Examen Physique Chimie Spécialisation 2025

اﻟ ﻤﺮﻛﺰ اﻟﻮطﻨﻲ ﻟﻼﻣﺘﺤﺎﻧﺎت اﻟ ﻤﺪرﺳﯿﺔ وﺗﻘﯿﯿﻢ اﻟﺘﻌﻠ ﻤ ﺎت
اﻟﺼﻔﺤﺔ
1
9
ﺛﻼث
ﺳﺎﻋﺎت
ﻣﺪة
اﻹﻧﺠﺎز :
اﻟﻜﻔﺎﯾﺎت ذات اﻟﺼﻠ ﺔ ﺑﻤﺠﺎل اﻟﺘﺨﺼﺺ
اﻻﺧﺘ ﺒ ﺎر :
ﻣﺴ ﻠ ﻚ ﺗ ﺄ ھ ﯿ ﻞ أ ﺳ ﺎ ﺗ ﺬ ة ا ﻟ ﺘ ﻌ ﻠ ﯿ ﻢ اﻟﺜﺎﻧﻮي اﻹﻋﺪادي
اﻟ ﻤﺴﻠﻚ :
1
اﻟ ﻤﻌﺎ ﻣﻞ
اﻟﻔﯿﺰﯾﺎء و اﻟﻜﯿﻤﯿﺎء
اﻟﺘﺨﺼﺺ :
اﻣﺘﺤﺎن ا ﻟﺘﺨﺮ ج ﻟ ﻨﯿﻞ ﺷﮭﺎدة ا ﻟﺘﺄھﯿﻞ ا ﻟ ﺘﺮﺑﻮي
ﻣﻦ ا ﻟ ﻤﺮ ا ﻛ ﺰ ا ﻟ ﺠﮭﻮ ﯾ ﺔ ﻟ ﻤﮭﻦ ا ﻟ ﺘ ﺮ ﺑ ﯿ ﺔ و ا ﻟ ﺘ ﻜ ﻮ ﯾﻦ
اﻟﺪورة اﻟﻮطﻨﯿ ﺔ اﻟﻌﺎدﯾﺔ ﺑﺮﺳﻢ ﺳﻨﺔ
2025
ﻣﺴ ﻠ ﻚ ﺗ ﺄ ھ ﯿ ﻞ أ ﺳ ﺎ ﺗ ﺬ ة ا ﻟ ﺘ ﻌ ﻠ ﯿ ﻢ ا ﻟ ﺜ ﺎ ﻧ ﻮي ا ﻹﻋﺪ ا دي
اﻟﻤﻮﺿﻮع
Instructions
Remarques importantes
ð La durée totale de l’épreuve est fixée à trois (3) heures.
ð La calculatrice scientifique non programmable est autorisée.
ð L’utilisation de correcteur (Blanco) est interdite.
ð La possession de smartphones, montres connectées ou tout appareil connecté est INTERDITE.
Composantes de l’épreuve et barème de notation
1. L'épreuve est notée sur soixante (60) points.
2. L’épreuve comporte les parties suivantes :
- Cinétique chimique (6 points)
- Chimie des solutions (6 points)
- Chimie organique (12 points)
- Mécanique (15 points)
- Électricité et électronique (15 points)
- Optique géométrique (6 points)
3. Au sein des parties, les questions ne sont pas toutes enchainées.

