Physique
chimie,
concours ITRF Lyon 2020.
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Chimie.
Exercice 1.
Donner le symbole chimique des �l�ments suivants :
Tungst�ne : W ; or : Au ; magn�sium : Mg ; h�lium : He ; �tain ; Sn.
Exercice 2.
Donner le nom des �l�ments associ�s aux symboles suivants :
Hg : mercure ; Na : sodium , Si ; silicium ; Sb : antimoine ; K : potassium.
Exercice 3.
Donner la formule semi-d�velopp�e des compos�s suivants :
sulfate de cuivre : CuSO4 ( Cu2+ , SO42-) : bichromate de potassium : K2CrO4 ; chlorure d'ammonium : NH4Cl ;
m�thanal : H2C=O ; tri�thylamine : (CH3-CH2)3 N.
Exercice 4.
Indiquer l’�tat physique des compos�s suivants � la temp�rature 25 �C et sous la pression 1 bar :
hydroxyde de sodium : solise ; HCl : gaz : diiode : solide ; CH3COONa : solide ; Br2 : liquide.
Exercice 5.
�quilibrer les �quations suivantes :
3C6H11-OH + Cr2O72- + 8H+ --> 3C6H10 O+ 2Cr3+ +7H2O.
Cr2O72- + 14H+ + 6e- --> 2Cr3+ +7H2O.
3 fois {C6H11-OH --->C6H10 O +2H+ + 2e- }.
2NH4Cl + Ca(OH)2 -->CaCl2 +2 H2O + 2NH3.
3Cl2 + 8NH4OH --> 6NH4Cl + 8H2O + N2.
3 fois {Cl2 +2e- -->2Cl- }
2NH4OH + 6HO- --> N2 + 6e- +8H2O.
Sb2S3+ 6HCl --> 2SbCl3 +3H2S.
CH3-CH2-CH3 +5O2 --> 3CO2 + 4H2O.
Exercice 6.
Sur l’�tiquette d’un flacon d’acide nitrique, on peut lire les donn�es suivantes :
densit� : 1,41
HNO3 70%
masse molaire : 63 g/mol
Quelle est la concentration de cet acide ? Justifier la r�ponse.
Masse de 1 L : 1410 g.
Mase d'acide nitrique : 1410 x 0,70 =987 g.
Concentration : 987 / 63 = 15,67 ~15,7 mol / L.
Expliquer pr�cis�ment, en indiquant le mat�riel � utiliser, comment
pr�parer 2 litres d’une solution d’acide nitrique de concentration 1,0
mole par litre � partir de ce flacon.
Facteur de dilution : 15,7 / 1,0 = 15,670,127 L..
Volume de solution commerciale � pr�lever : 2 / 15,67 ~0,128 L
Pr�lever 0,128 L de solution commerciale ( �prouvette gradu�e)
Dans une fiole jaug�e de 2 L contenant 1/3 d'eau distill�e, verser ce pr�levement.
Compl�ter avec de l'eau distill�e jusqu'au trait de jauge.
Bouger et agiter pour rendre homog�ne.
Exercice 7.
L�gender le montage ci-dessous :
Exercice 8.
Dessiner et l�gender un montage de � chauffage � reflux � :
Exercice 9.
Les esters sont des compos�s
organiques, souvent � l’origine de l’ar�me naturel des fruits. � c�t�
de leur production naturelle, ils sont aussi synth�tis�s pour
satisfaire les besoins de l’industrie agroalimentaire, de la parfumerie
et d’autres secteurs industriels. Le butanoate d’�thyle est, par
exemple, un ester � l’odeur d’ananas, l’�thanoate de propyle rappelle
l’odeur de la poire.
Compl�ter l’�quation ci-dessous et nommer les produits form�s lors d’une r�action d’est�rification :
RCOOH + R'OH--> RCOOR' + H2O.
Nom des produits : ester + eau.
Indiquer, en compl�tant le
tableau suivant, les param�tres ayant une influence sur la vitesse de
r�action et le rendement d’une r�action d’est�rification :
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Augmente la vitesse de r�action
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Augmente le rendement
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Chauffage � reflux
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vrai ( la temp�rature est un facteur cin�tique )
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non
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Ajout d'un acide
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vrai
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Ajout d'une base
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Ajout d'eau
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Augmentation de la pression
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Ajout d'un exc�s de R'OH
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vrai
|
vrai
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Nommer et donner la formule
semi-d�velopp�e des deux r�actifs conduisant � la formation de
l’�thanoate de butyle (ar�me de banane) :
Acide �thtano�que CH3--COOH et butan-1-ol CH3-CH2-CH2-CH2OH.
