Texte ED UE 15 UAG Chimie Physique 2014

PACES UE 15
ED Chimie Physique et Inorganique
2013 - 2014
QCM1 : Cocher la ou les réponses exactes
1,3 µg de Metformine, médicament hypoglycémiant, sont dissous dans 100 mL d’eau et
administrés à un patient. Ce principe actif, commercialisé sous le nom de Glucophage®, se fixe sur
son récepteur, noté R, selon la loi d’action de masse, établie en solution aqueuse. Son action
pharmacologique est schématisée ci-dessous :
Glucophage + R Glucophage -R action pharmacologique
A) La concentration initiale du Glucophage administré est de 0,4 mol.L
-1
B) La concentration initiale du Glucophage administré est de 0,1.10
-6
mol.L
-1
C) Si on considère égales les concentrations initiales de Glucophage et de récepteur, la relation
donnant K
C
est :
D) Si on considère égales les concentrations initiales de Glucophage et de récepteur, la relation
donnant K
C
est :
E) Si K
C
= 10
7
, alors la concentration de Glucophage libre à l’équilibre est de 0,62.10
-7
mol.L
-1
F) Si K
C
= 10
7
, alors la concentration de Glucophage libre à l’équilibre est de 0,38.10
-7
mol.L
-1
Données : M
Metformine
= 130 g.mol
-1
; √5   2,24
QCM2 : Cocher la ou les réponses exactes
On prépare industriellement l’ammoniac par réaction de l’azote sur l’hydrogène :
3 H
2
(g) + N
2
(g) 2 NH
3
(g)
Si on suppose ∆H° et ∆S° indépendants de la température, l’expression, en fonction de la
température T, de la variation d’enthalpie libre rapportée au nombre de moles indiquées dans
l’équation stœchiométrique, calculée sous 1 atm, est :
A) ∆G°
T
= -75900 - 120.T
B) ∆G°
T
= -91800 + 200.T
C) La constante K
P
de cet équilibre à 1000 K vaut 4,9
D) La constante K
P
de cet équilibre à 1000 K vaut 2.10
-5
On suppose que dans le domaine de pression envisagé, K
P
ne dépend que de la température. Si la
synthèse de l’ammoniac, au départ d’un mélange stœchiométrique de N
2
et de H
2
, s’effectue avec
un rendement de 50% (la moitié de l’azote a réagi), alors la relation entre K
P
et P est :
E)
F)

Données : S°(N
2
)=190 J.mol
-1
.K
-1
; S°(H
2
)=150 J.mol
-1
.K
-1
; S°(NH
3
)=220 J.mol
-1
.K
-1
∆G°
300K
(NH
3
) = -15900 J.mol
-1
R = 10 J.mol
-1
.K
-1
e
-10,82
= 2.10
-5
e
1,59
= 4,9
QCM3 :
L’hémioxyde ou protoxyde d’azote N
2
O est un gaz anesthésique général utilisé en thérapeutique.
En opérant dans certaines conditions, la décomposition de N
2
O en diazote et dioxygène est une
réaction du premier ordre par rapport à N
2
O.
Question 1: Cocher la ou les réponse(s) exacte(s)
La cinétique d’une équation d’ordre 1 s’exprime par la relation :
A) [N
2
O] = -kt + [N
2
O]
0
B) ln[N
2
O]/ [N
2
O]
0
= -kt
C) 1/[N
2
O] = kt + 1/[N
2
O]
0
D) ln[N
2
O]
0
/ [N
2
O] = -kt
E) ln[N
2
O] - ln[N
2
O]
0
= -kt
Question 2: Cocher la réponse exacte
Dans l’étude de la décomposition de N
2
O, au bout de 30 minutes, on constate que le tiers de la
quantité initiale de N
2
O a réagi.
La valeur de la constante de vitesse k de cette réaction dans ces conditions est :
A) k = 0,0135 min
-1
B) k = 0,0366 min
-1
C) k = 1,35 x 10
-3
min
-1
D) k = 0,0366 mol.L
-1
.min
-1
E) Aucune des réponses n’est exacte
Table de logarithmes : ln (2/3) = -0,405 ; ln (3/2) = 0,405 ; ln (1/3) = -1,1 ; ln (3/1) = 1,1
QCM4 : Cocher la ou les réponses exactes
Après une injection intraveineuse d’un médicament (la digitaline) à un malade, on étudie la
réaction d’élimination de ce médicament en effectuant des dosages sanguins au cours du temps.
Dans le tableau suivant sont reportées les concentrations en digitaline en fonction du temps :
A) La cinétique d’élimination de la digitaline suit une loi des vitesses d’ordre 0
B) La cinétique d’élimination de la digitaline suit une loi des vitesses d’ordre 1
C) Le temps au bout duquel 50% du principe actif a été éliminé est de 7 jours
D) La constante de vitesse de la réaction d’élimination vaut k = 10 h
-1
E) La constante de vitesse de la réaction d’élimination vaut k = 0,10 j
-1
F) La concentration initiale C
0
est égale à 10
-9
mol.L
-1
Temps (jour) 0 1 3 5 8 10 12
Concentration
(10
-9
mol.L
-1
)
C
0
3,6 2,96 2,42 1,80 1,48 1,21