اﻟﺼﻔﺤﺔ
اﻣﺘﺤﺎن ا ﻟﺘﺨﺮ ج ﻟ ﻨﯿﻞ ﺷﮭﺎدة ا ﻟﺘﺄھﯿﻞ ا ﻟ ﺘﺮﺑﻮي ﻣﻦ ا ﻟﻤﺮاﻛﺰ ا ﻟﺠﮭﻮﯾﺔ ﻟﻤﮭﻦ ا ﻟﺘﺮﺑﯿﺔ وا ﻟﺘﻜﻮﯾﻦ -
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2025
ﻣﺴ ﻠ ﻚ ﺗ ﺄ ھ ﯿ ﻞ أ ﺳ ﺎ ﺗ ﺬ ة ا ﻟ ﺘ ﻌ ﻠ ﯿ ﻢ ا ﻟ ﺜ ﺎ ﻧ ﻮي ا ﻹﻋ ﺪ ا دي - اﻟﻤﻮﺿﻮع
اﻻﺧﺘ ﺒ ﺎر : ا ﻟﻜﻔﺎﯾﺎت ذات اﻟﺼﻠﺔ ﺑﻤ ﺠﺎل اﻟﺘﺨﺼﺺ اﻟﺘﺨﺼﺺ : اﻟﻔﯿﺰﯾﺎء و اﻟﻜﯿ ﻤﯿﺎء
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9
Chimie (24 Points)
Les parties A, B et C sont indépendantes.
Partie A : Du nectar au miel (6 Points)
Les abeilles utilisent le nectar présent dans les fleurs pour fabriquer leur miel. Le saccharose présent
dans le nectar réagit avec l’eau pour former du glucose et du fructose qui sont les principaux constituants
du miel. La molécule d’eau « casse » la molécule de saccharose en deux : on parle d’hydrolyse du
saccharose. Cette transformation chimique est une transformation totale.
L’équation de la réaction d’hydrolyse est la suivante :
C12H22O11 + H2O ® C6H12O6 + C6H12O6
Saccharose (S) Eau Glucose (G) Fructose (F)
La température à l’intérieur de la ruche reste égale à 35 °C.
On propose d’étudier la cinétique de la réaction d'hydrolyse du saccharose (S).
À température constante et à pH = 5, on mélange du saccharose avec de l’eau et on suit l’évolution de
sa concentration en fonction du temps. On obtient le graphique représenté sur la figure 1. [S] désigne la
concentration en saccharose à l’instant t :
A.1. Pourquoi la
transformation chimique
du saccharose peut être
considérée comme
lente ? (0.5 Pt)
A.2. Estimer, en expliquant la
démarche, la valeur du
temps de demi-réaction
t½. (1 Pt)
Figure 1 : l’évolution de la concentration [S] en fonction du temps.
A.3. Établir l’expression de la vitesse volumique du saccharose en fonction de la concentration [S]t. (1Pt)
A.4. Indiquer, en justifiant quantitativement, comment varie la vitesse d’hydrolyse du saccharose au
cours du temps. (0.5 Pt)
La concentration en saccharose [S] à l’instant t
vérifie la relation : ln[S] = − k t + ln[S]0 avec
t (en h), k la constante de vitesse (en h‒1) et [S]0
la concentration initiale en saccharose en
mol/L.
À l’aide d’un programme approprié, on obtient
le graphique représenté sur la figure 2.
A.5. Calculer la constante de vitesse k. (1 Pt)
Figure 2 : l’évolution de ln[S] en fonction du temps

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2025
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A.6. Montrer que l’expression du temps de demi réaction t1/2 = (ln2)/k (1 Pt)
A.7. Déduire sa valeur et la comparer à celle obtenue dans la question A.2 (1 Pt)
Partie B: Mesure de l’acidité d’un miel (6 Points)
Le miel est majoritairement constitué de sucres (77 %) et
d’eau (19 %) et son pH est égal à 4,5. Le principal acide
présent dans le miel est l’acide gluconique dont la
formule topologique est ci-contre :
On considère que l’acide gluconique, symbolisé par AH, est le seul acide présent dans le miel. Sa teneur
en acidité s’exprime en milli-équivalents d’acide par kg de miel (mEq/kg). Elle correspond à la quantité
de matière en mmol d’acide gluconique AH présent dans 1,0 Kg de miel. Pour respecter les normes,
définies par la directive européenne 2001/110/CE, l’acidité d’un miel ne doit pas dépasser 50 mEq/kg.
Données :
- On note le couple C5H11O5COOH(aq)/C5H11O5COO‒(aq) (acide gluconique / ion gluconate) par AH/A-
- pKA (AH/A-) = 3,3 à 25 °C.
Protocole expérimental :
Dans un bécher, on dissout 5,00 g de miel dans 50,0 mL d’eau distillée, puis on réalise un titrage pH-
métrique avec une solution d’hydroxyde de sodium (Na+(aq) + HO‒(aq)) de concentration
CB = 1,00
´
10-2mol L-1. La courbe représentant le pH en fonction du volume de la solution de soude est
représentée sur la figure 3 suivante :
Figure 3 : l’évolution du pH de la solution titrée en fonction du volume versé VB.
B.1. Proposer le schéma détaillé et annoté du montage de ce titrage. (1.5 Pts)
B.2. Ecrire l’équation de la réaction support du titrage en précisant ses caractéristiques. (1.5 Pts)
B.3. Déterminer si ce miel respecte les normes d’acidité. (2 Pts)
B.4. Justifier le fait que la solution à l’équivalence de ce titrage n’est pas basique. (1 Pt)

