Exercices de chimie (en préparation à l examen de passage)

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1 Exercices de chimie (en préparation à l examen de passage) Bonjour, je voudrais que tu travailles les exercices suivants. Si tu as besoin d aide tu peux toujours me contacter par mail (mme.coton@gmail.com). 1. Nomme les molécules suivantes N 2 O 3 - NaHCO 3 - CaI 2 - Ni(OH) 2 - (NH 4 ) 2 S 2. Détermine la nature des ions présents dans les solutions de réactifs Prévois s il peut y avoir formation d un précipité et écris alors l équation moléculaire de la réaction. MgCl 2 + Na 2 CO 3 LiBr + HgCl 2 Pb(NO 3 ) 2 + K 2 SO 4 3. Donne la formule brute correspondant aux formules structurales suivantes 4. On fait brûler complètement dans du dioxygène 10,0 g d'un composé de formule C 5 H 10. a) Ecris l'équation bilan de la réaction. b) Calcule la masse de dioxyde de carbone obtenu. 5. Etablis la formule semi-développée des molécules suivantes : 3-Méthylpentane Butanal 2,2-Diméthylhexan-1-ol 3-méthylbutan-2-one 6. Complète les réactions suivantes CH 3 CHOH CH 3 + O 2 CH 3 CH 2 OH + O 2 n (CH 2 = CH CH 3 ) CH 2 = CH 2 + Br 2 CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 + O 2 CH 3 CH 2 CH = CH 2 + HCl Chimie septembre 2008 page 1

2 7. Illustre chaque concept ci-dessous par un exemple judicieusement choisi : a) alcane b) hydrocarbure saturé c) chaîne carbonée ramifiée d) molécule tétraédrique e) alcool f) groupement fonctionnel g) isomères h) molécule polaire i) formule semi-développée j) aldéhyde 8. Présentez avec rigueur et en détail la fabrication du polychlorure de vinyle à partir du chlorure de vinyle. La combustion du polychlorure de vinyle forme du dioxyde de carbone, de l'eau et du chlorure d'hydrogène. - Ecris l'équation bilan de cette réaction de combustion. - Calcule la masse de chlorure d'hydrogène formé lors de la combustion de 1 kg de polychlorure de vinyle. 9. La fabrication du styrène (C 6 H 5 CH = CH 2 ) peut se résumer par l'équation bilan suivante : C 6 H 6 + CH 3 - CH 2 Cl C 6 H 5 - CH = CH 2 + HCl + H 2 a) Donner les noms des deux réactifs utilisés. b) quelle masse de styrène peut-on théoriquement obtenir en consommant une tonne de C 6 H 6 (appelé aussi benzène)? c) Le polystyrène (PS) est obtenu par synthèse à partir du styrène. A quel type de réaction appartient cette synthèse? Ecris l'équation bilan de cette réaction de synthèse. Quelle est la masse molaire moléculaire du polystyrène obtenu, sachant que son indice (ou degré) de polymérisation est n = La méthanogénèse est la décomposition bactériologique de la matière organique des arbres en dioxyde de carbone et en méthane. Elle se fait en absence d'oxygène (anaérobie). La décomposition d'un espace de forêt tropicale produit un dégagement journalier de méthane de 420 tonnes. a) Ecris l'équation-bilan de la réaction de décomposition bactériologique de la matière organique dont la formule est : C 6 H 12 O 6. b) Calcule la masse de matière organique décomposée en une journée. c) Calcule la masse et le volume de dioxyde de carbone dégagés en une journée. Chimie septembre 2008 page 2

