PHYSIQUE-CHIMIE NOTIONS DU PROGRAMME 1ERES A REVOIR POUR L’ENTREE EN TS Du programme de seconde : Principe d’inertie, calcule de vitesse Conversion, unités. Chiffres significatifs, calculs en puissances de 10. Notion de force et sa représentation par un vecteur. Ecriture des molécules formule développée, semi-développée. Nom de la verrerie et du matériel usuel de laboratoire. Règles de sécurités en TP de chimie. En chimie : Notions générales à connaitre absolument : Calculer des quantités de matière à partir de données type : masse, masse molaire, concentration molaire, concentration massique, volume molaire, masse volumique, densité…. Ecrire l’équation bilan d’une réaction. Dresser un tableau d’avancement, déterminer le réactif limitant et l’état final d’un système. Dilution et dissolution (protocole et calculs de masse ou volume de solution mère) Nomenclature, représentation topologique. Réaction d’oxydo-réduction. Equation de dissolution et détermination des concentrations effective en ions. Notions plus particulières : Notion d’absorbance d’une solution, loi de Beer Lambert. Dosage par étalonnage d’une solution colorée. Isomérie Z/E. Polarisation des liaisons, molécule polaire. Liaison hydrogène, interaction de Van der Walls. Techniques d’extraction par solvant. Techniques de synthèse, rendement d’une synthèse. En physique : Energie potentielle de pesanteur, énergie cinétique, énergie mécanique, conservation de l’énergie mécanique. Interaction lumière-matière : émission et absorption. Quantification des niveaux d’énergie de la matière. Relation E = h dans les échanges d’énergie. Modèle corpusculaire de la lumière : le photon. Énergie d’un photon. Loi de Wien. Interactions fondamentales. Capacité thermique QCM À RENDRE OBLIGATOIREMENT LE JOUR DE LA RENTRÉE Répondre aux questions suivantes en indiquant la ou les propositions exactes : 1 - La loi de Wien montre que si la température d'un corps augmente, la longueur d'onde de la radiation émise avec le maximum d'intensité : A Augmente C Ne change pas B Diminue D Est décalée vers le bleu 2 - On donne une partie du diagramme de niveaux d'énergie électronique de l'élément mercure. Les atomes de mercure pris dans leur état fondamental peuvent absorber un photon d'énergie : A B 4,67 eV 6,71 eV C 3,73 eV D 2,04 eV 3 - Quelle est environ la longueur d'onde λ d'un photon d'énergie 2,00 eV ? h = 6,63×10-34 J.s 1 eV = 1,60×10-19 J c = 3,00×108 m.s-1 A 540 nm C 9,95×10-17 nm B 620 nm D 410 nm 4 - la couleur d'une solution correspond : à la synthèse soustractive des radiations colorées A non absorbées par la solution. à la synthèse additive des radiations colorées non B absorbées par la solution. C à la couleur complémentaire de la couleur absorbée. D à la synthèse additive des radiations absorbées. 5 - A la longueur d'onde λ = 750 nm, l'absorbance d'une solution d'une espèce colorée de concentration molaire C = 5,0 × 10-4 mol.L-1 introduite dans une cuve de longueur l = 1,0 cm vaut 0,75. A cette longueur d'onde, le coefficient d'absorption molaire ελ de l'espèce vaut : A 2,0 mol-1.L.cm-1 C 1,5 × 103 mol-1.L.cm-1 B 1,5 × 106 mol-1.L.m-1 D 1500 mol-1.L.cm-1 6- On étude l’évolution de 100 g d’eau liquide à 0°C. Données : énergie de fusion de l’eau : LFUSION = 3,3 x 105 J.kg-1 énergie d’ébullition de l’eau : LEB = 2,3 x 106 J.kg-1 capacité thermique massique de l’eau liquide : c = 4,18 x 103 J.kg-1.K-1 6a- L’énergie E échangée entre l’eau et l’extérieur pour solidifier ces 100g d’eau à 0°C est : A E 2,3 x 107 J C E 3,3 x 104 J B E 2,3 x 105 J D E 3,3 x 107 J 6b- L’énergie E échangée entre l’eau et l’extérieur pour amener ces 100g d’eau à 20°C est : A E 8,36 x 106 J C E 6,6 x 106 J B E 8,36 x 103 J D E 4,6 x 108 J 7 - L'énergie potentielle de pesanteur d'un corps dépend : A de sa vitesse C de son altitude B de sa masse D de sa position à la surface de la Terre 8 - On a représenté sur ce graphique, les énergies d'une balle lancée dans le champ de pesanteur avec une vitesse initiale. Les frottements avec l'air sont négligés. A B C La courbe 1 représente l’énergie cinétique La courbe 2 représente l’énergie mécanique La courbe 2 représente l’énergie potentielle de pesanteur D La courbe 1 représente l’énergie mécanique E La courbe 3 représente l’énergie cinétique La courbe 3 représente l’énergie potentielle de F pesanteur 9 - La relation entre la puissance P, l'énergie E et la durée de fonctionnement Δt d'un appareil est : A E = P / Δt C E = P × Δt B P = E / Δt D P = E × Δt 10 - L'absorbance d'une espèce colorée en solution est proportionnelle à : la concentration molaire de l'espèce colorée dans A C la longueur d'onde de travail. la solution. l'épaisseur de la solution colorée traversée par la la concentration massique de l'espèce colorée dans B D lumière blanche du spectrophotomètre. la solution. 