Questioninare - Olympiades de chimie

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Prénom : ................................
OLYMPIADES DE LA CHIMIE 2005
CONCOURS REGIONAL DE L'ACADEMIE D'ORLEANS-TOURS
Durée de l'épreuve : 1 Heure
L'épreuve comprend 31 questions qui sont réparties en trois types, des questions type QCM
à réponse unique, type QCM à réponses multiples et des questions ouvertes.
Pour les questions de type QCM à réponse unique, 4 réponses sont proposées A, B, C, D. Il
s'agit de trouver la réponse que vous indiquerez à l'aide d'une croix dans la case
correspondante de la grille réponse (lignes grises).
Pour les questions de type QCM à réponses multiples sur le document distribué entourer la
ou les bonnes réponses.
Aucune rature n'est autorisée : ceci entraînera un zéro pour la question.
Pour chaque question ouverte la réponse est à indiquer directement sur le document.
Le barème est indiqué dans la grille réponse.
Il est indispensable d'écrire à l'encre.
Deux feuilles de brouillon sont fournies avec le sujet.
L'utilisation des machines à calculer est autorisée.
Données :
MC = 12 g.mol-1
MH = 1 g.mol-1
MO = 16 g.mol-1
MN = 14 g.mol-1
Avant de commencer l'épreuve, remplissez la fiche d'identification au verso de la grille
réponse, ainsi que vos nom et prénom sur chaque feuille du questionnaire.
1
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OLYMPIADES DE LA CHIMIE 2005
CONCOURS REGIONAL DE L'ACADEMIE D'ORLEANS-TOURS
FICHE D’IDENTIFICATION
Nom :
Prénom :
Etablissement :
Ville :
Code postal :
Classe :
Adresse personnelle :
N° de téléphone personnel :
2
Nom : .....................................
Prénom : ................................
GRILLE SOLUTION
Question n° Barème
1
1
2
1
3
3
4
3
5
1
6
3
7
4
8
3,5
9
3
10
8
11
1
12
4.5
13
1
14
1
15
1
16
1
17
1
18
2
19
1.5
20
1
21
1
22
1.5
23
2
24
1
25
1
26
2.5
27
1
28
1
29
1
30
1
31
1,5
Total
50
A
B
C
D
Note
3
Nom : .....................................
Prénom : ................................
OLYMPIADES DE LA CHIMIE 2005
CONCOURS REGIONAL DE L'ACADEMIE D'ORLEANS-TOURS
POLYMERES
1 – Les peintures communément appelées laques glycérophtaliques utilisent des
composés résultant de la polymérisation entre l’anhydride phtalique et le glycérol. La 1 ère
étape est décrite ci-dessous :
OH
HO
O
O
OH
O + HO
O
OH
OH
O
O
Le polymère obtenu fera donc partie de la famille :
A – des polyamides
B – des polyesters
C – des polyols
D – des polyuréthannes
2 – La première commercialisation d’une matière plastique entièrement synthétique est
attribuée à : :
A - Berzélius
B - Braconnot
C - Baekeland
D – Regnault
4
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Prénom : ................................
3. Prix Nobel :
Karl Ziegler s'est rendu célèbre par la découverte de la polymérisation sous basse pression de
l'éthylène.
Il a partagé avec Giulio Natta, célèbre pour la polymérisation stéréorégulière du propylène, le
prix Nobel de chimie.
Un autre chimiste, V. Grignard travaillant également sur les organométalliques a eu aussi le
prix Nobel de chimie qu'il a partagé avec P. Sabatier.
Les dates auxquelles ont été decernés ces deux prix Nobel sont 1912 et 1963.
Remplir le tableau suivant : choisir parmi les termes suivants ceux qui sont associés à ces
chimistes renommés (catalyseur, organomagnésien, télévision, téléphone, caméscope,
vaccination,) Rq : un même terme peut être utilisé plusieurs fois.
