Epreuve N°1 - Physique et Chimie - TCS - Dr. Karam Ouharou.pdf

1. Devoir surveillé N°2 – Physique et Chimie
Tronc commun sciences – 2021 / 2022
Dr. Karam Ouharou
Durée : 2 heures
Partie A : Chimie – ( La construction est obligatoire )
Exercice 1 :
I-Un comprimé contient 500mg de vitamine C (acide ascorbique C6H8O6 ).
1- Quelle est la masse molaire de l'acide ascorbique?
2- Quelle est la quantité de matière d'acide ascorbique dans un comprimé?
3- Combien y a t'il de molécule d'acide ascorbique dans un comprimé?
4-Dans une molécule d'acide ascorbique, quels sont les pourcentages, en nombre d'atomes, des éléments
chimiques C, H et O ?
5- Quel sont les pourcentages massiques des différents éléments chimiques constituant l'acide ascorbique?
6- l'orange contient d'acide ascorbique C6H8O6, On presse une orange moyenne et on recueille La masse
m = 63,2mg en vitamine C
6-1- Combien d'oranges faudrait-il manger pour absorber autant de vitamine C que celle apportée par un
comprimé ?
II- Une cartouche de gaz contient VB = 700 mL de butane C4H10 à l'état liquide. Dans cet état, sa masse
volumique est 𝜌 = 0,6 g/mL.
Lorsque l'on ouvre la cartouche le butane change d'état physique et on le récupère à l'état gazeux.
1- Calculer la masse de butane liquide dans la cartouche.
2- Quelle est la quantité de matière de butane dans la cartouche ?
3- Quel volume total de gaz peut-on espérer recueillir ?
Données : 𝑀(𝐶) = 12,0 g ⋅ mol−1
; M(H) = 1,0 g ⋅ mol−1
; M(O) = 16,0 g ⋅ mol−1
𝑁𝐴 = 6, 02.1023
/
mol; volume molaire des gaz 𝑉0 = 24 L/mol
Exercice 2 :
Le benzène est un composé organique de formule brute C6H6. Il appartient à la famille des hydrocarbures
aromatiques monocycliques car le cycle formé par les six atomes de carbone
est plan et comporte six électrons.
Dans les conditions usuelles (𝑇∘
= 20∘
C et 𝑃 = 1013hPa, le benzène est
un liquide incolore, d'odeur caractéristique, volatil, très inflammable et
cancérogène.
1- Calculer 𝑛(𝐵) la quantité de matière du benzène contenue dans
𝑁(𝐵) molécules de benzène.
2- Calculer 𝑀(𝐵) la masse molaire du benzène.

2. 3- Calculer 𝑚(𝐵) en 𝜇𝑔 la masse du benzène contenue dans 𝑁(𝐵).
4- Calculer de la densité du benzène par rapport à l'air.
5- Montrer que le volume molaire est indépendant du gaz étudié.
6- Calculer, à 20∘
C, Vm(B) en cm3
/ mol le volume molaire du benzène.
7- Calculer, à 90∘
C, N′
(B ) le nombre d'atome d'hydrogène dans 2 mol du benzène.
8- Donner l'unité de R la constante des gaz parfait.
Données:
𝑑𝐵
′
= 0,88; 𝑁(𝐵) = 18, 06.1023
; 𝑁𝑎 = 6, 02.1023
mol−1
; 𝑉
𝑚 = 28 L/mol:
𝑅 = 8,31 (S.I) : 𝑀(𝐶) = 12 g/mol ; 𝑀(𝐻) = 1 g/mol; 𝑀(𝑂) = 16 g/mol
𝑑′
: la densité du benzène par rapport à l'eau.
𝑅 : constante des gaz parfait.
Exercice 3 :
On donne volume molaire Vm=24 L.mol-1
Soient deux flacons vides identiques 𝐹1 et 𝐹2 de même volume V = 3 L.
Le flacon F1 est remplit par le gaz dioxyde de carbone CO2 alors que le flacon F2 est remplit par un gaz G
inconnue de masse m = 2,5 g.
1- a- Montrer que les deux ballons contiennent la même quantité de matière. Justifier.
b- Par quel gaz est rempli le flacon F2 ? Justifier.
On donne les masses molaires des gaz suivant en g.mol-1 ; Néon M(Ne) = 20; dichlore et
M(Cl2) = 71
2- Reproduire sur votre copie et compléter le tableau suivant :
Elément chimique Masse d'un atome Masse molaire atomique
Carbone mC = 1.99410−23
g M(C) = ⋯ … … … … … …
Oxygène mO = ⋯ … … … … … … M(O) = 16 g. mol−1
3- A- Calculer la masse d'une seule molécule de dioxyde de carbone CO2
b- Déduire la mase molaire moléculaire de dioxyde de carbone M(CO2).
c- Vérifier que 𝑀(𝐶𝑂2) = 𝑀(𝐶) + 2𝑀(𝑂)
Exercice 4 :
Une bouteille cylindrique de volume 𝒱 = 0,75 L contient une masse 𝑚 = 1,32 g d'un gaz X inconnu. Le
volume molaire gazeux vaut 25,0 L. mol-1

