Contrôle  N° 01

Réaction chimique

Le déboucheur

Un gaz presque parfait

Au niveau microscopique

Un homme de poids.

Un peu d'électrostatique

Correction

Énoncé

 

   

 

Rédiger correctement. L’usage de la calculatrice est autorisé.

I- Réaction chimique.

Equilibrer les réactions suivantes :

1)-            3 NO2     +     H2O         2 HNO3     +     NO

2)-              4 Al     +     3 MnO2          2 Al2O3     +     3 Mn

II- Le déboucheur.

On dispose d’une solution commerciale d’hydroxyde de sodium appelée soude.

Données : densité de la solution commerciale : d = 1,216 ; masse volumique de l’eau µ 0 = 1,00 kg / L

Pourcentage massique d’hydroxyde de sodium (NaOH) : P(NaOHl) = 20 %.

1)- Calculer la masse m d’un volume V = 1,00 L de solution commerciale.

-    Masse de un litre de solution commerciale.

-        On note m la masse volumique de la solution commerciale :

-        Relation 1 : m = µ . V  et relation 2 :

-        En combinant 1 et 2 :

-        m = µ0 . d . V

-        m = 1,00 x 10 3 x 1,216 x 1,00         

-        m = 1,22 x 10 3  g   ou m = 1,22 kg   

 2)- En déduire la masse m1 d’hydroxyde de sodium, dissoute dans le

volume V de solution commerciale.

-    Masse d’hydroxyde de sodium :

-        Explication : On donne le pourcentage massique :

-        Il indique que 100 g de solution commerciale contient 20 g d’hydroxyde

de sodium (NaOH). 

-       

3)- En déduire le titre massique tm et la concentration molaire C de

la solution commerciale.

-    Titre massique de la solution de soude :

-       

-    Concentration molaire volumique :

-        

 

III- Un gaz presque parfait.

Sous la pression p = 780 hPa et une température θ = 18,0 ° C,

une masse m = 0,240 g de gaz occupe un volume V = 162 mL. 

On donne : R = 8,31 S.I.

1)- Calculer la quantité de matière n de ce gaz.

-        Equation d’état des gaz parfaits :

-         p . V = n  . R . T 

-    Quantité de matière de ce gaz :

-            

2)- En déduire la masse molaire M de ce gaz.

-    Masse molaire du gaz :

-       

IV- Au niveau microscopique.

On considère un atome d’azote dont le noyau a pour formule : .

1)- Donner la structure du noyau de cet atome.

-    Le noyau de cet atome est constitué de 7 protons  ( Z = 7) et

de AZ = 8 neutrons

2)- Déterminer les valeurs des interactions gravitationnelle et électrique entre le

 noyau et un électron de l’atome d’azote, sachant que la distance entre le noyau et

l’électron considéré vaut d = 57,1 pm.

-    Masse du noyau : m noy  = Am n

-    Force gravitationnelle :

-       

-       

-    Force électrique :

-       

-       

V- Un homme de poids.

Un homme a une masse m = 80,0 kg et un poids P = 785,6 N au niveau de la mer. 

On considère que le poids est égal à la valeur de l’interaction gravitationnelle

Terre-Homme. 

L’homme peut être considéré comme ponctuel par rapport à la Terre.

1)- Donner l’expression littérale de la force FG d’interaction gravitationnelle

exercée par la Terre sur l’homme.

 -   Expression littérale de la force FG d’interaction gravitationnelle :

-        il faut utiliser les notations de l’énoncé

-       

2)- En se basant sur les données, calculer la valeur de la constante gravitationnelle G.

Indiquer l’unité de G.

-     Valeur de la constante gravitationnelle G

-      Il est dit dans l’énoncé que F G = P.

-      

-      Unité : N . m2 . kg – 2

3)- Calculer la valeur du poids P’ de l’homme au sommet du Mont blanc

(h = 4809 m ).

-    Poids de l’homme au sommet du Mont Blanc :

-       

-    On peut faire le calcul avec la valeur de G donnée dans l’énoncé :

-       

 

VI- Un peu d’électrostatique.

On électrise par frottement une règle en verre puis on approche cette règle d’un

 pendule électrostatique.

1)- Décrire le phénomène observé et expliquer. (On peut faire des schémas)

-        Le pendule est attiré par la règle frottée avec de la laine.

-    Il s’électrise par influence. 

-        Il y a une nouvelle répartition des charges au niveau de la surface conductrice

 du pendule. 

-        La partie en regard de la règle de verre se charge négativement alors que la

 partie opposée se charge positivement. 

-        Cela est dû à un transfert d’électrons.

-    Si l’influence de la règle frottée cesse, l’électrisation par influence disparaît.

-        Globalement, le pendule est électriquement neutre, mais il est attiré par

la règle frottée car il y a en présence des charges de signe est contraire.

2)- On met ensuite la règle en contact avec le pendule. Qu’observe-t-on ?

Expliquer. (Idem)

-        Au cours du contact, il y a un transfert d’électrons du pendule vers la partie

de la surface de contact de la règle de verre frottée (le verre est un isolant électrique).

-        Le pendule se charge positivement (il a perdu des électrons) et globalement,

la règle de verre reste chargée positivement.

-        Après contact, il y a répulsion car deux charges de même signe se repoussent.