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Devoir 1 de 1S
Masses molaires atomique :
M(H)=1 g.mol
-1
M(C)=12 g.mol
-1
M(O)=16 g.mol
-1
M(N)=14 g.mol
-1
Exercice 1 : Evolution d’un système
Le premier étage de la fusée Ariane IV est équipé de moteurs Viking qui
utilisent la diméthylhydrazine (DMHA), de formule C
2
H
8
N
2
, comme
combustible et le tétraoxyde de diazote, de formule N
2
O
4
comme comburant.
Ces espèces chimiques réagissent entre elles à l’état gazeux. La réaction
donne du diazote, de l’eau et du dioxyde de carbone, tous à l’état gazeux. La
fusée emporte 50,0 tonnes de DHMA et une masse m de N
2
O
4
.
Ecrire les résultats avec 3 chiffres significatifs.
1) Ecrire l’équation chimique modélisant la réaction.
2) Calculer la quantité de matière de DHMA emportée.
3) On note n la quantité de matière de N
2
O
4
. Décrire l’état final du
système en quantité de matière.
4) Faire un tableau d’évolution du système et en déduire la quantité de
matière n de N
2
O
4
à emporter pour que le mélange initial soit
stoechiométrique.
5) Déterminer dans ces conditions, les volumes des gaz expulsés par le
moteur.
Donnée : volume molaire : Vm = 90 L.mol
-1
.
Exercice 2 : Evolution d’une concentration
Des malaises sérieux peuvent affecter les diabétiques au réveil ou après un
gros effort physique intense. Ces malaises sont dus à une teneur en glucose
dans le sang, ou glycémie, trop faible.
Les victimes d’un malaise hypoglycémique peuvent prendre du sucre pour
ramener leur glycémie à un niveau normal correspondant à une concentration
en glucose dans le sang égale à C=5,55.10
-3
mol.L
-1
• Quelle masse de glucose C
6
H
12
O
6
doit absorber un patient dont la
glycémie vaut 0,20 g.L
-1
pour retrouver un état normal.
Donnée : Volume du sang chez un adulte : V = 5,5 L
Exercice 3 : Cohésion d’une molécule :
La molécule de bromure d’hydrogène (HBr) est polarisée. L’atome de brome
attirant plus fortement les électrons de valence que l’atome d’hydrogène, tout
se passe comme si l’atome de brome possédait une charge -δ
δδ
δ centrée sur son
noyau et l’atome d’hydrogène une charge +δ
δδ
δ centrée sur son noyau.
On sait mesurer la distance entre les deux noyaux ainsi que la force qui lie les
deux atomes l’un à l’autre : pour cette molécule d=110pm et F=4,25.10
-10
N.
1) Calculer la valeur de δ. Comparer à la valeur de e (1,6.10
-19
C). Le
résultat est-il possible ? Comment peut-on l ‘expliquer ?
2) Calculer la valeur de la force d’interaction gravitationnelle entre les
deux atomes
La comparer à la valeur de la force électrique puis conclure.
3) Quelles sont les différentes interactions fondamentales ?
4) Le rayon de l’atome de brome étant de 5,7fm, calculer la valeur de
l’interaction électrique entre deux protons séparés de cette distance.
5) Donner l’ordre de grandeur de l’interaction forte qui est responsable de
la cohésion du noyau.
Données : m
H
=1,67.10
-27
kg et m
Br
=1,34.10
-26
kg
Exercice 4 : Un pneu sous pression
Un pneu de voiture est gonflé à la température de 20,0°C sous la pression de
2,10 bar. Son volume intérieur, supposé constant, est de 30 L.
1. Quelle quantité d'air contient-il ?
2. Après avoir roulé un certain temps, une vérification de la pression est
effectuée: la pression est alors de 2,30 bar. Quelle est alors la température
de l'air enfermé dans le pneu ? Exprimer le résultat dans l'échelle de
température usuelle.
Donnée: constante du gaz parfait, R= 8,314 SI