Faire le point : Spécialité physique-chimie, Terminale

Une question par chapitre, 27 en tout, tirées des exercices corrigés du cours. Réponds à celles que tu sais faire et passe celles d'un chapitre que tu n'as pas encore vu : chaque réponse se vérifie tout de suite, et la correction s'ouvre après.

Avec ton espace gratuit, chaque réponse est gardée et ton tableau de bord range chaque chapitre : réussi au test, ou à travailler. Ce sont les mêmes questions que sur les pages des séries : une réponse donnée ici compte là-bas.

Ce que le cours suppose

Ces chapitres viennent d'une année précédente, et le cours s'appuie dessus dès les premières semaines.

Physique-chimie · Seconde · Entités chimiques et transformations

Les électrons se répartissent en sous-couches $1s$ , $2s$ , $2p$ , $3s$ , $3p$ , remplies dans cet ordre. Un atome gagne ou perd des électrons pour atteindre la structure stable du gaz noble le plus proche.

a) Écrivez la configuration électronique de l'atome de sodium ( $Z=11$ ), de l'atome de chlore ( $Z=17$ ) et de l'atome de magnésium ( $Z=12$ ).

Voir la correction

Réponse

a) Na : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1$ ; Cl : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$ ; Mg : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2$

a) Sodium, $11$ électrons : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^1$ . Chlore, $17$ électrons : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2\,3p^5$ . Magnésium, $12$ électrons : $1s^2\,2s^2\,2p^6\,3s^2$ . Le contrôle à faire systématiquement : la somme des exposants doit redonner $Z$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Mathématiques · Première · La dérivation

On considère $f(x)=\frac{2x+1}{x-3}$ et $g(x)=\frac{x^2+1}{x}$ .

La formule du quotient, $\left(\frac{u}{v}\right)'=\frac{u'v-uv'}{v^2}$ , n'est pas symétrique : l'ordre des deux termes du numérateur compte, contrairement à celle du produit.

a) Donnez l'ensemble de définition de $f$ , puis calculez $f'(x)$ et simplifiez.

Voir la correction

Réponse

a) $\mathbb{R}\setminus\{3\}$ ; $f'(x)=\frac{-7}{(x-3)^{2}}$

a) $f$ est définie sur $\mathbb{R}$ privé de $3$ , valeur qui annule le dénominateur. Avec $u=2x+1$ et $v=x-3$ , donc $u'=2$ et $v'=1$ : $f'(x)=\frac{2(x-3)-(2x+1)\times 1}{(x-3)^2}=\frac{2x-6-2x-1}{(x-3)^2}=\frac{-7}{(x-3)^2}$ . Le piège est la soustraction : il faut distribuer le signe moins sur tout le second produit, faute de quoi on trouve $\frac{4x-5}{(x-3)^2}$ , qui est faux.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Mathématiques · Première · La trigonométrie

Donnez les valeurs exactes demandées, en précisant à chaque fois le quadrant du point associé.

b) $\cos\frac{5\pi}{6}$ et $\sin\frac{5\pi}{6}$ .

Voir la correction

Réponse

b) $-\frac{\sqrt{3}}{2}$ et $\frac{1}{2}$ (deuxième quadrant)

b) On écrit $\frac{5\pi}{6}=\pi-\frac{\pi}{6}$ , donc le point est le symétrique de celui de $\frac{\pi}{6}$ par rapport à l'axe des ORDONNÉES, dans le deuxième quadrant. L'abscisse change de signe et l'ordonnée est conservée : $\cos\frac{5\pi}{6}=-\cos\frac{\pi}{6}=-\frac{\sqrt{3}}{2}$ et $\sin\frac{5\pi}{6}=\sin\frac{\pi}{6}=\frac{1}{2}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Physique-chimie · Première · Mouvement, Newton et champs

Deux charges ponctuelles $q_{A}$ et $q_{B}$ séparées d'une distance $d$ exercent l'une sur l'autre une force de norme $F=k\dfrac{\left|q_{A}q_{B}\right|}{d^{2}}$ , avec $k=8{,}99\times 10^{9}\ \mathrm{N\cdot m^{2}\cdot C^{-2}}$ .

Le schéma ci-dessous représente la situation de la question a).

a) Calculez la force entre $q_{A}=+2{,}0\ \mathrm{\mu C}$ et $q_{B}=-3{,}0\ \mathrm{\mu C}$ distantes de $15\ \mathrm{cm}$ , et précisez si elle est attractive ou répulsive.