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Partie C : Phéromone d’attaque de l’abeille (12 Points)
Pour transmettre un message chimique, les abeilles émettent des substances chimiques aux odeurs
particulières, appelées phéromones. La phéromone d’attaque est l’éthanoate de 3-méthylbutyle qui est
produite par l’abeille.
L’éthanoate de 3-méthylbutyle peut être synthétisé en laboratoire à partir du 3-méthylbutan-1-ol et de
l’anhydride éthanoïque. La transformation chimique correspondante est modélisée par l’équation bilan
ci-dessous :
C5H12O + C4H6O3 ® C7H14O2 + C2H4O2
3-méthylbutan-1-ol Anhydride éthanoïque Éthanoate de 3-méthylbutyle acide éthanoïque
Protocole : Pour obtenir l’éthanoate de 3-méthylbutyle, on chauffe à reflux un mélange d’un volume
V1=15,3 mL de 3-méthylbutan-1-ol et d’un volume V2 = 13,3 mL d’anhydride éthanoïque, en présence de
quelques gouttes d’acide sulfurique dans le toluène comme solvant. Après séparation, rinçage et
purification, on obtient une masse finale d’éthanoate de 3-méthylbutyle mf = 15 g.
Données :
Espèces chimiques
Masse molaire
(g · mol-1)
Masse
volumique r
(g · mL-1)
Température
d’ébullition (°C)
Solubilité
dans l’eau
3-méthylbutan-1-ol
88,1
0,81
128
Très peu soluble
Anhydride éthanoïque
102,1
1,08
139
Très soluble
Éthanoate de 3-
méthylbutyle
130,2
0,87
142
Très peu soluble
C.1. On considère deux composés organiques de nomenclatures systématiques :
Anhydride éthanoïque et éthanoate de 3-méthylbutyle
a- Représenter selon la formule topologique les structures de ces deux composés en indiquant par
un astérix «*» le carbone fonctionnel. (1 Pt)
b- Nommer et entourer le groupement caractéristique. (1 Pt)
C.2. Justifier le double intérêt du chauffage à reflux. (1 Pt)
C.3. Calculer la quantité de matière initiale n1 du 3-méthylbutan-1-ol et la quantité de matière initiale n2
de l’anhydride éthanoïque. (1.5 Pts)
C.4. Calculer le rendement de cette synthèse et justifier le fait qu’il est inférieur à 100% malgré que la
réaction est totale. (2 Pts)
C.5. Proposer une méthode permettant d’améliorer ce rendement. (1 Pt)
C.6. En remplaçant l’anhydride éthanoïque par l’acide éthanoïque :
a- Ecrire l’équation chimique de la réaction et citer ses caractéristiques. (1.5 Pts)
b- Proposer un protocole expérimental permettant de changer l’état final de ce système chimique
en réalisant un schéma annoté (légendé) et en expliquant l’intérêt de ce protocole dans cette
synthèse (3 Pts)

اﻟﺼﻔﺤﺔ
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Mécanique (15 points)
Pour une compétition de skateboard, l'organisateur désire tester la sécurité d'un parcours constitué:
• D’un segment horizontal AB au niveau du sol de longueur L=10m , avec un frottement sec
modélisé par f1=30N .
• D’un demi-cercle BC de rayon R=2m , situé sous le niveau du sol, avec un frottement modélisé
par f2=15N .
Un jeune skateur part du point A avec une vitesse initiale VA=4 ms-1. Le skateur doit atteindre le point B
avec une vitesse nulle pour commencer doucement un mouvement oscillant dans le demi-cercle. On
donne : la masse totale du skateur avec son skateboard m=70kg et g= 9.81 ms-2
1. Représenter les forces agissant sur le skateur lors de la phase horizontale AB, puis dans le
segment BC. (1pt)
2. Calculer l’accélération du skateur sur la piste horizontale AB. (1 pt)
3. En déduire la vitesse VB en B. Vérifier si, oui ou non, le skateur s'arrête en B. (1.5pts)
4. Calculer le travail des forces de frottement sur le segment AB et l’énergie cinétique en B. (2 pts)
5. Analyser les échanges énergétiques entre A et C en estimant les énergies cinétiques (Ec),
potentielles de pesanteur (Epp) et mécaniques (Em) en ces deux points et les énergies dissipées
par frottement. On suppose qu'au niveau du sol Epp(A)=0. (2.5pts)
6. Donner l'altitude du point D auquel s'élèvera le skateur après avoir quitté le point C pour la
première fois. (2 pts)
Un autre skateur débutant veut s'entrainer sur cette même piste. Pour sa sécurité, il ne doit pas sortir
de la piste au point C. Dans le demi-cercle BC, on modélise pour simplifier le système
(skateur+skateboard) par un modèle de pendule simple de longueur r où r désigne la distance supposée
constante entre le centre O du demi-cercle BC et le centre de gravité G du système (skateur+skateboard).
On prendra comme point de départ le point B auquel le skateur arrive avec une vitesse considérée
comme nulle (la première période est un aller-retour à partir de B).
7. Identifier le type de système mécanique ainsi modélisé (amorti/non amorti, linéaire/non
linéaire). (0.5 pt)
8. Expliquer qualitativement (sans calcul) pourquoi le skateur n'arrivera pas au point C s´il prend
départ du point B avec une vitesse considérée comme nulle. (1 pt)
9. Établir l’équation différentielle de mouvement durant la
première demi-période “B vers C” puis durant la seconde
demi-période “C vers B” (considérer un point M quelconque
et prendre θ(t) l’angle formé avec la verticale, orienté dans le
sens donné sur la figure). (1.5 pts)
10. Sachant que pour θinitiale= 90
∘
, la période réelle de l'oscillateur non linéaire est initialement
environ 30% plus grande que la période harmonique obtenue pour les oscillations faibles,