11 - Soit l'équation de réaction suivante : 2 H2(g) + O2(g) --> 2 H2O(l) A l'état initial, il y a 2,0 mol de dihydrogène H2 et 1,5 mol de dioxygène O2. On note x l'avancement de la réaction. 11a- La quantité de dioxygène restant à un instant t de l'évolution du système est : A 2,0 - x C 1,5 - 2x B 1,5 - x D x 11b- La quantité d'eau formée à un instant t de l'évolution du système chimique est : A x C 2x - x B 2x D 2x + 2 11c- Le(s) réactif(s) limitant(s) est (sont) : A le dioxygène C le dihydrogène B l'eau D le dioxygène et le dihydrogène 11d- A la fin de cette transformation chimique : A il ne reste plus de dioxygène C il reste 1,0 mol de dioxygène B il reste 1,5 mol de dioxygène D il reste 0,5 mol de dioxygène 12 - L'atome de soufre a pour numéro atomique Z = 16. L'atome d'hydrogène a pour numéro atomique Z = 1. Parmi les représentations de Lewis suivantes laquelle représente la molécule de sulfure d'hydrogène de formule brute H2S ? A B représentation A représentation B C représentation C D représentation D 13 - La molécule de but-2-ène représentée ci-contre A B est plane est celle du stéréoisomère E C est celle du stéréoisomère Z D ne présente pas de stéréoisomérie Z/E 14 - Voici l'électronégativité sur l'échelle de Pauling de quelques atomes : H : 2,1 ; O : 3,5 ; C : 2,5 Quelles sont les liaisons polaires ou polarisées ? A C-C C C-O B C-H D O-H 15 - Dans le phénol, solide de formule C6H5—OH, la cohésion est assurée : par des liaisons hydrogène et des interactions de A C uniquement par des interactions de Van der Waals. Van der Waals. B uniquement par des liaisons hydrogène. D par des interactions ioniques 16- Le schéma d'une liaison hydrogène (représentée par des pointillés) peut être : A B réponse A réponse B C réponse C D réponse D 17 - La température d'ébullition de l'éthane de formule CH3—CH3 est de -89 °C tandis que celle du méthanol de formule CH3—OH est de 65 °C. Cette différence entre ces deux températures est due : aux interactions de Van der Waals plus intenses à la présence de liaisons hydrogène entre les A C avec le méthanol. molécules d'éthane. aux interactions de Van der Waals plus intenses à la présence de liaisons hydrogène entre les B D avec l'éthane. molécules de méthanol. 18 - L'eau est un solvant : A polaire B apolaire C ionique D moléculaire 19 - Pour la solution de sulfate de fer III, la relation entre les concentrations molaires des ions dans la solution est : A 2 Fe3 3 SO24 C 3 Fe3 2 SO24 3 2 Fe3 SO24 B D 4 Fe SO4 CH3 20- Voici la représentation d’une molécule : H3C CH O C OH A B Son nom est 2-méthylpropanal Son nom est acide 2-méthylpropanoïque C Elle fait partie de la famille des aldéhydes D Elle fait partie de la famille des cétones 21- La 4-méthylpentan-2-one a pour représentation : H3C A CH CH2 CH3 H3C B CH CH2 CH3 O O C CH3 OH CH CH3 C OH O D 22 - Un alcool est totalement miscible avec l'eau : A si sa chaîne carbonée est d'autant plus longue. B si sa chaîne carbonée ne dépasse pas plus de 3 atomes de carbone. 23- L’oxydation ménagée d’un alcool primaire : A produit une cétone B produit un aldéhyde 24 – Les définitions exactes sont : un oxydant est une espèce chimique qui peut A gagner un ou plusieurs électrons. un réducteur est une espèce chimique qui peut B gagner un ou plusieurs électrons. grâce essentiellement aux interactions de Van der Waals entre les molécules d'alcool et d'eau grâce essentiellement aux liaisons hydrogène entre D les molécules d'alcool et d'eau C C est impossible produit un acide carboxylique si l’oxydant est en D excès un réducteur est une espèce chimique qui peut céder un ou plusieurs électrons. un oxydant est une espèce chimique qui peut D céder un ou plusieurs électrons. C 25- Dans la réaction d’équation bilan suivante Cu2+(aq) + Pb(s) → Cu(s) + Pb2+(aq) A Cu2+ est un oxydant C Pb est un oxydant B Cu est un réducteur D Pb 2+ est un réducteur 26- La demi-équation oxydo-red du couple l’éthanol/éthanal : CH3 O 2H 2e A CH3 OH C CH3 CH2 OH B CH3 CH2 OH 2H2O CH3 CH O 2H 2e D CH3 CH O 2H 2e CH3 CH2 OH 2H CH3 CH O 2e 27- Si nexp est la quantité de matière de produit obtenu après réaction et nmax la quantité de matière maximale de produit attendu, le rendement de la synthèse vaut : nmax A nexp nmax C nexp B nexp nmax D 1 nexp nmax