Données : ln ½ = -0,7 ; ln 2 = 0,7 ; ln 3 = 1,1 ; ln 5 = 1,60 ; e
10
= 22000 ; e
0,1
= 1,1
Exercice 1 :
On suit la décroissance d’un médicament M dans du sérum, à 27°C. On mesure la concentration du
médicament à différents temps:
A) Cette décroissance suit une cinétique d’ordre 0
B) Cette décroissance suit une cinétique d’ordre 2
On montre que, pour doubler la vitesse de décomposition, il faut augmenter la température de
100°C.
C) L’énergie d’activation de la réaction est positive
D) L’énergie d’activation de la réaction est égale à - 8400 J.mol
-1
Données : On prendra : ln 2 = 0,7 ; R = 10 J.mol
-1
.K
-1
Exercice 2 :
Le gaz phosgène COCl
2
est essentiellement employé pour la fabrication de verres d'optique de
grande qualité, de fongicides, herbicides et pesticides pour l'agriculture, mais également utilisé
dans la synthèse de médicaments.
A 0°C, le phosgène est à l’état liquide. En présence d’eau (H
2
O), le phosgène (COCl
2
) peut être
hydrolysé en acide carbonique (H
2
CO
3 aq
) et en acide chlorhydrique (HCl
aq
).
A) Equilibrer la réaction d’hydrolyse
B) A 0°C, calculer la masse théorique d’acide carbonique formé lorsque l’on fait réagir 10 mL de
COCl
2
avec 5,4 g d’H
2
O à cette température
Données : ρ(COCl
2
) ~ 1,4 g.cm
-3
; V
M
(300 K) = 25 L.mol
-1
; V
M
(363 K) = 30 L.mol
-1
M(COCl
2
) ~ 100 g.mol
-1
; M(H
2
O) ~ 18 g.mol
-1
; M(H
2
CO
3
) ~ 60 g.mol
-1
Temps (heure) 2,5 5 10 20 40 80
M (mol.L
-
1
) 1 0,5 0,25 0,125 0,0625 0,03125

Exercice 3 :
A) Soit le diagramme de Latimer relatif à trois degrés d’oxydation du chlore déterminé en milieu
basique
1) Calculer le degré d’oxydation du chlore (Cl) pour chaque espèce chimique
2) Ecrire la demi-équation d’oxydoréduction pour le couple Cl
2
/Cl
-
en précisant quelle espèce joue
le rôle d’oxydant
3) Ecrire la demi-équation d’oxydoréduction pour le couple ClO
-
/Cl
2
en précisant quelle espèce
joue le rôle d’oxydant
4) En déduire l’équation bilan
5) L’espèce Cl
2
est-elle stable en milieu basique?
6) Justifier votre réponse en calculant la variation d’enthalpie libre ∆G
B) Soit le diagramme de Latimer relatif à trois degrés d’oxydation du chlore déterminé en milieu
acide
1) Ecrire la demi-équation d’oxydoréduction pour les couples Cl
2
/Cl
-
et HOCl/Cl
2
2) En déduire l’équation bilan
3) Cl
2
est-elle une espèce stable en milieu acide?
Exercice 4 :
L’air est constitué d’un mélange de ¾ de diazote (N
2
) et de ¼ de dioxygène (O
2
).
M(O) ~ 16 g.mol
-1
M(N) ~ 14 g.mol
-1
1) Calculer la masse volumique du diazote et du dioxygène dans les Conditions Normales de
Température et de Pression (CNTP)
2) Calculer la masse volumique de l’air dans les CNTP
3) Calculer la densité du diazote par rapport à l’air dans les CNTP
1,36 V
0,42 V
0,89 V
Cl
-
Cl2 ClO
-
d.o.
1,36 V
1,64 V
1,50 V
Cl
-
Cl2 HOCl
d.o.