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THERMODYNAMIQUE

 

DrH° et DrS°sont indépendantes de la température.

 

R = 8,31 J.K-1.mol-1

 

On négligera le volume des solides et des liquides devant celui des gaz.

On négligera la pression de vapeur saturante de l'eau

 

 

CaC2 (s)

H2O (l)

CaO (s)

C (s)

CO (g)

C2H2 (g)

Ca(OH)2 (s)

DfH°298 / kJ.mol-1

-62,7

-187,8

-634,9

0

-110,4

?

-986,1

S°/ J.K-1.mol-1

70,2

69,9

39,7

5,7

197,8

200,6

76,1

 

Elément

Ca

C

O

H

Masse molaire

40,1

12,0

16,0

1,0

 

Composé

CO2 (g)

H2O (g)

Cp°/  J.K-1.mol-1

37,1

33,6

 

 

Le carbure de calcium est préparé par réaction du Coke sur la chaux vive suivant la réaction :

 

 

Question 1. Pour la réaction (1),  (0,5 point)

réponse A

réponse B

réponse C

réponse D

réponse E

+ 4

+1

0

–1

- 4

 

Question 2  Pour la réaction (1),  (1 point)

 

réponse.A

réponse.B

réponse.C

réponse.D

réponse.E

211,2 J.mol-1.K-1

-128 ,2 J.mol1.K-1

–211,2 J.mol-1.K-1

101,2 J.mol-1.K-1

221,2 mol-1.K-1

 

Question 3. Pour la réaction (1),  (1 point)

 

réponse.A

réponse.B

réponse.C

réponse.D

réponse.E

+ 398,9 J.mol-1

+ 395,9 kJ.mol-1

+ 39,9 kJ.mol-1

+ 95,9 kJ.mol-1

+ 398,9 kJ.mol-1

 

 

 

 

 

 

 

 

Question 4. Choisir la bonne réponse. (1,0 points)

 

 

(A)    Une augmentation de température, à pression constante, déplacerait l’équilibre (1) dans le sens indirect

(B)     Une augmentation de pression, à température constante, déplacerait l’équilibre (1) dans le sens direct

(C)    L’ajout d’un gaz inerte, à température et pression constantes, déplacerait l’équilibre (1) dans le sens direct.

(D)    L’ajout d’un gaz inerte, à température et volume constants, déplacerait l’équilibre (1) dans le sens indirect.

(E)     L’ajout d’un gaz inerte, à température et volume constants, déplacerait l’équilibre (1) dans le sens direct.

 

 

 

En spéléologie, le carbure de calcium sert à fabriquer l'acétylène C2H2 (g) par réaction totale avec l’eau (2).

 

 

Question 5. Pour la réaction (2), l’expression de  est (0,5 point)

 

réponse A

réponse B

réponse C

réponse D

réponse E

 

Question 6. Pour la réaction (2), la variance vaut (0,5 point)

 

réponse A

réponse B

réponse C

réponse D

réponse E

0

1

2

3

4

 

Le réservoir d’un spéléologue contient 320 g de carbure de calcium.

 

Question 7. Quelle est la masse d’eau (minimale) que le spéléologue doit utiliser pour que tout le carbure de calcium réagisse ? (1 point)

 

réponse A

réponse B

réponse C

réponse D

réponse E

251,1 g

325,6 g

168,9 g

179,8 g

147,3 g

 

Question 8 . Quel volume d’acétylène, mesuré dans les conditions normales de température et de pression (P = 1 atm ; T = 0°C) peut-on former à partir des 320 g de carbure de calcium ? (1 point)

 

réponse A

réponse B

réponse C

réponse D

réponse E

112 L

112 m3

212 L

212 m3

56 m3

 

 

Question 9. Calculer l'enthalpie de référence de formation de C2H2 (g) :  sachant que DrH°2,298 = – 321,3 kJ.mol-1 (1 point)

 

réponse A

réponse B

réponse C

réponse D

réponse E

+ 226,5 kJ.mol-1

– 256,7 kJ.mol-1

+ 256,7 kJ.mol-1

- 226,5 kJ.mol-1

+ 56,3 kJ.mol-1

 

 

L’acétylène fabriqué par réaction du carbure de calcium avec l’eau est enflammé au niveau du casque du spéléologue par une étincelle.

