Des combustions aux atomes

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1 CHIMIE 3 Des combustions aux atomes EXERCICES SUPPLEMENTAIRES L'effet de serre 1. Fais un schéma rapide permettant d'expliquer ce qu'est l'effet de serre. N'oublie pas de bien le légender! 2. À quoi sert l'effet de serre? Pourquoi est-il indispensable? 1. Voir schéma dans le livre p L effet de serre sert à maintenir une température moyenne de 18 C à la surface de la Terre et de permettre ainsi la vie. Sans effet de serre, la vie ne serait pas possible sur Terre. Formules et molécules Relie chaque modèle à la formule correspondante. CO 2 H 2 O O 2 Démarche expérimentale 1. Rappelle la composition de l'air. 2. Quel est le gaz présent dans l'air qui permet la combustion? 3. Imagine une expérience qui pourrait le prouver % de dioxygène et 80 % de diazote. 2. C est le dioxygène qui permet la combustion. 3. Les élèves peuvent proposer différentes réponses dont la combustion d une substance dans le dioxygène pur et la même dans du diazote pur. Combustion du cuivre Le cuivre brûle dans le dioxygène pour donner de l'oxyde de cuivre. 1. Quels sont les réactifs et les produits? 2. Écris le bilan de cette transformation chimique. 3. L'oxyde de cuivre formé contient un atome de cuivre (symbole Cu) et un atome d'oxygène. Écris sa formule chimique. 1. Les réactifs sont le cuivre et le dioxygène. Le produit est l oxyde de cuivre. 2. cuivre + dioxygène dioxyde de cuivre 3. CuO Chimie 3 Exercices supplémentaires 1

2 Combustion du carbone 1. Fais un schéma de l'expérience représentée sur la photo ci-contre. 2. Qu'est-ce qu'un combustible? Quel est le combustible utilisé dans l'expérience ci-dessus? 3. Qu'est-ce qu'un comburant? Quel est le comburant utilisé dans l'expérience ci-dessus? 4. À la fin de la combustion, on met de l'eau de chaux dans le flacon. Voici le résultat : Décris le résultat obtenu avec l'eau de chaux. Que signifie-t-il? 5. Donne la définition des termes réactif, produit et transformation chimique. 6. La combustion du carbone est-elle une transformation chimique? Si oui, quels sont les réactifs? Quels sont les produits? 7. Écris le bilan, avec des phrases, de la combustion du carbone. 8. Complète le bilan en «langage chimique» de la combustion du carbone : Si besoin, on peut faire un schéma et demander de légender. 2. Un combustible est une substance qui peut brûler. Le combustible utilisé ici est le carbone. 3. Un comburant est une substance qui permet de faire brûler le combustible. Le comburant utilisé ici est le dioxygène. 4. L eau de chaux est trouble : cela signifie qu il y avait du dioxyde de carbone dans le flacon à la fin de la combustion. 5. Réactif : substance consommée au cours d une transformation chimique. Produit : substance formées au cours d une transformation chimique. Transformation chimique : mise en présence de différentes substances qui réagissent entre elles pour en former de nouvelles. 6. La combustion du carbone est une transformation chimique car le carbone et le dioxygène sont consommés et du dioxyde de carbone est formé au cours de la combustion. Les réactifs sont le carbone et le dioxygène, le produit est le dioxyde de carbone. 7. Le carbone brûle dans le dioxygène pour former du dioxyde de carbone. 8. carbone + dioxygène dioxyde de carbone Chimie 3 Exercices supplémentaires 2

