Transcript Lycée Agbodrafo - bien etudier . com

DRE-MARITIME
Lycée Agbodrafo (Lacs)
Année Scolaire 2013-2014
Classe : Tle D ; Durée : 3 Heures
DEVOIR SURVEILLE DU PREMIER SEMESTRE
Epreuve de Sciences Physiques
Exercice 1
On considère un composé organique A comportant du carbone, de l’hydrogène et de l’oxygène.
1- On introduit une masse de A dans un tube avec du sodium en excès. Il se produit un dégagement de
dihydrogène.
a) Quelle est la fonction chimique de A ?
b) Ecrire l’équation-bilan de cette réaction en utilisant la formule générale de la famille du composé
A.
c) L’oxydation de A par un volume
= 180 ℓ d’une solution acidifiée de dichromate de potassium
= 0,2
. ℓ a donné deux produits B et C. Le produit réagit avec la liqueur de
de concentration
Fehling et le réactif de Tollens. Préciser les fonctions chimiques de B et C.
2- On isole le produit C, on le purifie, on le fait sécher et sa masse est
= 347 . Cette masse
est introduite dans un volume = 750
d’eau distillée. La solution S obtenue est dosée par un
volume = 263 d’une solution d’hydroxyde de sodium de concentration
= 1,5. 10
.ℓ .
a) Déterminer la concentration molaire de la solution S obtenue.
b) Déterminer la masse molaire de C.
c) Sachant que 100 de renferme 54,55 de carbone et 36,35 d’oxygène, trouver la formule brute
de C et en déduire celle de A.
d) Ecrire les formules semi-développées possibles de A et les nommer.
e) Identifier A, B et C sachant que A est un composé organique à chaine carbonée linéaire.
3- a) Déterminer la quantité de A ayant réagi avec le dichromate de potassium.
b) Ecrire l’équation-bilan de la réaction d’oxydation de A en C par les ions dichromate.
c) En déduire la masse m de A oxydée par les ions dichromate sachant que 20% de cette masse est
transformée en B.
Exercice 2
Un alcène gazeux non ramifié A, de densité par rapport à l’air d = 1,93, conduit par hydratation à un
mélange de deux composés B et C. Afin de déterminer la composition de ce mélange, on procède à sa
déshydrogénation catalytique, en l’absence de l’air sur du platine maintenu à 300 °C. Les composés B
et C alors obtenus sont condensés. Le mélange liquide recueilli est partagé en deux fractions égales.
Le dixième de la première fraction est traité par un large excès de solution de 2,4-D.N.P.H. ;
l’ensemble des précipités jaunes de même formule brute C10H12N4O4 est filtré, séché et pesé : sa masse
m est 126 g.
L’autre fraction est intégralement traitée par un large excès de liqueur de Fehling ; le précipité rouge
brique formé est filtré, séché et pesé : sa masse est 7,15 g.
1. Déterminer la masse molaire, la formule brute, la FSD et le nom de l’alcène A. (1 pt)
2. Déterminer la formule semi-développée et le nom de B et de C ; lequel d’entre eux est obtenu de
façon majoritaire ?(0,75 pt)
3. Ecrire les équations des réactions de passage de B à B et de C àC . Pourquoi a-t-on opéré en
l’absence de l’air ? (0,75 pt)
4. Déterminer la quantité de composés carbonylés ayant réagi lors du test à la 2,4-D.N.P.H.(0,5 pt)
5. Ecrire l’équation de la réaction observée avec la liqueur de Fehling. Déterminer la quantité de
composé carbonylé qu’elle a consommée. (0,75 pt)
6. Déterminer les quantités des composés B et C dans le mélange issu de l’hydratation de A. Ces
résultats confirment-ils la réponse au 2. ? (0,75 pt)
Données : MCu = 63,5 g.mol-1 ; MC = 12g.mol-1 ; MO = 16 g.mol-1 ; MN = 14 g.mol-1 ; MH = 1g.mol-1.
Exercice 3
Une bille de masse m = 30g se déplace sans frottement sur un trajet ABS représenté ci-dessous.
•
AB est un plan incliné de longueur AB = L = 50 cm faisant un angle α = 30° avec
l’horizontale.
• BC est un arc de cercle de centre O et de rayon r = 20 cm.
A t = 0 s, la bille est lâchée sans vitesse initiale au point A.
1. Donner l’expression de l’accélération de la bille sur le plan incliné. En déduire la nature du
mouvement. (0,75 pt)
2. Déterminer l’équation horaire du mouvement de la bille sur le
plan incliné (le point A étant choisi comme origine des
OC est vertical
espaces). (0,5 pt)
3. Déterminer la date et la vitesse de la bille lors de son passage au A
O
point B. (1 pt)
L = AB = 50 cm
La bille aborde la partie circulaire BS avec une vitesse VB = 2,20
m/s. la bille est repérée au point M par son abscisse angulaire
β
!.
θ = MOC
θ
α
4. Exprimer la vitesse de la bille en M en fonction de g, r, θ, α, et
! = α. (0,75 pt)
B
VB sachant que BOC
r=20 cm
$% de la bille en fonction de
5. Exprimer l’intensité de la réaction R
M
C
m, g, θ, VB et α. (0,75 pt)
6. En quel point cette réaction est-elle maximale ? justifier et
calculer cette valeur. (0,75 pt)
) =
7. Déterminer la vitesse (direction et norme) v
$%' de la bille au point S sachant que β = COS
20°. (0,75 pt)
Exercice 4
On considère une piste ABCD parfaitement lisse et contenue dans un plan vertical. La portion
AC de la piste est horizontale et la portion CD est un demi-cercle de centre O et de rayon +,
comme l’indique la figure ci-après.
On lance un solide S initialement au repos en A, en faisant agir sur lui, le log de la partie AB,
une force constante et horizontal,% . Un dispositif, non représenté sur la figure, placé en B
permet de réduire de moitié l’intensité de la force ,% qui cesse d’agir en C.
1- Déterminer, en fonction de ,, ℓ, ℓ’ et , la valeur
de la vitesse de S en C.
$$$$$%!
$$$$$$% ), établir en fonction de ,, ℓ, ℓ’,
2- Au point M défini par l’angle / = (1
, 12
, +,
et /
l’expression de :
a) La vitesse du solide.
b) L’intensité R de la réaction de la piste sur le solide.
3- En déduire, en fonction ℓ, ℓ’, , + et , la valeur minimale , de F pour que le solide S
atteigne le point D. Calculer , sachant que ℓ = 1,8 ; ℓ’ = 1 ;
= 400 ; + = 1,2
et = 10 5 .
4- On suppose maintenant que la force ,% n’agit qu’entre A et B. Quelle est la nouvelle valeur
littérale de
?
D
O
θ
S
,%
A
ℓ
M
B
ℓ’
C
Retrouvez vos épreuves sur www.bienetudier
S