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 C2H8N2, comme combustible et le tétraoxyde de diazote, de formule N2O4 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 N2O4. 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 N2O4. 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 N2O4 à emporter pour que le mélange initial soit stoechiométrique. 5) Déterminer dans ces conditions, les volumes des gaz expulsés par le moteur. -1 Donnée : volume molaire : Vm = 90 L.mol . 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 C6H12O6 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 δ centrée sur son noyau et l’atome d’hydrogène une charge +δ 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=4,25.10-10N. 1) Calculer la valeur de δ. Comparer à la valeur de e (1,6.10-19C). 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 : mH=1,67.10-27kg et mBr=1,34.10-26kg 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