Voir la correction

Réponse

a) $F=2{,}40$ N, attractive

a) $F=8{,}99\times 10^{9}\times\dfrac{2{,}0\times 10^{-6}\times 3{,}0\times 10^{-6}}{0{,}15^{2}}=\dfrac{5{,}39\times 10^{-2}}{2{,}25\times 10^{-2}}=2{,}40\ \mathrm{N}$ . Les charges étant de signes opposés, la force est attractive.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Physique-chimie · Première · Avancement et dosages

On étudie une espèce colorée par spectrophotométrie, à la longueur d'onde de son maximum d'absorption, avec une cuve d'épaisseur $\ell=1{,}0\ \mathrm{cm}$ .

Trois solutions étalons donnent les absorbances portées sur le graphique ci-dessous.

a) Énoncez la loi de Beer-Lambert en précisant chaque grandeur et son unité.

Voir la correction

Réponse

a) $A=\varepsilon\ell c$ , $\varepsilon$ en $\mathrm{L\cdot mol^{-1}\cdot cm^{-1}}$

a) La loi s'écrit $A=\varepsilon\,\ell\,c$ , où $A$ est l'absorbance, une grandeur sans unité ; $\varepsilon$ est le coefficient d'absorption molaire en $\mathrm{L\cdot mol^{-1}\cdot cm^{-1}}$ , caractéristique de l'espèce ET de la longueur d'onde ; $\ell$ est l'épaisseur de solution traversée en $\mathrm{cm}$ ; et $c$ la concentration en $\mathrm{mol/L}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Physique-chimie · Première · Décrire un fluide au repos

Un fluide exerce sur toute surface plane $S$ en contact avec lui une force PRESSANTE, perpendiculaire à la surface, dirigée du fluide vers la surface, de valeur $F=P\cdot S$ , avec $P$ en pascals, $S$ en mètres carrés et $F$ en newtons.

En fonctionnement, un autocuiseur contient de la vapeur d'eau et de l'air à la pression absolue $P_{int}=1{,}80\times 10^{5}\ \mathrm{Pa}$ ; dehors, l'air est à $P_{atm}=1{,}01\times 10^{5}\ \mathrm{Pa}$ . Le couvercle est un disque de diamètre $D=22{,}0\ \mathrm{cm}$ . La soupape est une masselotte posée sur un conduit vertical de diamètre intérieur $d=3{,}0\ \mathrm{mm}$ : elle se soulève dès que la pression intérieure atteint $P_{int}$ . On prend $g=9{,}81\ \mathrm{N\cdot kg^{-1}}$ . La figure montre quelques forces pressantes exercées par le gaz intérieur.

a) Calculez l'aire du couvercle en mètres carrés, puis la force pressante exercée par le gaz intérieur sur le couvercle.

Voir la correction

Réponse

a) $S=3{,}80\times 10^{-2}\ \mathrm{m^{2}}$ et $F_{int}=6{,}84\times 10^{3}\ \mathrm{N}$

a) Le rayon vaut $0{,}110\ \mathrm{m}$ , donc $S=\pi\times 0{,}110^{2}=3{,}80\times 10^{-2}\ \mathrm{m^{2}}$ . La force exercée par le gaz intérieur est $F_{int}=P_{int}\cdot S=1{,}80\times 10^{5}\times 3{,}80\times 10^{-2}=6{,}84\times 10^{3}\ \mathrm{N}$ . Deux erreurs coûtent la question : prendre le diamètre au lieu du rayon (aire quatre fois trop grande) et garder les centimètres ( $\pi\times 11{,}0^{2}=380$ , un nombre en $\mathrm{cm^{2}}$ qui, multiplié par des pascals, ne donne pas des newtons). La relation $F=P\cdot S$ n'est cohérente qu'en unités du système international.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Physique-chimie · Première · Oxydo-réduction et titrages

Un oxydant capte un ou plusieurs électrons, un réducteur en cède. Un couple se note $\mathrm{Ox/Red}$ .

On considère les couples $\mathrm{MnO_{4}^{-}/Mn^{2+}}$ , $\mathrm{Fe^{3+}/Fe^{2+}}$ et $\mathrm{I_{2}/I^{-}}$ .

b) Écrivez la demi-équation électronique du couple $\mathrm{Fe^{3+}/Fe^{2+}}$ , puis celle du couple $\mathrm{I_{2}/I^{-}}$ .

