Épreuve de. Chimie. Nom : N o : Classe : 3 e. covalentee double. équilibrée. l éthylène. d aluminium. utilise dess. déroule auu. électrodes.

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1 Épreuve de Nom : N o : Série : C3 Date : 28/03/2017 Classe : 3 e Durée : 555 minutes Cettee épreuve estt constituée de trois exercices. Elle comporte deux pages numérotées 1/2 et 2/2. Premier exercice : Les hydrocarbures aliphatiques (6,5 points) 1. (A) est un hydrocarbure aliphatique insaturé possédant dans sa molécule e une liaison covalentee double. a. Trouver la formule moléculaire de (A)) si l atomicité de sa molécule est 9. b. Écrire sa formule développée et donner son nom. c. Écrire l équation équilibrée de la combustion complète de cet hydrocarbure. 2. (B) est un alcane à chaîne ramifiée. Son nom systématique est : 2-éthyl-4-méthylhexane. a. Écrire la formule semi-développée de cet alcane. b. Le nom systématique de (B) est incorrect. Donner son nom systématiquee exact. 3. Écrire, en utilisant les formules semi-développées, l équation de chacune dess réactions d addition suivantes : a. l hydrogénochloration de l éthylène ; b. l hydratation de l éthylène. Deuxième exercice : Fonctionnement de la pile Aluminium - Zinc (7 points) On construit une pile électrochimique avecc des électrodes constituées des deux métaux : zinc (Zn) et aluminium (Al). On utilise dess c solutions concentrées en ions Al 3 et Zn 2+. La pile obtenue est représentée par lee I d schéma ci-contre. a lame 1. Annoter le schéma de la pile sans lee d aluminium reproduire. 2. Préciserr la nature de chacune des deuxx électrodes. b e 3. Nommer le phénomène qui se déroule auu niveau de chaque électrode et écrire laa demi-équation correspondante. Schéma de la pile Al - Zn 1/2

2 4. Déduire l équation-bilan de la réaction de fonctionnement de la pile. 5. Donner la représentation schématique de la pile Aluminium - Zinc. Troisième exercice : Réaction d oxydoréduction (6,5 points) On plonge un morceau de fer dans une solution acide riche en ions H +. On observe un dégagement gazeux de dihydrogène H 2 et la formation d ions Fe 2+. La réaction entre le fer etles ions H + est traduite par l équation-bilan suivante : Fe + 2 H + Fe 2+ + H 2 1. Donner le nombre d oxydation(n.o.) de l élément hydrogène dans les réactifs et dans les produits. Comment ce n.o. a-t-il varié? Nommer le phénomène correspondant. 2. Donner le nombre d oxydation de l élément fer dans les réactifs et dans les produits. Comment ce n.o. a-t-il varié? Nommer le phénomène correspondant. 3. Indiquer le réducteur dans cette réaction. Justifier la réponse. 4. Indiquer l oxydant dans cette réaction. Justifier la réponse. 5. Pourquoi appelle-t-on cette réaction une réaction d oxydoréduction? BON TRAVAIL! 2/2

3 Classe de 3 e Contrôle 3, le 28/03/2017 Corrigé Premier exercice : Les hydrocarbures aliphatiques (6,5 points) 1. L hydrocarbure aliphatique (A) a. (A) possède dans sa molécule une liaison covalente double, donc c est un alcène. (A) répond alors à la formule générale C n H 2n. Puisque son atomicité est 9, on peut donc écrire : 3 n = 9 ; d où n = 3. On déduit que la formule moléculaire de (A) est C 3 H 6. H b. Formule structurale développée de (A) : H C = C C H H HH (A) est le propène. c. Équation équilibrée de la combustion complète du propène : C 3 H O2 3 CO H 2 O ou 2 C 3 H O 2 6 CO H 2 O 2. Formule semi-développée et nom exact de l alcane (B) a. Le nom systématique de (B)(2-éthyl-4-méthylhexane)correspond à la formule semidéveloppée suivante : CH 3 CH CH 2 CH CH 2 CH 3 C 2 H 5 CH 3 b. Le nom systématique exact de (B) est le 3,5-diméthylheptane. 3. Réactions d addition sur l éthylène a. Équation de la réaction d hydrogénochloration de l éthylène CH 2 = CH 2 + HCl CH 3 CH 2 Cl b. Équation de la réaction d hydratation de l éthylène CH 2 = CH 2 + H 2 O CH 3 CH 2 OH Deuxième exercice : Fonctionnement de la pile Aluminium - Zinc (7 points) 1. Annotation du schéma de la pile a = lame de zinc ; b = solution concentrée en ions Zn 2+ ; c = lampe ; d = pont salin ; e = solution concentrée en ions Al Nature des électrodes Le schéma montre que le courant passe de la lame de zinc vers la lame d aluminium. Or, dans une pile, le courant passe de la cathode (électrode positive) vers l anode (électrode négative). On déduit que, dans cette pile, la lame d aluminium constitue l anode et la lame de zinc la cathode. 3. Phénomènes se déroulant aux électrodes et demi-équations À l anode (lame d aluminium), il y a oxydation des atomes Al. Demi-équation correspondante : Al Al e - Barème ¼ pt 1 ¼ pt 1 1/2

4 Corrigé À la cathode (lame de zinc), il y a réduction des ions Zn 2+. Demi-équation correspondante : Zn e - Zn 4. Équation-bilan Demi-équations après équilibrage : 2 Al 2 Al e - (Oxydation) 3 Zn e - 3 Zn (Réduction) Équation-bilan : 2 Al + 3 Zn 2+ 2 Al Zn 5. Représentation schématique de la pile Al - Zn Al / Al 3+ - pont salin - Zn 2+ / Zn Troisième exercice : Réaction d oxydoréduction (6,5 points) 1. Variation du nombre d oxydation de l élément hydrogène dans la réaction Dans les réactifs : n.o.(h) = +I (dans l ion H + ) Dans les produits : n.o.(h) = 0 (dans la molécule H 2 ) n.o.(h) a diminué de +I à 0 dans cette réaction ; donc les ions H + ont subi une réduction. 2. Variation du nombre d oxydation de l élément fer dans la réaction Dans les réactifs : n.o.(fe) = 0 (dans l atome Fe) Dans les produits : n.o.(fe) = +II (dans l ion Fe 2+ ) n.o.(fe) a augmenté de 0 à +II dans cette réaction ; donc les atomes Fe ont subiune oxydation. 3. Identification du réducteur dans la réaction Le réducteur dans une réaction chimique est l espèce chimique qui subit une oxydation. Or, dans cette réaction, c est l atome Fe qui a été oxydé ; cet atome est donc le réducteur. 4. Identification de l oxydant dans la réaction L oxydant dans une réaction chimique est l espèce chimique qui subit une réduction. Or, dans cette réaction, c est l ion H + qui a été réduit ; cet ion est donc l oxydant. 5. Justification du type de réaction Au cours de cette réaction chimique, il y a eu simultanément oxydation d une espèce chimique (Fe) et réduction d une autre (H + ). On déduit alors que cette réaction est une réaction d oxydoréduction. Barème ½ pt

5 2/2

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