3. 1- Calculer la quantité de matière de ce gaz
2- Déterminer ℳ(X) la masse molaire de ce gaz.
3- Ce gaz X est un alcane de formule générale 𝐶𝑛ℋ𝑋2𝑛+2 (n est un nombre entier positif), monter que
𝑛 = 3 puis donner la formule brute de ce gaz ( utiliser la relation ℳ(𝐶𝑛ℋ2𝑛+2) = ⋯ … … )
4- Calculer 𝒩 le nombre de molécules contenues dans cette bouteille
5- Calculer d (𝐶3ℋ8) la densité de ce gaz, conclure
6- Calculer 𝜌(𝐶3ℋ8) la masse volumique de ce gaz
7- Déduire 𝜌 (air) La masse volumique de Cait sachant que 𝑑(𝐶3ℋ8) =
𝜌(𝐶3𝐻8)
𝜌( air )
Partie B : Physique
Partie 1 : Mécanique ( Equilibre et rotation autour d’un axe fixe )
Exercice 1 :
Une barre 𝒜ℬ homogène, de masse 𝑚 = 500 g, de
longueur ℒ peut tourner autour d'un axe horizontal (Δ)
passant par son extrémité 𝒜.
1- Faire l’inventaire des forces extérieures qui
s’exercent sur la barre
2- Exprimer le moment du poids de la barre par
rapport à l’axe Δ en fonction de 𝑚, 𝑔, L et 𝛼.
rapport à l'axe Δ en fonction de 𝑚, 𝑔, ℒ et 𝛼.
3- Exprimer le moment de Ca force 𝑇
⃗ par rapport à
L’axe de rotation (Δ) en fonction de 𝒯, ℒ et 𝛼.
4- En utilisant le théorème des moments, montrer que : 𝑇 =
𝑚𝑔
2
tan 𝛼, puis calculer sa valeur.
5- sachant que le ressort s'allonge de Δ𝐿 = 4 cm, calculer La raideur 𝒦.
Exercice 2 :
Le montage électrique de la figure 1 contient des éléments numérotés de (1) à ( 7 )
Les éléments 5 sont plongés dans une solution électrolytique de sulfate de cuivre (II) : (Cu2+
, SO4
2−).
Résultats du Groupe 2 :
L'élément (2) est réglé sur le calibre 30 mA de classe a = 1,5 et a une échelle 30 de divisions sur
son cadran.
L'aiguille de L'élément (2) indique la division 17
1- Données: la charge élémentaire e = 1, 6.10−19
C
2- Donner le nom de chacun des éléments numérotés de (1) à ( 7 )
3- Reproduire le schéma du montage et indiquer sur la figure le sens conventionnel du courant
électrique et le sens de déplacement des porteurs de charges électriques

4. 4- définir un électrolyte
5- Quelle est la nature du courant électrique continu dans les conducteurs métalliques et aussi dans les
solutions électrolytiques
6- Comment peut-on mesurer L'intensité du courant électrique I circulant dans le circuit
7- calculer Г'intensité du courant électrique I en 𝑚𝒜
8- déterminer 𝑄 la quantité d'électricité qui traverse le circuit pendant Δ𝑡 = 15 min
9- calculer 𝒩 Le nombre des ions de cuivre Cu2+
qui sont déplacés pendant Δ𝑡 = 15 min
10- calculer Δ𝐼 l'incertitude absolue et déduire la valeur réelle de l'intensité du courant 𝐼𝑟
11- calculer la précision de mesure
ΔI
𝐼
en %
Exercice 3 :
On considère le circuit suivant :
1- Quels sont les points qui représentent des nœuds dans ce circuit ?
2- Indiquer le sens du courant dans les différentes branches de ce circuit.
3- L'ampèremètre 𝐴 est réglé sur le calibre 3 A, son aiguille indique la graduation 20 sur l'échelle 30 .
Calculer la valeur de I1 et déduire celle de I2. Justifier.

5. 4- Sachant que I3 = 4 A et I4 = 1 A, trouver les intensités
manquantes I et I5.
Exercice 4 :
On considère le circuit électrique suivant: On donne les intensités du courant 𝑠 : 𝐼 = 𝟏, 𝟑𝐀; I1 = 𝟎, 𝟓A et
I𝟒 = 𝟎, 2 A; charge élémentaire e = 𝟏, 𝟔. 𝟏𝟎−𝟏𝟗
C
1- Comment sont branchés la lampe 𝐿1 et le moteur M?
2- Combien de nœuds et de branches y at-il dans ce circuit ?
3- Calculer la quantité d'électricité qui traverse le moteur pendant 15 minutes de fonctionnement. et en
déduire le nombre d'électrons qui le traverse.
3.3 Quelle est l'intensité de courant qui traverse la lampe L1 Justifier.
3.4 Calculer l'intensité du courant qui traverse la lampe L2.
3.5 En déduire l'intensité qui traverse la lampe L3.
Bonne chance
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