Voir la correction

Réponse

b) $\mathrm{Fe^{3+}+e^{-}=Fe^{2+}}$ ; $\mathrm{I_{2}+2\,e^{-}=2\,I^{-}}$

b) $\mathrm{Fe^{3+}+e^{-}=Fe^{2+}}$ et $\mathrm{I_{2}+2\,e^{-}=2\,I^{-}}$ . Le coefficient 2 devant l'ion iodure est imposé par la conservation de l'élément iode.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Physique-chimie · Première · Énergie et circuits

L'énergie cinétique d'un système de masse $m$ animé de la vitesse $v$ vaut $E_{c}=\dfrac{1}{2}mv^{2}$ . Le théorème de l'énergie cinétique énonce que sa variation est égale à la somme des travaux des forces appliquées.

On considère une voiture de masse $m=1200\ \mathrm{kg}$ .

a) Calculez son énergie cinétique à $50\ \mathrm{km/h}$ , puis à $100\ \mathrm{km/h}$ .

Voir la correction

Réponse

a) $1{,}16\times 10^{5}$ J et $4{,}63\times 10^{5}$ J

a) À $50\ \mathrm{km/h}$ , soit $\dfrac{50}{3{,}6}=13{,}9\ \mathrm{m/s}$ : $E_{c}=0{,}5\times 1200\times 13{,}9^{2}=1{,}16\times 10^{5}\ \mathrm{J}$ . À $100\ \mathrm{km/h}$ , soit $27{,}8\ \mathrm{m/s}$ : $E_{c}=0{,}5\times 1200\times 27{,}8^{2}=4{,}63\times 10^{5}\ \mathrm{J}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Les chapitres du cours

Dans l'ordre du cours.

Chapitre 1 · Mouvement dans un champ uniforme

Dans un repère fixe, le mouvement d'un point est décrit par son vecteur position $\overrightarrow{OM}(t)$ . Le vecteur vitesse en est la dérivée, et le vecteur accélération la dérivée du vecteur vitesse.

Un mobile a pour équations horaires $x(t)=4{,}0\,t$ et $y(t)=3{,}0\,t-4{,}9\,t^{2}$ , en mètres et secondes.

a) Donnez les coordonnées du vecteur vitesse à l'instant $t$ .

Voir la correction

Réponse

a) $v_{x}=4{,}0$ m/s, $v_{y}=3{,}0-9{,}8t$

a) On dérive chaque coordonnée par rapport au temps : $v_{x}(t)=4{,}0\ \mathrm{m/s}$ et $v_{y}(t)=3{,}0-9{,}8\,t\ \mathrm{m/s}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 2 · Cinétique chimique

On décompose $100{,}0\ \mathrm{mL}$ d'une solution d'eau oxygénée à $0{,}100\ \mathrm{mol/L}$ selon $\mathrm{2\,H_{2}O_{2}\longrightarrow 2\,H_{2}O+O_{2}}$ , en présence d'un catalyseur. On recueille le dioxygène formé et on mesure son volume au cours du temps.

Le volume molaire dans les conditions de l'expérience vaut $V_{m}=24{,}0\ \mathrm{L/mol}$ .

b) Déterminez le volume de dioxygène recueilli lorsque la transformation est totale.

Voir la correction

Réponse

b) $V_{\infty}=120$ mL

b) D'après l'équation, deux moles de peroxyde donnent une mole de dioxygène, donc $n\left(\mathrm{O_{2}}\right)=\dfrac{1{,}00\times 10^{-2}}{2}=5{,}00\times 10^{-3}\ \mathrm{mol}$ . Le volume vaut $V=5{,}00\times 10^{-3}\times 24{,}0=0{,}120\ \mathrm{L}$ , soit $120\ \mathrm{mL}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 3 · Déterminer la composition d'un système : lois, spectres et domaines de validité

Les schémas de Lewis ci-dessous sont ceux de l'acide méthanoïque, présent dans le venin des fourmis et les poils d'ortie, et de l'éthylamine, une amine à l'odeur ammoniacale. Un trait entre deux atomes est un doublet liant, un trait posé contre un seul atome est un doublet non liant. Numéros atomiques : $\mathrm{H}$ : $1$ ; $\mathrm{C}$ : $6$ ; $\mathrm{N}$ : $7$ ; $\mathrm{O}$ : $8$ .