En analysant l’environnement chimique de chaque groupe de protons
�quivalents de l’�thanoate de butyle, indiquer la multiplicit� des
signaux provenant des atomes d’hydrog�ne port�s par les diff�rents
atomes de carbone lors d’une analyse RMN proton.
| carbone 1 : 3 protons
�quivalents |
aucun proton port�s par le
carbone voisin
|
singulet
|
| carbone 2 : 2 protons
�quivalents |
couplage avec deux protons
port�s par le carbone voisin
|
triplet
|
| carbone 3 : 2 protons
�quivalents |
couplage avec deux protons
port�s par un carbone voisin
et couplage avec deux protons diff�rents port�s par l'autre carbone
voisin |
multiplicit� = (n1+1)(n2+1)
= 3*3 = 9
|
| carbone 4 : 2 protons
�quivalents |
couplage avec deux protons
port�s par un carbone voisin
et couplage avec trois protons diff�rents port�s par l'autre carbone
voisin
|
multiplicit� = (n1+1)(n2+1)
= 3*4 = 12 |
| carbone 5 : 3 protons
�quivalents |
couplage avec deux protons
port�s par le carbone voisin
|
triplet
|
|
...
|
....
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2. HYGI�NE ET S�CURIT�.
Exercice 1.
Parmi la liste suivante, quels produits chimiques ne sont plus utilis�s en coll�ge et en lyc�e :
plomb solide, sodium solide, sulfate de cuivre anhydre solide, benz�ne, acide chlorhydrique dilu�, nitrate d’argent, �tain solide, solution de dichromate de potassium, butanol ?
Produits interdits en lyc�e : benz�ne, formol et mercure.
Parmi la liste suivante, quels produits chimiques est-on amen� �
trouver dans un institut technologique post-bac : plomb solide, sodium solide, sulfate de cuivre, anhydre solide, benz�ne, acide chlorhydrique dilu�, nitrate d’argent, �tain solide, solution de dichromate de potassium, butanol ?
Exercice 2.
Lorsqu’on ach�te de l’acide chlorhydrique dans le commerce, on peut lire les indications suivantes :
Quelle(s) pr�caution(s) d’utilisation faut-il adopter ? Justifier la r�ponse.
Que signifient H et P ?
H : mention de danger et P mention de prudence.
Provoque de graves br�lures de la peau et des l�sions des yeux. peut irriter les voies respiratoires.
Port de blouse, gants et lunettes ; travail sous hotte.
Le produit est-il plus dense que l’eau ? Est-il plus dense que l’air ?
d = 1,18 > 1. Il est plus dense que l'eau et plus dense que l'air.
Dans quel �tat se trouve-t-il si on le verse � l’air libre dans un b�cher ? Justifier la r�ponse.
Etat liquide : T�bullition = 110 �c et Tfusion = -30 �C.
Exercice 3.
Donner la signification des abr�viations suivantes :
FDS : fiche de donn�es de s�curit�.
EPI : �quipement de protection individuelle.
CMR : canc�rig�ne, mutag�ne, reprotoxique.
Exercice 4.
Un �l�ve s’est renvers� une solution d’acide chlorhydrique concentr� sur le bras. Une br�lure appara�t. Que doit-on faire ?
Rincez la peau � l'eau ti�de pendant au moins 30 minutes. Une visite chez le m�decin sera n�cessaire.
Exercice 5.
Compl�ter le tableau suivant en vue d’un recyclage de substances chimiques (choix multiples possibles) :
sulfate de cuivre 0,50 mol.L−1 :m�taux
chlorure de sodium 0,01 mol.L−1 : �vier.
acide chlorhydrique 5,0 mol.L−1 : acides.
chlorobenz�ne : solvants halog�n�s.
desTop : bases
butanol : autres solvants organiques.
vinaigre 10� : �vier, acides.
Exercice 6.
En salle de TP de Chimie, on trouve les pictogrammes suivants :
Que signifient-ils ?
Exercice 7.
On demande au pr�parateur en chimie de manipuler un produit qu’il ne
conna�t pas. O� peut-il trouver rapidement les renseignements sur sa
dangerosit� ?
Fiche de donn�e s�curit�, brochure INRS.
Exercice 8.
� la fin d’un TP en �lectricit�, la majorit� des multim�tres ne
fonctionne plus. L’enseignant dit que ses �l�ves ont fait des mesures
d’intensit� du courant. Quel(s) conseil(s) peut-on alors donner au
professeur ?
V�rifier les fusibles, une surintensit� a pu les d�truire..
Exercice 9.
Lors d’un TP sur la diffraction de la lumi�re, un �l�ve est �bloui par
le faisceau laser de classe 1. Le professeur paniqu� ne sait pas ce
qu’il faut faire. Comment peut-on aider l’enseignant ?
