Résolutions des olympiades de 2011
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Olympiade francophone de chimie 2011 : 1ère épreuve – Niveau 1 – Correctif 1. Question 1 Nous savons qu’une mole de n’importe quelle molécule correspond à 6.1023 fois cette molécule. Une molécule de CO2 est composée de 3 atomes ; une mole de ce composé contient donc 6.3.1023 atomes. Une molécule de O2 est composée de 2 atomes ; une mole de ce composé contient donc 2.6.1023 atomes. Une molécule de CH4 est composée de 5 atomes ; une mole de ce composé contient donc 5.6.1023 atomes. Dès lors, la réponse est C. Qu’est-ce qui a la masse la plus élevée ? Etant donné qu’on considère une mole de chacune des substances, il suffit de comparer leur masse molaire. MM(CO2) = 44 g/mol ; MM(O2) = 32 g/mol et MM(CH4) = 16 g/mol. Dès lors, la réponse est A. 2. Question 2 Vrai, vrai, vrai, faux (elle s’exprime en g/mol), faux (elle occupe un volume de 22,4 L). 3. Question 3 C’est la mole (réponse b). 4. Question 4 Afin de connaitre le nombre d’électrons de l’atome, on regarde le numéro atomique (dans le tableau périodique). Par ailleurs, dans le cas d'ions, il faut tenir compte du nombre d’électrons perdus ou gagnés. a) b) c) d) e) O2- : 8+2 = 10 électrons et F- : 9+1 = 10 électrons K+ : 19-1 = 18 électrons et Ca2+ : 20-2 = 18 électrons S2- : 16+2 = 18 électrons et Ca2+ : 20-2 = 18 électrons Al3+ : 13-3 = 10 électrons et O2- : 8+2 = 10 électrons Cl- : 17+1 = 18 électrons et K+ : 19-1 = 18 électrons Olympiades de chimie – correctif – 2011 première épreuve 5ème – A. De Bont et A. Gnagnarella pour ScienceInfuse Tous les couples possèdent donc le même nombre d’électrons. 5. Question 5 Etant donné que Z= 53, l’atome possède 53 e- et 53 p+. Par ailleurs étant donné que c’est l’isotope 131 I, l’atome possède 131-53 = 78 n°. Etant donné que l’on s’intéresse à l’ion 131I-, il possède 54 et non 53 e-. La réponse correcte est donc la réponse c. 6. Question 6 a) m = n.MM = (0,5 mol).(18 g/mol) = 9 g. b) Etant donné qu’il y a un atome d’O par molécule d’H2O, le nombre de moles d’O est le même que celui d’H2O il y a 0,5 mol d’atomes de O. c) N = n.NA = 0,5.6.1023 = 3.1023. d) Dans 0,5 mole d’H2O, on a 1 mole d’atomes H et N = n.NA = 1.6.1023 = 6.1023. 7. Question 7 a) K2SO4, CaSO4, Al2(SO4)3 et Na2SO4 b) Al2(SO4)3 8. Question 8 Nous allons calculer la concentration de chacune des solutions : Solution 1 : C = 4 = 10 mol/L 0,4 Solution 2 : C = 2 = 10 mol/L 0,2 Solution 3 : C = 4 = 13,3 mol/L 0,3 Solution 4 : C = 6 = 12mol/L 0,5 a) C’est la solution 3 b) Les solutions 1 et 2 c) La solution 4 Olympiades de chimie – correctif – 2011 première épreuve 5ème – A. De Bont et A. Gnagnarella pour ScienceInfuse 9. Question 9 C’est Georges (réponse B), Roger aura plus d’un litre de solution. 10. Question 10 Réponse B. En effet, le volume sera 10 fois plus important. Dès lors, étant donné que le nombre de moles reste inchangé, la concentration sera 10 fois plus petite. 11. Question 11 A : SO2 ; B : CaO ; C : SO3 et D : CaSO4 12. Question 12 Nous savons qu’une mole de gaz occupe toujours le même volume dans des conditions de température et de pression. Il faut donc déterminer le nombre de moles de chacun des composés : 3,6 g = 0,2 mol 18 g / mol - H2O : n = - Cl2 : n = 10,3 g = 0,14 mol 71g / mol - N2 : n = 5,6 g = 0,2 mol 28 g / mol - SO2 : n = 15,6 g = 0,24 mol 64 g / mol - CO2 : n = 8,6 g = 0,19 mol 44 g / mol Dès lors, la bonne réponse est la réponse b. 13. Question 13 Na3PO4 (aq) 3 Na+ + PO43Al2(SO4)3 (aq) 2 Al3+ + 3 SO42Ba(OH)2 (aq) Ba2+ + 2 OHH3PO4 (aq) 3 H+ + PO43- ou les équations de libération d’un seul ou de deux protons. Olympiades de chimie – correctif – 2011 première épreuve 5ème – A. De Bont et A. Gnagnarella pour ScienceInfuse 14. Question 14 Le rayon atomique dépend du nombre d’électrons. Dès lors, l’ion Cl- ayant un électron de plus que l’atome Cl, son rayon atomique sera plus grand (réponse a). Par ailleurs, l’ion Ca2+ ayant deux électrons de moins que l’atome Ca, il aura un rayon atomique plus petit (réponse b). 15. Question 15 a) Oxyde de cuivre b) Chlorite de potassium c) Acide sulfureux 16. Question 16 Réponse c. 17. Question 17 a) b) c) d) NH3 : Pyramidale - polaire CCl4 : Tétraédrique - apolaire SO3 : Triangulaire - apolaire H2O : Angulaire – polaire 18. Question 18 a) Etant donné que l’on se trouve sous la courbe de solubilité, la solution n’est pas encore saturée, on peut encore rajouter 10 g de sel pour atteindre la saturation réponse A. b) 10 g de sel. 19. Question 19 Etant donné que l’on s’intéresse au point d’ébullition à la sortie du premier récipient, il faut que le thermomètre se trouve dans le premier récipient. Par ailleurs, étant donné que l’on veut la température d’ébullition, il faut qu’il n’y ait aucun contact entre le thermomètre et la solution. Le montage satisfaisant ces exigences est le montage E. Olympiades de chimie – correctif – 2011 première épreuve 5ème – A. De Bont et A. Gnagnarella pour ScienceInfuse