L'acide méthanoïque appartient au couple $\mathrm{HCOOH/HCOO^{-}}$ , l'éthylamine au couple $\mathrm{C_{2}H_{5}NH_{3}^{+}/C_{2}H_{5}NH_{2}}$ .

a) Pour l'acide méthanoïque, comptez les doublets liants et les doublets non liants. Vérifiez le total à partir des électrons de valence des atomes.

Voir la correction

Réponse

a) $5$ doublets liants et $4$ non liants, soit $9$ doublets ; $2\times 1+4+2\times 6=18$ électrons de valence

a) Sur le schéma : $\mathrm{H{-}C}$ , la double liaison $\mathrm{C{=}O}$ qui compte pour deux doublets, $\mathrm{C{-}O}$ et $\mathrm{O{-}H}$ , soit $5$ doublets liants ; chaque oxygène porte deux doublets non liants, soit $4$ . Total : $9$ doublets, donc $18$ électrons. Vérification : les électrons de valence sont $1$ par hydrogène, $4$ pour le carbone ( $1s^{2}2s^{2}2p^{2}$ ), $6$ par oxygène ( $1s^{2}2s^{2}2p^{4}$ ), soit $2\times 1+4+2\times 6=18$ . Chaque atome respecte sa règle : le carbone et les oxygènes sont entourés de quatre doublets (octet), les hydrogènes d'un seul (duet). Ce décompte est le contrôle qui attrape une double liaison oubliée ou un doublet en trop.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 4 · Spectroscopie infrarouge et UV-visible : lire un spectre, identifier, doser

Quatre flacons ont perdu leur étiquette. Ils contiennent, dans le désordre, l'acide pentanoïque $\mathrm{CH_{3}{-}(CH_{2})_{3}{-}COOH}$ , l'éthanoate de propyle $\mathrm{CH_{3}{-}COO{-}(CH_{2})_{2}{-}CH_{3}}$ , la pentan-1-amine $\mathrm{CH_{3}{-}(CH_{2})_{4}{-}NH_{2}}$ et la pentan-2-one $\mathrm{CH_{3}{-}CO{-}(CH_{2})_{2}{-}CH_{3}}$ . Les spectres des quatre liquides sont donnés ci-dessous, avec les valeurs relevées sur les bandes utiles.

Liaison	Nombre d'onde (cm⁻¹)	Allure de la bande
O-H d'un acide carboxylique	2500 à 3200	forte et très large, englobe les C-H
N-H d'une amine	3300 à 3500	fine : deux bandes pour NH₂, une pour NH
C-H d'un carbone saturé	2800 à 3000	forte, plusieurs pics
C=O d'un ester	1735 à 1750	forte et fine
C=O d'une cétone	1705 à 1725	forte et fine
C=O d'un acide carboxylique	1700 à 1725	forte et fine

b) Identifiez le spectre de la molécule azotée. Justifiez le nombre de bandes observées au-dessus de $3000\ \mathrm{cm^{-1}}$ .

Voir la correction

Réponse

b) Spectre A : l'azote porte deux hydrogènes, donc deux bandes $\mathrm{N{-}H}$ à $3370$ et $3290\ \mathrm{cm^{-1}}$

b) Seule la pentan-1-amine contient de l'azote. La table prévoit des bandes fines $\mathrm{N{-}H}$ dans le domaine $3300$ à $3500\ \mathrm{cm^{-1}}$ . Seul le spectre A en porte, à $3370\ \mathrm{cm^{-1}}$ et $3290\ \mathrm{cm^{-1}}$ . On compte les hydrogènes portés par l'azote : le groupe $\mathrm{{-}NH_{2}}$ en a deux, d'où deux bandes. Piège : compter tous les hydrogènes de la molécule. Les treize hydrogènes de cette amine ne sont pas tous sur l'azote, et seuls ceux de l'azote donnent une bande $\mathrm{N{-}H}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 5 · La décroissance radioactive : demi-vie, activité et datation

On donne quelques numéros atomiques : $\mathrm{Ne}$ ( $Z=10$ ), $\mathrm{Ni}$ ( $Z=28$ ), $\mathrm{Pb}$ ( $Z=82$ ), $\mathrm{Po}$ ( $Z=84$ ), $\mathrm{Rn}$ ( $Z=86$ ), $\mathrm{Ra}$ ( $Z=88$ ), $\mathrm{U}$ ( $Z=92$ ).