3 Un peu d histoire (bis) 1. Quelle théorie Lucrèce défendait-il dans l'antiquité? 2. Quelle théorie était défendue par Aristote? 3. Dalton émet l'hypothèse que la matière est constituée d'atomes, petites particules qui se comporteraient comme des petites «billes». Comment représente-t-on les atomes? 4. Complète le tableau ci-dessous. Atome Symbole Représentation hydrogène oxygène C 5. Qu'est-ce qu'une molécule? 6. Donne la représentation d'une molécule de dioxygène. Question bonus : Que veut dire le préfixe «di» dans le mot dioxygène? 1. Lucrèce défendait la théorie de l atome dans l Antiquité : il pensait en effet que la matière était composée de petites particules insécables et indivisibles les atomes. 2. Aristote pensait que la matière était composée de quatre éléments : l eau, l air, la terre et le feu. 3. Les atomes sont représentés par des sphères de différentes couleurs. 4. Atome Symbole Représentation hydrogène oxygène H O carbone 5. Une molécule est un assemblage d atomes. 6. Une molécule de dioxygène est constituée de deux atomes d oxygène. Question bonus : Le préfixe «di» veut dire «deux». C Chimie 3 Exercices supplémentaires 3

4 Utiliser un modèle moléculaire 1. À l'aide des modèles moléculaires prêtés par ton professeur, construis une molécule de dioxygène, de dioxyde de carbone et de carbone. 3. Complète le tableau ci-dessous. carbone +... dioxyde de carbone... comburant X 3. Combien y a-t-il d'atomes de carbone parmi les réactifs? Parmi les produits? 4. Combien y a-t-il d'atomes d'oxygène parmi les réactifs? Parmi les produits? 5. Combien y a-t-il d'atomes parmi les réactifs? Parmi les produits? 6. À ton avis, peut-il y avoir, à la fin d'une transformation chimique, plus d'atomes parmi les produits que parmi les réactifs? 1. Dioxygène : deux sphères rouges accolées. Dioxyde de carbone : une sphère noire et deux sphères rouges accolées. Carbone : une sphère noire. 2. carbone + dioxygène dioxyde de carbone combustible comburant X 3. Il y a un atome de carbone parmi les réactifs et un atome de carbone parmi les produits. 4. Il y a deux atomes d oxygène parmi les réactifs et deux atomes d oxygène parmi les produits. 5. Il y a trois atomes au total parmi les réactifs (2+1) et trois atomes au total aussi parmi les produits. 6. À la fin d une transformation chimique, il y a autant d atomes parmi les produits que d atomes parmi les réactifs. Chimie 3 Exercices supplémentaires 4

5 Récapitulatif 1. Quel est le gaz majoritairement responsable de l'effet de serre? 2. Lors de la combustion du carbone, du dioxyde de carbone est dégagé. Comment peut-on le mettre en évidence? 3. Représente l'atome de carbone, la molécule de dioxygène et la molécule de dioxyde de carbone. 4. Complète le tableau ci-dessous. Les réactifs... carbone +... dioxyde de carbone... comburant X 1. Le gaz majoritairement responsable de l effet de serre est le dioxyde de carbone. 2. On peut mettre en évidence le dioxyde de carbone dégagé en utilisant de l eau de chaux. 3. Voir tableau ci-dessous. 4. Les réactifs Les produits carbone + dioxygène dioxyde de carbone combustible comburant X Chimie 3 Exercices supplémentaires 5

6 La combustion du fusain La photographie de gauche représente la combustion d'un morceau de fusain dans l'air. La photographie de droite représente la combustion d'un morceau de fusain dans du dioxygène pur. 1. Quelle(s) différence(s) observes-tu entre ces deux combustions? Pourquoi? 2. À la fin de la combustion, il reste très souvent un petit morceau de fusain. Pourquoi? 1. La combustion dans le dioxygène de l air est moins vive que celle dans le dioxygène pur. En effet, il n y a que 20 % de dioxygène dans l air. 2. Il reste du fusain à la fin de la combustion car tout le dioxygène a réagi et il n en reste plus pour brûler le carbone restant. Chimie 3 Exercices supplémentaires 6