Nom
Nationalité
Année du prix Nobel
terme associé
ZIEGLER
NATTA
SABATIER
GRIGNARD
4 – Dans la liste suivante indiquer par TP ou TD les polymères thermoplastiques ou
thermodurcissables :
A - polyéthylène.------------------------------------B – polyméthacrylate de méthyle. ---------------C - phénoplaste.-------------------------------------5 – Pour affiner le tri manuel des différents polymères recyclables, on utilise des
caméras qui comparent le spectre du plastique trié (ex : PVC, PET, …) avec une banque de
spectres enregistrés ; ces caméras fonctionnent :
A – dans l’infra-rouge
B – dans le visible
C – dans l’ultra-violet proche
D – par émission de rayons X
5
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6 – La réaction de dépolymérisation du polyéthylènetéréphtalate (PET) peut-être
modélisée par l’équation suivante :
O
O Na
O
O
O
O
*
X
+
NaOH
O
X
O
O
Na
+
1
M(g.mol-1)
192
.x
40
210
?
?
m(g)
3
1,5
n(mol)
facteur limitant
excès
Calculer la quantité de matière et la masse théorique de téréphtalate de sodium attendue.
Détailler votre calcul et choisissez parmi les quatre réponses ci-dessous :
A – 1,12.10-2 mol soit 2,12 g
B - 1,30.10-2 mol soit 2,62 g
C - 1,56.10-2 mol soit 3,28 g
D - 1,72.10-2 mol soit 4,12 g
7 - Les matières plastiques sont souvent désignées par un sigle. Complétez le tableau suivant
en donnant le nom de la matière plastique à partir du sigle.
sigle
PS
PEbd
PVC
PP
PA
PU
PET
PEhd
nom
6
Nom : .....................................
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8 - Associer la lettre du monomère au chiffre du polymère correspondant :
Lettre
Monomère
Chiffre
Nom du polymère
1
polyéthylène
2
polystyrène
3
polyméthacrylate de
méthyle
4
polytétrafluoroéthylène
5
polychlorure de vinyle
6
polypropylène
7
polyacrilonitrile
CH2
A
F
F
B
F
F
H3C
O
CH3
C
H2C
H2C
O
D
N
E
F
G
H3C
H2C
H2C
CH2
CH2
Cl
9 - Lors de la combustion de certains polymères, il peut se dégager du chlorure
d'hydrogène :
Donner la formule du chlorure d'hydrogène
Quel est l'état physique du chlorure d'hydrogène dans
les conditions du laboratoire ( = 25°C et P = 1013
hPa)
Ecrire l'équation de réaction du chlorure d'hydrogène
sur l'eau
Quel sera le pH d'une solution à 0,01 mol.L1 de
chlorure d'hydrogène ?
Une solution commerciale contient 36% de chlorure
d'hydrogène (en masse). Sa densité est égale à 1,18.
La masse molaire du chlorure d'hydrogène est égale à
35,5 g.mol1. Sa concentration molaire
approximative est de :
A - 30 mol.L1
B - 12 mol.L1
C - 0,9 mol.L1
D - 1,2 mol.L1
7
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10 – Mots croisés :
20
15
22
24
1
2
14
18
19
3
4
16
13
5
6
21
7
8
-
23
-
17
9
10
11
12
Définitions :
1 – Polymérisation par laquelle chaque molécule de monomère initial fait intégralement partie
du polymère.
2 – Additif destiné à améliorer les caractéristiques d’un polymère.
3 – Par laquelle on introduit les billes de polymères.
4 – L’autre nom de polymère.
5 – Machine servant à façonner les matières plastiques en divers produits.
6 – Polychlorure de vinyle
7 – Qui homogénéise et plastifie le polymère.
8 – Principale application du PS.
9 – Association de polymères combinant les propriétés de leurs constituants.
10 – Elément chimique toujours présents dans les molécules organiques.
11 – Appareil dans lequel s’effectue une réaction.
12 – Procédé permettant de fabriquer la plupart des corps creux tels que les flacons ou les
bouteilles.
13 – Instrument de verrerie permettant de recueillir séparément deux phases.
14 – Première étape de la réaction qui conduit au polystyrène.
15 – « fil » de polymère.
16 – Le PS en est un exemple.
17 – Donne la forme à l’objet en matière plastique.
18 – Le C de PSC
19 - Un type de polystyrène qui se présente sous forme de petites perles blanches soudées les
unes aux autres.
20 – Utiliser pour laver le styrène commercial.
21 – Procédé visant à introduire sous pression le polymère fondu dans un moule.
22 – Monomère du polystyrène
23 – Technique permettant d’obtenir des plaques de polymères (utilisées ensuite pour la
fabrication des pots de produits laitiers, par exemple).
24 – De l’ordre de 102 à 105.
8
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PLATRE ET CIMENT :
11 – Quel est le principal constituant des plâtres ?