 

 

 

Question 10 : Calculer la quantité de chaleur mise en jeu lors de la réaction de combustion de 1 mol d’acétylène avec 2,5 mol de dioxygène sous pression constante. (0,5 point)

 

réponse A

réponse B

réponse C

réponse D

réponse E

– 230,9 kJ

– 256,7 kJ.mol-1

+ 256,7 kJ.mol-1

+ 226,7 kJ.mol-1

+ 556,3 kJ.mol-1

 

Question 11 : L’énergie dégagée par la réaction de combustion sert à chauffer les produits formés par la réaction, d’une température TI = 298 K jusqu’à une température TF (température de flamme ou finale). Calculer TF. (on supposera que l’énergie dégagée par la réaction de combustion est entièrement transférée aux produits). (2,0 points)

 

réponse A

réponse B

réponse C

réponse D

réponse E

2440 K

244 K

3450 K

1580 K

1220 K

 

ATOMES ET MOLECULES

 

Effets d’écran de Slater

 

1s

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2s 2p

0,85

0,35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3s 3p

1

0,85

0,35

 

 

 

 

 

 

 

 

3d

1

1

1

0,35

 

 

 

 

 

 

 

4s 4p

1

1

0,85

0,85

0,35

 

 

 

 

 

 

4d

1

1

1

1

1

0,35

 

 

 

 

 

4f

1

1

1

1

1

1

0,35

 

 

 

 

5s 5p

1

1

1

1

0,85

0,85

0,85

0,35

 

 

 

5d

1

1

1

1

1

1

1

1

0,35

 

 

5f

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0,35

 

6s 6p

1

1

1

1

1

1

1

0,85

0,85

0,85

0,35

 

1s

2s 2p

3s 3p

3d

4s 4p

4d

4f

5s 5p

5d

5f

6s 6p

 

 

 

Question 12 : (0,5 point)

Soit la configuration électronique suivante : (Ar) 3d10 4s2 4p3

Quelle est l'affirmation exacte ?

 

Proposition A : Il s'agit d’un chalcogène.

Proposition B : Il s'agit de l'atome neutre de Germanium Ge

Proposition C : Il peut s'agir de l'ion Se2+

Proposition D : Il s'agit de l'ion Se-

Proposition E : Il s'agit de l'atome neutre d'arsenic As

 

 

 

Question 13 : La charge nucléaire effective Z* ressentie par un électron de la couche de valence de l'atome neutre de calcium Ca est de : (1 point)

Proposition A : Z*= 1,75

Proposition B : Z*= 2,85

Proposition C : Z*= 3,65

Proposition D : Z*= 4,3

Proposition E : Z*= 5,85

 

 

 

Question 14 : (0,5 point)

Quelle est l'affirmation exacte ?

 

Proposition A : Le rayon atomique et l'affinité électronique varient dans le même sens.

Proposition B : Le rayon atomique et l'électronégativité varient dans le même sens.

Proposition C : L'énergie de quatrième ionisation d'un élément A correspond à l'énergie de la réaction A2+ (g) = A3+ (g) + 1 e-(g)

Proposition D : La charge nucléaire effective Z* augmente de gauche à droite sur une ligne de la classification périodique.

Proposition E : Le rayon d'un cation A+ est toujours plus élevé que le rayon de covalence de son atome neutre d'origine A.

 

 

 

L'Aluminium Al a une masse molaire atomique de 26,98 g.mol-1, cet élément ne possède qu'un seul isotope stable.

 

Question 15 : Quelle est l'affirmation exacte? (0,5 point)

 

 

Proposition A : L'isotope 28Al est un émetteur radioactif de type b+.

Proposition B : L'isotope 29Al est l'isotope stable de l'aluminium.