Chaque équation s'écrit avec les deux lois de conservation, celle du nombre de nucléons et celle de la charge, puis l'élément se lit dans la liste à partir de son seul numéro atomique.

Le schéma ci-dessous représente la situation.

a) Le polonium 210 est un émetteur $\alpha$ . Écrivez l'équation et donnez $A$ et $Z$ du noyau fils.

Voir la correction

Réponse

a) $^{210}_{84}\mathrm{Po}\rightarrow\,^{206}_{82}\mathrm{Pb}+\,^{4}_{2}\mathrm{He}$

a) $^{210}_{84}\mathrm{Po}\rightarrow\,^{206}_{82}\mathrm{Pb}+\,^{4}_{2}\mathrm{He}$ . Nucléons : $210=A+4$ , donc $A=206$ . Charge : $84=Z+2$ , donc $Z=82$ , le plomb. Une émission $\alpha$ fait reculer de deux cases dans la classification, et c'est ce recul qu'on oublie quand on écrit $Z=84$ par réflexe.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 6 · Équilibre et quotient de réaction

Le graphique montre l'évolution du quotient de réaction de deux systèmes contenant les mêmes espèces, à la même température, mais préparés différemment. La constante d'équilibre de la réaction vaut $K=4{,}0$ .

b) Pour chacun, précisez le sens d'évolution et justifiez par le critère.

Voir la correction

Réponse

b) $0<K$ : direct ; $12>K$ : indirect

b) Pour le premier, $Q_{r,i}=0<K=4{,}0$ , donc évolution dans le sens DIRECT : $Q_{r}$ croît, les produits se forment. Pour le second, $Q_{r,i}=12>K$ , donc évolution dans le sens INDIRECT : $Q_{r}$ décroît, les réactifs se reforment.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 7 · Satellites et lois de Kepler

Kepler a énoncé trois lois décrivant le mouvement des planètes autour du Soleil, avant même que Newton n'en donne l'explication.

a) Énoncez la première loi et précisez ce qu'elle remplace dans le modèle antérieur.

Voir la correction

Réponse

a) Ellipse, Soleil à un foyer

a) Première loi, dite loi des orbites : dans le référentiel héliocentrique, chaque planète décrit une ELLIPSE dont le Soleil occupe l'un des foyers. Elle remplace les cercles et les épicycles du modèle de Ptolémée, et même les cercles que Copernic avait conservés : c'est l'abandon du dogme de la circularité, qui avait tenu deux millénaires.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 8 · Fluides : révision de la statique de Première, puis Archimède et écoulement

Dans un fluide incompressible au repos, la pression augmente avec la profondeur selon $p_{B}-p_{A}=\rho\,g\,(z_{A}-z_{B})$ , où $z$ est l'altitude comptée vers le haut.

Pour deux points à des profondeurs $h_{A}$ et $h_{B}$ sous la surface, cela s'écrit plus simplement $p_{B}-p_{A}=\rho\,g\,(h_{B}-h_{A})$ .

Données : $\rho_{eau}=1{,}00\times 10^{3}\ \mathrm{kg\cdot m^{-3}}$ , $g=9{,}81\ \mathrm{N\cdot kg^{-1}}$ , $p_{0}=1{,}013\times 10^{5}\ \mathrm{Pa}$ .

Révision du programme de Première : la description d'un fluide au repos.

a) Calculez la pression à $3{,}0\ \mathrm{m}$ de profondeur dans une piscine.

Voir la correction

Réponse

a) $p=1{,}31\times 10^{5}$ Pa

a) $p=p_{0}+\rho\,g\,h=1{,}013\times 10^{5}+1{,}00\times 10^{3}\times 9{,}81\times 3{,}0=1{,}013\times 10^{5}+2{,}94\times 10^{4}=1{,}31\times 10^{5}\ \mathrm{Pa}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 9 · Modéliser l'écoulement d'un fluide : Archimède et Bernoulli

Un ballon de fête sphérique, de rayon $R=15{,}0\ \mathrm{cm}$ , est gonflé à l'hélium. Son enveloppe a une masse de $3{,}0\ \mathrm{g}$ et l'on néglige son volume devant celui du gaz.