7 Sécurité Choisis la bonne réponse et explique pourquoi les situations évoquées dans les autres réponses sont dangereuses. 1. Lorsque tu fais un barbecue, pour raviver la combustion : a. tu mets de l'alcool à brûler sur les braises. b. tu utilises un soufflet. 2. Tu as prévu de faire un barbecue avec tes amis dans un champ en lisière de bois mais il y a beaucoup de vent : a. ce n'est pas grave, vous pouvez faire un barbecue même s'il y a du vent. b. vous reportez votre barbecue à un jour sans vent. 3. Un feu se déclare dans l'escalier de ton immeuble : a. tu essaies coûte que coûte de descendre. b. tu t'enfermes dans ton appartement, appelles les pompiers et calfeutres ta porte avec des torchons humides. 1. b. L utilisation de l alcool à brûler, produit très inflammable, est dangereuse car il y a risque de brûlures. 2. b. Il faut éviter de faire du feu un jour de vent : le vent attise les flammes en cas d incendie. 3. b. Les fumées dégagées lors d un incendie sont très asphyxiantes : il vaut mieux rester dans l appartement en attendant l arrivée des pompiers plutôt que de descendre dans la cage d escalier enfumée. Le torchon humide permet à la porte de résister aux flammes environ une heure. Transformation chimique ou physique? 1. Avec tes souvenirs de 5 e, rappelle ce qu'est une transformation physique. 2. Rappelle ce qu'est une transformation chimique. 3. À l'aide de tes connaissances, classe les expériences suivantes en transformation physique ou en transformation chimique: la fonte d'un glaçon ; la combustion du carbone ; la formation des cristaux de glace dans les nuages en hautes altitudes ; le séchage du linge au soleil ; le trouble de l'eau de chaux au contact du dioxyde de carbone. 1. Une transformation physique est un changement d état physique : par exemple, le passage de l eau à l état liquide à l eau à l état gazeux. 2. Une transformation chimique est la mise en présence de différentes substances qui réagissent entre elles pour en former de nouvelles. 3. Transformations physiques : la fonte d'un glaçon, la formation des cristaux de glace dans les nuages en hautes altitudes, le séchage du linge au soleil. Transformations chimiques : la combustion du carbone, le trouble de l'eau de chaux au contact du dioxyde de carbone. Chimie 3 Exercices supplémentaires 7

8 Attention à l eau L'eau est le moyen d'extinction qui vient le plus souvent à l'esprit. Mais..... l'utilisation d'eau pour combattre un incendie peut parfois être dangereuse. Le danger consiste dans le fait que la réaction thermique de combustion est augmentée par l'eau. Il est aussi possible qu'un courant électrique atteigne la personne via le jet d'eau. Dans tous ces cas, l'extinction au moyen d'eau doit être interdite. D'autres moyens d'extinction devront être utilisés pour combattre l'incendie. Par exemple, dans le cas d'un incendie se développant dans le bac à huile d'une friteuse, il ne faut jamais essayer d'éteindre le foyer avec de l'eau. Cela entraînerait un véritable emballement de l'incendie avec une «boule de feu» qui embraserait la cuisine et pourrait brûler gravement les personnes entourant la friteuse. 1. Pourquoi utilise-t-on le plus généralement de l'eau pour éteindre un incendie? 2. Que représente le panneau ci-dessus? Que signifie-t-il? 3. Explique pourquoi l'utilisation de l'eau peut parfois être dangereuse lors de l'extinction d'un feu. 4. Quel danger représente le courant électrique qui peut atteindre une personne via un jet d'eau lors d'un incendie dans une installation électrique? 5. Où se situent les extincteurs dans le collège? 1. En général, l eau permet d éteindre un incendie : la vaporisation est endothermique ce qui permet d abaisser la température du foyer et éliminer ainsi une des pointes du triangle du feu. 2. Ce panneau représente l interdiction d utiliser de l eau pour combattre un feu. Il signifie que l on ne doit pas utiliser d eau pour éteindre l incendie. 3. L eau peut parfois augmenter la réaction thermique lors d un feu et l attiser au lieu de l éteindre. L eau peut aussi servir de chemin pour le courant électrique, menaçant ainsi la personne cherchant à éteindre le feu. 4. Le danger représenté par le courant électrique circulant via un jet d eau est l électrocution d de la personne. 5. À voir en fonction des établissements. Chimie 3 Exercices supplémentaires 8