Proposition C : L'isotope 26Al est un émetteur en modulation de fréquence.

Proposition D : L'isotope stable de l'aluminium possède 15 protons dans son noyau.

Proposition E : L'isotope stable de l'aluminium possède 14 neutrons dans son noyau.

 

 

Question 16 : L’énergie de troisième ionisation de l’aluminium est de : (2 points)

 

Proposition A : 5 eV

Proposition B : 11 eV

Proposition C : 28 eV

Proposition D : 136 eV

Proposition E : 958 eV

 

 

Question 17 : Quelle est l’affirmation exacte ? (0,5 point)

 

Proposition A : L’aluminium est un alcalinoterreux

Proposition B : L’ion le plus stable de l’aluminium est Al2+.

Proposition C : L’aluminium est un élément de transition.

Proposition D : Dans son état fondamental l’atome d’aluminium possède trois électrons célibataires.

Proposition E : L’ion Al3+ possède la structure électronique d’un gaz rare.

 

 

 

 

 

Question 18 : Quelle est l’affirmation exacte ? (0,5 point)

 

Proposition A : L’aluminium est un atome plus électronégatif que le gallium Ga.

Proposition B : Le rayon atomique de l’aluminium est plus important que celui du soufre S.

Proposition C : Le rayon atomique de l’aluminium est plus important que celui du gallium Ga.

Proposition D : L’aluminium est un atome plus électronégatif que le bore B.

Proposition E : L’aluminium et le soufre forment un composé ionique de formule Al3S2

 

Soient les molécules ou ions suivants : AlCl3   SO42-    ICl4-    H3O+   PCl3

 

Question 19 : (1 point)

Parmi les schémas de Lewis suivants quel est le seul correctement écrit :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Question 20 : (0,5 point)

Quelle est l’affirmation exacte

 

Proposition A : PCl3 possède une géométrie de type AX3

Proposition B : H3O+  possède une géométrie de type AX3

Proposition C : AlCl3 possède une géométrie de type AX3

Proposition D : ICl4-  possède une géométrie de type AX4

Proposition E : SO42-    possède une géométrie de type AX4E2

 

Question 21 : (0,5 point)

Quelle est l’affirmation exacte

 

Proposition A : Dans PCl3 l’atome de phosphore porte une charge formelle positive

Proposition B : Dans H3O+  l’atome d’oxygène est hybridé sp2

Proposition C : Dans AlCl3 les angles ClAlCl valent approximativement 109°.

Proposition D : Dans ICl4-  l’atome d’iode possède 2 doublets libres

Proposition E : Dans SO42- l’atome de soufre possède un doublet libre

 

Molécule CN

 

Modèle de Lewis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Question 22 : Quelle est l’affirmation exacte ? (0,5 point)

 

Proposition A : Le schéma E est une représentation possible de CN.

Proposition B : Le schéma F est une représentation possible de CN.

Proposition C : CN est intermédiaire entre les représentations B et C

Proposition D : CN est intermédiaire entre les représentations A et C

Proposition A : CN est intermédiaire entre les représentations D et E

 

 

 

 

 

 

Modèle C.L.O.A-O.M :

Combinaison Linéaire d’Orbitales Atomiques - Orbitales Moléculaires

 

Question 23 : Dans le modèle C.L.O.A-O.M, l’indice de liaison pour CN est de : (1,5 point)

 

Proposition A : 1

Proposition B : 1,5

Proposition C : 2

Proposition D : 2,5

Proposition E : 3

 

Question 24 : Le modèle C.L.O.A-O.M, prévoit que : (0,5 point)

 

Proposition A : Dans l’anion CN- la longueur de liaison est plus élevée que dans CN.

Proposition B : Dans le cation CN+ la longueur de liaison est plus élevée que dans CN.

Proposition C : Le cation CN+ est plus stable que CN.

Proposition D : L’anion CN- est moins stable que CN.

Proposition E : Dans CN les électrons peuvent facilement se transformer en isotopes radioactifs.

 

 

 

 

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