Données : air $\rho_{air}=1{,}20\ \mathrm{kg\cdot m^{-3}}$ , hélium du ballon $\rho_{He}=0{,}170\ \mathrm{kg\cdot m^{-3}}$ , $g=9{,}81\ \mathrm{N\cdot kg^{-1}}$ . Volume d'une boule : $\dfrac{4}{3}\pi R^{3}$ .

a) Calculez le volume du ballon, en litres, et la valeur de la poussée d'Archimède que l'air exerce sur lui.

Voir la correction

Réponse

a) $V\approx 1{,}41\times 10^{-2}\ \mathrm{m^{3}}=14{,}1\ \mathrm{L}$ ; $\Pi\approx 0{,}166\ \mathrm{N}$

a) $V=\dfrac{4}{3}\pi R^{3}=\dfrac{4}{3}\pi\times 0{,}150^{3}\approx 1{,}414\times 10^{-2}\ \mathrm{m^{3}}$ , soit $14{,}1\ \mathrm{L}$ . Le ballon est entièrement plongé dans l'air, fluide lui aussi : $\Pi=\rho_{air}\,V\,g=1{,}20\times 1{,}414\times 10^{-2}\times 9{,}81\approx 0{,}166\ \mathrm{N}$ . La masse volumique à mettre dans la formule est celle du fluide EXTÉRIEUR, l'air, jamais celle de l'hélium : la poussée ne sait pas ce qu'il y a dans le ballon.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 10 · Acide-base, pKa et titrages

Un nettoyant ménager contient de l'ammoniac. On en prélève $20{,}0\ \mathrm{mL}$ , préalablement dilués au dixième, que l'on titre par de l'acide chlorhydrique à $0{,}100\ \mathrm{mol/L}$ . L'équivalence est obtenue pour $15{,}0\ \mathrm{mL}$ .

On donne $\mathrm{p}K_{A}\left(\mathrm{NH_{4}^{+}/NH_{3}}\right)=9{,}20$ et $M\left(\mathrm{NH_{3}}\right)=17{,}0\ \mathrm{g/mol}$ .

Le schéma ci-dessous représente le montage.

b) Calculez la concentration en ammoniac de la solution diluée, puis celle du produit commercial.

Voir la correction

Réponse

b) $7{,}50\times 10^{-2}$ mol/L ; produit $0{,}750$ mol/L

b) À l'équivalence, $n\left(\mathrm{NH_{3}}\right)=n\left(\mathrm{H_{3}O^{+}}\right)=0{,}100\times 0{,}0150=1{,}50\times 10^{-3}\ \mathrm{mol}$ . La solution diluée a donc pour concentration $\dfrac{1{,}50\times 10^{-3}}{0{,}0200}=7{,}50\times 10^{-2}\ \mathrm{mol/L}$ . Le produit commercial, dix fois plus concentré, titre $0{,}750\ \mathrm{mol/L}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 11 · Ondes, Doppler et interférences

Dans un dispositif des fentes de Young, deux fentes distantes de $b=0{,}30\ \mathrm{mm}$ sont éclairées par un laser. L'écran est à $D=2{,}50\ \mathrm{m}$ .

On mesure la distance séparant la première et la onzième frange brillante : $52{,}8\ \mathrm{mm}$ .

a) Combien d'interfranges séparent la première et la onzième frange brillante ? Calculez l'interfrange.

Voir la correction

Réponse

a) $10$ interfranges, $i=5{,}28$ mm

a) De la première à la onzième frange, il y a $11-1=10$ intervalles, et non 11. L'interfrange vaut donc $i=\dfrac{52{,}8}{10}=5{,}28\ \mathrm{mm}$ . Compter les franges plutôt que les intervalles est l'erreur classique, et elle fausse le résultat de dix pour cent.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 12 · Piles et électrolyse

La quantité d'électricité qui traverse un circuit pendant une durée $\Delta t$ à intensité constante vaut $Q=I\Delta t$ , en coulombs.

Elle est reliée à la quantité de matière d'électrons échangés par $Q=n\left(e^{-}\right)\times F$ , où $F=9{,}65\times 10^{4}\ \mathrm{C/mol}$ est la constante de Faraday.

Le schéma ci-dessous représente le montage.

a) Une pile débite $I=0{,}150\ \mathrm{A}$ pendant $2{,}0\ \mathrm{h}$ . Calculez la quantité d'électricité débitée.