Laser sans danger pendant leur utilisation, m�me en cas de vision directe dans le faisceau sur une longue p�riode.
Voici des pictogrammes que l’on peut rencontrer en salle de TP :
Quel(s) pictogramme(s) faut-il afficher lors d’un TP dans lequel on utilise un laser de classe 2 ?
Donner la signification des autres pictogrammes.
Exercice 10.
Un enseignant de physique envoie le mail suivant au pr�parateur de son laboratoire :
� Bonjour, Je souhaite faire la semaine prochaine une s�ance de travaux
pratiques sur la mesure de la c�l�rit� des ultrasons. Le Conseil
d’Administration de l’�tablissement a donn� son accord pour la mise en
place des TP. Pour rappel, la classe est divis�e en deux groupes de 12
�l�ves. La salle a une surface de 70 m2 et contient 12 paillasses.
Pourriez-vous me donner des conseils pour que mes �l�ves puissent tous
r�aliser l’exp�rience, dans le contexte de la crise li�e au COVID-19 ? �
R�diger la r�ponse au professeur.
Port du masque ; un groupe d'�l�ves par paillasse; distance d'un m�tre entre les �l�ves; a�rer fr�quemment la salle.
3. PHYSIQUE – MATH�MATIQUES – INFORMATIQUE
Exercice 1.
Donner le nom de l’instrument qui permet de mesurer la valeur d'un champ magn�tique :
Teslam�tre.
Lister le mat�riel d’une exp�rience qui permet d'obtenir une figure d'interf�rence :
Source lumineuse, fentes d'Young, �cran.
Donner le nom de l’instrument qui mesure une grandeur exprim�e en D�cibel :
Sonom�tre.
Quel instrument permet de visualiser si un objet est �lectriquement charg� ?
Electroscope.
Exercice 2.
Donner le nom des objets suivants que l’on peut trouver dans un laboratoire de physique :
Exercice 3.
Compl�ter le tableau.
Symbole
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Grandeur physique
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nom de l'unit� S.I
|
Symbole de l'unit� S.I
|
R
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r�sistance �lectrique
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ohm
|
W
|
n
|
fr�quence
|
hertz
|
Hz
|
P
|
pression
|
pascal
|
Pa
|
d
� ou r
|
densit�
masse volumique
|
kilograme par m�tre cube
|
kg m-3
|
Exercice 4.
Compl�ter les expressions suivantes, avec un symbole math�matique de comparaison ( >, < ou =) :
0,52 L= 520 cm3 > 52 cm3.
3,5 m3 =3 500 L > 350 L
25 �C = 273 +25 =298 K < 318 K
8,4 mL =8,4 cm3.
7 � 10–8 m = 70 10-9 m = 70 nm
7 � 10–8 m= 0,07 10-6 m=0,07 �m < 0,7 μm.
Exercice 5.
Un pr�parateur dispose d'un budget de 5000 € pour acheter un nouvel appareil.
Celui-ci co�te 4900 euros HT, la TVA vaut 20%.
Calculer le prix TTC de l'appareil, en justifiant la d�marche.
TVA : 4900 x0,20 =980 €.
Prix TTC : 4900 +980 =5 880 €.
Le fournisseur lui accorde une remise de 15%. Calculer le prix TTC de l'appareil avec la remise :
Cela rentre-t-il dans le budget ? Justifier la r�ponse.
Remise : 4900 x0,15 =735 €.
prix avec remise : 4900 -735 =4 165 €.
TVA : 4 165 x0,20=833 €.
Total : 4165 +833 =4 998 €.
Cela rentre dans le budget.
Exercice 6.
Proposer une liste de mat�riel permettant de r�aliser une exp�rience
montrant la d�composition de la lumi�re blanche par un prisme :
Faire un sch�ma du dispositif du montage optique :
1 : fente fine ; 2 : lentille convergent ; 3 : prisme ; 4 : �cran.
Ou encore :
Exercice 7.
Un adjoint de laboratoire souhaite tester les plaquettes �mettrice et
r�ceptrice infrarouge qu'il vient de retrouver dans un tiroir. Il
r�alise le montage ci-dessus. Donner les noms des composants et
appareils �lectrique qu’il doit utiliser.
Source de lumi�re ( lampe), amp�rem�tre en s�rie et voltm�tre en d�rivation.
Exercice 8.
Indiquer la fonction remplie par les logiciels ou applications suivants :
PowerPoint : cr�ation diaporama.
Internet Explorer :navigateur internet.
ChemDraw : �diteur mol�culaire.
Adobe Acrobat Reader : convertir, modifier des fichiers PDF.
Word : traitement de texte.
Que signifient les lettres dans ExAO ?
exp�rience assist�e par ordinateur.
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