Nom : Note : / 20 TS- Acido-basique 1

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1S DEVOIR SURVEILLE N°5 Durée : 1h NOM :…………………………….
ATTENTION SUJET RECTO VERSO
CHIMIE (10 points) REPONDRE SUR CETTE PAGE
I- Compléter le tableau suivant (aucune justification n’est demandée) :
Formule de
l’Acide
CH3CO2H
H2O
Formule de sa
Base conjuguée
NH3
H2O
II- Parmi les équations chimiques suivantes, reconnaître les réactions acido-basiques et cocher ou
remplir le cases qui conviennent :
Equations chimiques
Réaction acido-
basique ?
Si oui, dans les
réactifs, l’acide qui
réagit a pour
formule :
Rôle de l’eau
(plusieurs rôles possibles)
OUI
NON
solvant
acide
base
NH3(g) + H2O(l) NH4+ (aq) + HO-(aq)
H2O(l)+ H2O(l) HO-(aq) + H3O+
H3O+ + NH3 (aq) H2O(l) + NH4+ (aq)
C2H5ONa(s) C2H5O- (aq) + Na +(aq)
CH3COOH (aq) + In -(aq) CH3COO-(aq) + HIn(aq)
//////////
//////////
//////////
III- Utiliser l’avancement
Données : M(NaHCO3) = 84,0 g.mol-1 . Le volume molaire des gaz vaut Vm = 24,0 L. mol-1
On place dans un petit flacon de 50 mL, surmonté d'un ballon de baudruche dégonflé, une masse m = 0,600g
d'hydrogénocarbonate de sodium solide de formule NaHCO3(s), composé ionique constitué des ions Na+ et HCO3- et un
volume V = 50,0 mL de solution d'acide chlorhydrique ( H3O+(aq) +Cl-(aq) ) de concentration molaire en ions oxonium
[H3O+(aq )] = 0,50 mol.L-1. Le ballon de baudruche gonfle sous l’action du gaz qui se dégage.
1-A partir de l’équation de la réaction fournie ci-dessous, identifier les 2 couples acido-basiques mis en jeu (répondre dans la
case sans justifier). 1er couple : 2è couple :
H3O+ + HCO3-(aq)  (CO2 , H2O )(aq)+ H2O(l) / /
2- Déterminer les quantités de matière présentes à l'état initial.
n (HCO3 - (aq), initial) = = ≈
n (H3O+ , initial) = = =
3-Compléter le tableau (en mol) traduisant les états du système : initial, intermédiaire et final .
H3O+ + HCO3-(aq)  (CO2 , H2O )(aq) + H2O(l)
Avancement
x
n (H3O+ )
n (HCO3-(aq) )
/////
n((CO2 , H2O )(aq))
n (H2O(l))
Etat initial
0
/////
En excès (car c’est
aussi le solvant)
Etat
intermédiaire
x
////
(à compléter
après
question 4)
Etat final
x max =
/////
4- Déterminer le réactif limitant et l’avancement.
5- Déterminer le volume de gaz obtenu.
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PHYSIQUE ( 10 points)
REPONDRE SUR LE SUJET POUR LES SCHEMAS A COMPLETER ET SUR UNE COPIE
Indication : se lit « bêta » , se lit « alpha ».
IV) Pendule simple 2.5 points
Un pendule est constitué d'une petite bille de poids P = 0,20N , attachée à l'extrémité d'un fil de longueur l = 80 cm.
L'autre extrémité du fil est attachée à un point fixe P.
On écarte le pendule de sa position d'équilibre d'un angle = 50° puis on le lâche la bille sans vitesse initiale.
Déterminer l’expression puis la valeur du travail du poids de la bille entre la position initiale et le premier passage à la
position d'équilibre. Vous fournirez un schéma annoté illustrant votre démarche.
V) Remorquage : (sur 3 pts)
Pour mouvoir une gabarre (sorte de barque) sur une rivière, un filin est relié de la gabarre à un tracteur. Le filin exerce
sur la gabarre une force constante de valeur F = 53 kN dont la droite d’action fait un angle de 20° avec la direction
de déplacement rectiligne de la gabarre (le long des rives de la rivière). La longueur du parcours est AB =1,2 km.
1)
a) Sur le schéma de la situation, vue du dessus, représenter la force de traction
F
et le vecteur déplacement, noté
AB
.
b) Déterminer l’expression du travail de la force de traction
F
lors de ce déplacement. Faire ensuite l’application numérique.
c) Le déplacement s’effectue en t = 20min. En déduire la puissance moyenne de la force exercée par le filin.
2)
a) Représenter, vue de côté, la gabarre et la force de poussée d’Archimède, notée ,exercée par l’eau sur la gabarre, sans
considération d’échelle.
b) Après l’avoir justifiée, indiquer la valeur du travail effectué par cette force lors du déplacement.
VI) Travail des forces de frottement :(sur 4.5 pts)
Par l'intermédiaire d'un câble, un tracteur de débardage de bois traîne un tronc de pin maritime sur un sol sablonneux horizon tal. Pour
un déplacement rectiligne de longueur L = 400 m, les frottements qui retiennent le tronc sont modélisables par une force constante
f
,
parallèle au sol, de sens opposé au déplacement et de valeur f=1,7kN.
1)
a) Compléter le schéma de la situation vue de profil en représentant
f
(sans considération d’échelle).
b) Déterminer l’expression puis la valeur du travail de la résultante des forces de frottement.
c) Ce travail est-il moteur ou résistant ? Justifier.
2)
a) Ajouter le poids du tronc sur le schéma (sans considération d’échelle).
b) En justifiant, déterminer le travail du poids du tronc.
3) Soit
T
la force de traction exercée par le câble tendu qui tracte le tronc. La direction de cette force fait un angle de 25° avec
l'horizontale.
a) Représenter
T
sur le schéma (sans considération d’échelle).
b) Le tronc étant tracté à vitesse constante, le travail fourni par la force
T
est égal, en valeur absolue, au travail des
forces de frottement. Déterminer la valeur T ( =||
T
||) de la force
T
de traction.
tracteur
rivière
gabarre
Direction de propagation de la gabarre
filin
tracteur
tronc