Voir la correction

Réponse

a) $Q=1{,}08\times 10^{3}$ C

a) $\Delta t=2{,}0\ \mathrm{h}=7200\ \mathrm{s}$ , donc $Q=0{,}150\times 7200=1{,}08\times 10^{3}\ \mathrm{C}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 13 · La lunette astronomique : grossissement et cercle oculaire

La figure représente une lunette afocale, non à l'échelle, et un faisceau de trois rayons parallèles issus d'un point $B$ d'un objet à l'infini, situé au-dessus de l'axe. Le rayon du milieu passe par le centre optique $O_{1}$ de l'objectif.

On cherche à compléter le trajet des trois rayons jusqu'à la sortie de l'oculaire.

a) Après l'objectif, où les trois rayons convergent-ils ?

Voir la correction

Réponse

a) En $B_{1}$ , dans le plan focal image de l'objectif

a) Des rayons parallèles entre eux convergent, après une lentille convergente, en un point du PLAN FOCAL IMAGE. Les trois rayons se croisent donc en un point $B_{1}$ du plan focal image de l'objectif, au-dessous de l'axe, puisque le faisceau descend vers la droite.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 14 · L'effet photoélectrique : photon, seuil et cellule photovoltaïque

Une lampe germicide, utilisée pour désinfecter l'eau, émet un rayonnement ultraviolet de longueur d'onde $254\ \mathrm{nm}$ . Un laser industriel de découpe émet dans l'infrarouge lointain, à $10{,}6\ \mathrm{\mu m}$ .

Données : $h=6{,}63\times 10^{-34}\ \mathrm{J\cdot s}$ ; $c=3{,}00\times 10^{8}\ \mathrm{m\cdot s^{-1}}$ ; $1\ \mathrm{eV}=1{,}60\times 10^{-19}\ \mathrm{J}$ .

a) Calculez l'énergie d'un photon ultraviolet de la lampe, en joules puis en électronvolts.

Voir la correction

Réponse

a) $E=7{,}83\times 10^{-19}$ J $=4{,}89$ eV

a) $E=\dfrac{hc}{\lambda}=\dfrac{6{,}63\times 10^{-34}\times 3{,}00\times 10^{8}}{254\times 10^{-9}}=7{,}83\times 10^{-19}\ \mathrm{J}$ . En électronvolts : $\dfrac{7{,}83\times 10^{-19}}{1{,}60\times 10^{-19}}=4{,}89\ \mathrm{eV}$ . La longueur d'onde doit être en MÈTRES : $254\ \mathrm{nm}=254\times 10^{-9}\ \mathrm{m}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 15 · Synthèse organique et mécanismes

Une synthèse comporte trois étapes de rendements respectifs $85$ , $70$ et $90$ pour cent.

Le graphique montre comment le rendement global s'effondre avec le nombre d'étapes, pour deux valeurs du rendement par étape.

a) Calculez le rendement global de cette synthèse à trois étapes.

Voir la correction

Réponse

a) $53{,}6$ %

a) Les rendements se MULTIPLIENT : $\eta=0{,}85\times 0{,}70\times 0{,}90=0{,}536$ , soit $53{,}6$ pour cent. Un peu plus de la moitié seulement de la matière engagée arrive au bout, alors qu'aucune étape n'est mauvaise prise isolément.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 16 · Transferts thermiques

Le premier principe énonce que la variation d'énergie interne d'un système fermé est égale à la somme des transferts thermiques et des travaux reçus : $\Delta U=Q+W$ .

c) Un système reçoit $500\ \mathrm{J}$ par transfert thermique et fournit $200\ \mathrm{J}$ de travail à l'extérieur. Calculez la variation de son énergie interne.

Voir la correction

Réponse

c) $\Delta U=+300$ J

c) Le système REÇOIT $500\ \mathrm{J}$ donc $Q=+500\ \mathrm{J}$ , et il FOURNIT $200\ \mathrm{J}$ donc $W=-200\ \mathrm{J}$ . Ainsi $\Delta U=500-200=+300\ \mathrm{J}$ : son énergie interne augmente de $300\ \mathrm{J}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 17 · Stratégies de synthèse et polymères

Un polymère est une macromolécule formée par la répétition d'un grand nombre de fois d'un même groupe d'atomes, le MOTIF. Dans cet exercice, on appelle motif le groupe d'atomes issu d'UNE molécule de monomère, et degré de polymérisation $n$ le nombre de motifs d'une chaîne.

