avec la copie.
CHIMIE : EXERCICE -1 –
Les réactifs
…………… + …………….
Les produits
……… ……. + …………….
Avancement
x
n( S2O82- ) mol.
n( I - ) mol.
n( I2 ) mol
n( SO42-) mol
t = 0
0
n0 (S2O82-) = ……..
n0(I- ) =……..
0
0
t >0
x
n0 (S2O82-) ……….
n0(I- )……..
…….
……..
t f
xf
n0 (S2O82-) ……….
n0(I- )……..
………
……….
CHIMIE / EXERCICE -2 –
PHYSIQUE : Exercice n°2
Numéro de l’expérience
(1)
(2)
(3)
La courbe
correspondante
justifications
Figure-1-.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1
2
3
4
5
6
t(min)
x(10-3mol)
0
L
R2
G
M
P
N
i
Figure-2-.
Figure-4-.
Figure-9-.
Figure-11-
.