Exercice 1 : Modele de l'atome (4 pts)
L'atome de carbone a pour numero atomique Z = 6 et pour nombre de masse A = 12.
- Combien de protons possede le noyau de l'atome de carbone ?
- Combien de neutrons possede-t-il ?
- Combien d'electrons gravitent autour du noyau ?
- L'ion carbure C⁴⁻ a-t-il gagne ou perdu des electrons ? Combien ?
Correction
- 6 protons (Z = nombre de protons).
- 6 neutrons (N = A - Z = 12 - 6 = 6).
- 6 electrons (atome neutre : nb electrons = nb protons).
- L'ion C⁴⁻ porte 4 charges negatives, il a donc gagne 4 electrons (10 electrons au total).
Exercice 2 : Equilibrer une equation (4 pts)
La combustion du methane CH₄ dans le dioxygene O₂ produit du dioxyde de carbone CO₂ et de l'eau H₂O.
- Ecrire l'equation non equilibree.
- Equilibrer l'equation.
- Nommer les reactifs et les produits.
- Cette reaction est-elle exothermique ou endothermique ? Justifier.
Correction
- CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
- CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Verification : C(1=1), H(4=4), O(4=4) ✓
- Reactifs : methane et dioxygene. Produits : dioxyde de carbone et eau.
- Exothermique : une combustion libere de l'energie sous forme de chaleur et de lumiere (flamme).
Exercice 3 : Solutions et concentration (5 pts)
On dissout 10 g de sel (NaCl) dans 500 mL d'eau.
- Quel est le solvant ? Le solute ?
- Calculer la concentration massique de la solution.
- On preleve 100 mL de cette solution. Quelle masse de sel contient ce prelevement ?
- On dilue les 100 mL a 1 L. Quelle est la nouvelle concentration ?
- Le pH de la solution est 7. La solution est-elle acide, neutre ou basique ?
Correction
- Solvant : eau. Solute : sel (NaCl).
- c = m/V = 10/0,5 = 20 g/L.
- m = c × V = 20 × 0,1 = 2 g.
- Nouvelle c = 2/1 = 2 g/L (facteur de dilution 10).
- pH = 7 : la solution est neutre.
Exercice 4 : Tests d'identification (4 pts)
Un gaz inconnu est produit lors d'une reaction chimique. On realise deux tests.
- On approche une allumette : on entend un « pop ». Quel est le gaz ?
- Comment aurait-on identifie le dioxyde de carbone ?
- Comment teste-t-on la presence d'eau ?
- Comment identifie-t-on le dioxygene ?
Correction
- Le « pop » identifie le dihydrogene H₂.
- On fait barboter le gaz dans de l'eau de chaux : si elle se trouble, c'est du CO₂.
- On depose un peu de liquide sur du sulfate de cuivre anhydre (blanc) : s'il devient bleu, c'est de l'eau.
- On approche une buchette incandescente : si elle se ravive (flamme plus vive), c'est du O₂.
Exercice 5 : Conservation de la masse (3 pts)
On melange 5 g de fer avec 3 g de soufre et on chauffe. On obtient du sulfure de fer.
- Ecrire l'equation : Fe + S → FeS.
- Quelle est la masse de sulfure de fer obtenu ? Justifier par la loi de Lavoisier.
- Si on fait reagir 7 g de fer avec 4 g de soufre, obtient-on 11 g de FeS ? Justifier.
Correction
- Fe + S → FeS (deja equilibree : 1 Fe et 1 S de chaque cote).
- 8 g. Loi de Lavoisier : « Rien ne se perd, rien ne se cree ». Masse reactifs = masse produits : 5 + 3 = 8 g.
- Non, car les proportions stoechiometriques ne sont pas forcement respectees. Un des reactifs peut etre en exces et ne pas reagir entierement. La masse de FeS sera inferieure ou egale a 11 g, le reste etant du reactif en exces.