La figure montre un fragment de chaîne du polychlorure de vinyle, le PVC, utilisé pour les canalisations, les menuiseries de fenêtres et les gaines de câbles ; les pointillés signalent que la chaîne continue des deux côtés. On donne $M(\mathrm{C})=12{,}0$ , $M(\mathrm{H})=1{,}0$ , $M(\mathrm{Cl})=35{,}5$ et $M(\mathrm{F})=19{,}0\ \mathrm{g/mol}$ .

a) Identifiez le motif du PVC, puis le monomère dont il provient.

Voir la correction

Réponse

a) Motif $\mathrm{{-}CH_{2}{-}CHCl{-}}$ ; monomère : chloroéthène $\mathrm{CH_{2}{=}CHCl}$

a) On cherche le plus petit enchaînement qui, recopié bout à bout, redonne toute la chaîne. Sur la figure, un carbone sur deux porte un atome de chlore : l'enchaînement $\mathrm{{-}CH_{2}{-}CHCl{-}}$ se répète. C'est le motif. Pour retrouver le monomère d'une polyaddition, on referme le motif sur lui-même : les deux liaisons ouvertes aux extrémités du motif se rejoignent en une double liaison $\mathrm{C{=}C}$ , ce qui donne le chloroéthène $\mathrm{CH_{2}{=}CHCl}$ , appelé chlorure de vinyle dans l'industrie, d'où le nom du polymère. Le piège est de prendre pour motif $\mathrm{{-}CHCl{-}CHCl{-}}$ : ce motif mettrait deux chlores côte à côte, ce que la figure ne montre nulle part. Le motif se lit sur le dessin, il ne se devine pas sur le nom.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 18 · Le dipôle RC : charge, décharge et constante de temps

Un condensateur est constitué de deux armatures conductrices séparées par un isolant. Il accumule une charge $q$ proportionnelle à la tension entre ses bornes : $q=C\,u$ , où $C$ est la capacité, en farads.

En convention récepteur, l'intensité qui le traverse vaut $i=\dfrac{\mathrm{d}q}{\mathrm{d}t}=C\,\dfrac{\mathrm{d}u}{\mathrm{d}t}$ .

Le circuit ci-dessous associe un générateur idéal de tension $E=6{,}0\ \mathrm{V}$ , un conducteur ohmique $R=10\ \mathrm{k\Omega}$ et un condensateur $C=4{,}7\ \mathrm{\mu F}$ .

a) Le condensateur est chargé sous $6{,}0\ \mathrm{V}$ . Calculez la charge accumulée sur son armature positive.

Voir la correction

Réponse

a) $q=2{,}8\times 10^{-5}$ C

a) $q=C\,u=4{,}7\times 10^{-6}\times 6{,}0=2{,}8\times 10^{-5}\ \mathrm{C}$ , soit $28\ \mathrm{\mu C}$ . L'armature négative porte la charge opposée, la charge totale du condensateur restant nulle.

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Chapitre 19 · Oscillateurs mécaniques

Pour le bloc-ressort de l'exercice 2, lancé avec une amplitude $X_{m}=8{,}0\ \mathrm{cm}$ , on a $E_{p}=\dfrac{1}{2}kx^{2}$ et $E_{c}=\dfrac{1}{2}mv^{2}$ .

Le graphique donne les deux énergies et leur somme en fonction du temps.

a) Calculez l'énergie mécanique de l'oscillateur et vérifiez la lecture graphique.

Voir la correction

Réponse

a) $E_{m}=0{,}128$ J

a) À l'amplitude, la vitesse est nulle et toute l'énergie est potentielle : $E_{m}=\dfrac{1}{2}kX_{m}^{2}=0{,}5\times 40{,}0\times 0{,}080^{2}=0{,}128\ \mathrm{J}$ . Le graphique montre bien la droite horizontale à $0{,}128\ \mathrm{J}$ .

L'exercice complet, avec toutes ses questions →

La série du chapitre · la fiche de révision

Et maintenant ?

Ton tableau de bord range chaque chapitre selon tes réponses et te dit par où commencer. Une date d'examen en tête ? Note-la sur la carte du cours : il en tire un plan, jour après jour.

Voir mon bilan dans mon espace →

Site par Studio Squalli