A – Le calcaire
B – Le gypse
C – La chaux
D – L’alumine
Ce constituant est en fait du sulfate de calcium dihydraté
12 - Remplir le tableau suivant :
Quel est le cation entrant dans la composition du plâtre
(formule et nom) :
L'élément dont il est issu a pour numéro atomique Z = 20 et
pour nombre de masse A = 40. Donner la composition de son
noyau :
Donner la structure électronique de l'atome neutre :
On retrouve cet élément dans le calcaire, donner la formule de
ce composé :
L'action de la chaleur sur le calcaire conduit à la chaux vive,
donner sa formule :
L'action de l'eau sur la chaux vive donne la chaux éteinte
Ca(OH)2, la solution aqueuse de ce composé est-elle acide,
neutre ou basique.
Quel est l'anion entrant dans la composition du plâtre (formule
et nom)
Donner sa représentation de Lewis :
En associant deux ions hydrogène à cet anion, on obtient un
acide, donner son nom :
13 – Donner la constitution du CLINKER
A - 70% calcaire et 30% argile
B - 80% calcaire et 20% argile
C - 50% calcaire et 50% argile
D - 40% calcaire et 60% argile
9
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LES PEINTURES
14 – Le pigment blanc principal des peintures actuelles est ?
A – Al2O3
B – PbCO3
C – TiO2
D - CaO
15 – La tempera liant utilisé dès l’antiquité, est une détrempe à base :
A - d’huile de lin.
B – d’œuf.
C – de poudre d’os.
D – de jus d’oignon.
16 – Les huiles à tableaux étaient très utilisées : huile de lin, huile d’œillette, huile
de noix. Ces huiles sont principalement constituées :
A – d'esters d’acides gras.
B – d’acides gras libres.
C – de protéines.
D – de glycérol libre.
17 – Que signifie C.O.V. :
A – Carbone, Oxyde, Vanadium
B – Composé organique visqueux
C – Composé organique volatil
D – Composé organique vitreux
18 - Parmi les caractéristiques citées, choisir celles qui peuvent s’appliquer à un
pigment ? (plusieurs réponses possibles)
A - composé organique soluble
B - corps gras
C - composé minéral
D - se fixe en surface sur les objets
E - poudre fine insoluble
F - émulsion composée d’huile essentielle
19 - Donner un exemple possible pour chaque constituant
- un liant :
- un solvant :
- un adjuvant :
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Parmi les colorants jaunes utilisés en peinture figure le chromate de plomb (II) .
20 - quelle est sa formule ?
21 - expérimentalement quand on introduit une solution de nitrate de plomb (II)
dans une solution de chromate de potassium : qu’observe-t-on ?
22 - écrire l’équation bilan de la réaction correspondante.
23 – Quelles sont les composants interdits dans la peinture grand public ?
(plusieurs réponses)
A - Titane
B - Cadmium
C - Aluminium
D – Benzène
24 – Sur l’étiquette d’une peinture figurent les deux pictogrammes suivants :
Ils indiquent que le composé est :
A – Dangereux pour l’environnement et toxique
B - Dangereux pour l’environnement et nocif
C – Corrosif et toxique
D – Corrosif et nocif
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LE RETRAITEMENT DES DECHETS
25 - Par quelle méthode recycle-t-on le plus souvent les métaux
A - par voie matière
B - par voie chimique
C - par recyclage thermique
D - par compostage
26 - Les métaux sont très utilisés dans l’habitat. Donnez pour chaque métal une utilisation :
métal
Zinc
Aluminium
Fer
Cuivre
Plomb (autrefois)
utilisation
27 - La production de déchets d'origine ménagère par an et par habitant en France
était, en l'an 2000, de l'ordre de :
A - 250 kg
B - 300 kg
C - 400 kg
D - 450 kg
28 - Quelle est la plus grande application du marché des plastiques ?
A – Bâtiment
B – Emballages
C – Transport
D – Electronique
Soit l’équation de la réaction :
29 – Comment nomme-t-on le type de réaction intervenant dans cette équation :
A - Hydrolyse
B - Saponification
C - Réduction
D – Déshydrogénation
30 - Combien de carbones asymétriques comporte le réactif :
A-0
B–1
C–2
D-3
31 - La masse molaire du réactif est :
A – 135 g.mol-1
B – 136 g.mol-1
C – 137 g.mol-1
D – 138 g.mol-1
12