3 11. On mélange 250 ml de Pb(NO 3 )2 1,6.10-3M à 750 ml de Na 2 SO 4 2,4.10-3M. Ecrivez, s il y a lieu, l équation significative de la réaction de précipitation Y aura-t-il, compte tenu des concentrations, précipitation?... Justifiez clairement votre réponse. Question identique pour : 25 ml de Na 2 CO M et 25 ml Mg(NO 3 ) M Remarque : La solubilité de PbSO 4 = mol/l, celle de MgCO 3 = 0.3g/L 12. QUESTIONS TIREES DES OLYMPIADES FRANCOPHONES DE CHIMIE 2006 QUESTION A Une particule d'un élément chimique comporte un noyau contenant 20 protons et 20 neutrons entouré d'un nuage de charge égale à 18 électrons. a) S'agit-il d'un atome neutre, d'un ion positif ou d'un ion négatif (entourez la bonne réponse) b) Quel est le nombre de masse de cet élément? c) Cet élément combiné au chlore (masse molaire atomique 35,45 g/mol) forme une combinaison chimique de masse molaire égale à 110,98 g/mol contenant 63,9 % de chlore. Quelle est la formule moléculaire de cette combinaison? QUESTION B Quel volume d'eau faut-il ajouter à 500 cm 3 d'une solution aqueuse contenant 0,10 mol/l d'hydroxyde de sodium (NaOH) pour que la concentration de la solution obtenue tombe à 0,020 mol/l? a) 2500 cm 3 b) 1500 cm 3 c) 1000 cm 3 d) 500 cm 3 e) 2000 cm 3 Entourez la lettre correspondant à la bonne réponse. QUESTION C Un des constituants importants de l'urine et qui lui a donné son nom, est l'urée OC(NH 2 ) 2 (masse molaire: 60,06 g/mol), produit de dégradation des protéines. Sa concentration moyenne dans l'urine est de 0,6 mol/l. a) Quelle est la masse en grammes d'urée dans un quart de litre d'urine? b) Quelle est la masse en grammes de carbone dans cette quantité d'urée? c) Quel gaz à odeur piquante se dégage par décomposition de l'urée? d) Si toute cette urée est décomposée par l'eau en ammoniac NH 3 (g), quel volume de ce gaz se dégagera-t-il dans les conditions normales de température et de pression? Ecrivez l'équation de cette réaction de décomposition: QUESTION D Un des constituants principaux des pastilles anti-acides ingérées par une personne souffrant d'aigreur d'estomac est l'hydrogénocarbonate de sodium (ou bicarbonate de soude) (masse molaire = 84,01 g/mol). a) Ecrivez la formule chimique de ce composé b) Quelle est la nature du gaz produit lorsqu'il atteint l'estomac qui contient du chlorure d'hydrogène (ou acide chlorhydrique)? c) Ecrivez l'équation de la réaction intervenant en 2): d) Si l'on ingère une pastille contenant 1 g de bicarbonate, quel sera le volume du gaz dégagé par sa décomposition complète dans les conditions normales de température et de pression? Chimie septembre 2008 page 3

4 QUESTION E La solubilité dans l'eau du nitrate de potassium, KNO 3, en fonction de la température, se traduit graphiquement de la manière ci-contre. Parmi les situations ci-après, quelle(s) est (sont) celle(s) qui correspond(ent) au point A (x) du graphique? a) il manque à la solution 30 g de sel pour être saturée; b) la solution est exactement saturée; c) la solution est saturée, mais il y a, en plus, un dépôt de 15 g de sel; d) la solution est saturée, mais il y a, en plus, un dépôt de 30 g de sel e) il manque à la solution 15 g de sel pour être saturée. Entourez la (les) lettre(s) correspondant à la bonne réponse. QUESTION F L'équation correspondant à la formation d'eau liquide à partir de dihydrogène et de dioxygène gazeux est 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O (l) Lorsqu'on fait réagir 2 mol de H 2 avec 2 mol d'o 2, quel est le réactif limitant et combien de moles du réactif en excès restera-t-il une fois que la réaction (complète, quantitative) aura eu lieu? Faites une croix dans la case correspondant à la bonne réponse. Réactif limitant Réactif restant en excès O 2 1 mol O 2 O 2 1 mol H 2 H 2 1 mol O 2 H 2 1 mol H 2 X = Y = ο La réaction de l'élément X avec l élément Y est schématisée ci-dessus. Parmi les équations ci-dessous, quelle est l'équation stœchiométrique qui décrit cette réaction? Faites une croix dans la case correspondant à la bonne réponse. a) 3 X +8 Y X 3 Y 8 b) 3 X +6 Y X 3 Y 6 c) X + 2 Y XY 2 d) 3 X + 8 Y 3XY 2 +2Y e) X + 4 Y XY 4 Chimie septembre 2008 page 4

5 QUESTION G Les radicaux sont des espèces chimiques neutres, cationiques ou anioniques, possédant au moins un électron non apparié. On les qualifie souvent de radicaux libres, mais l'adjectif libre est superflu. Le cas conceptuellement le plus simple est celui des monoradicaux, qui ont un et un seul électron non apparié, et contiennent dès lors obligatoirement un nombre impair d'électrons. Dans leur représentation chimique, si l'on désire souligner leur caractère radicalaire, cet électron célibataire est représenté par un point isolé, à la différence des doublets d'électrons appariés qui sont symbolisés, soit par deux points groupés en doublet, soit par un trait. L'exemple le plus simple de radical est l'atome neutre d'hydrogène, H. Parmi les formules des espèces neutres suivantes, entourez d'un cercle celles qui correspondent à des monoradicaux? Br 2 H 2 O PH 3 NO HF Br Mg C(CH 3 ) 3 QUESTION H Le jus de citron est une solution aqueuse diluée d'acide citrique, C 6 H 8 O 7, de masse molaire 192,14 g mol -1 et de formule: 3 fonctions acide Pour connaître la concentration en acide citrique du jus d'un citron, on procède comme suit. On presse un citron et on filtre son jus dans un becher au moyen d'un entonnoir muni d'un filtre en papier. On prélève 10,0 ml du jus de citron et on l'introduit dans une fiole conique (erlenmeyer) d'une contenance de 200 ml. On ajoute environ 30 ml d'eau désionisée et on titre cette solution avec une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (NaOH), C = 0,50 mol/l. On ajoute quelques gouttes d'une solution alcoolique de phénolphtaléine. Il faut 22,0 ml de la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (NaOH), pour neutraliser les trois fonctions acide de l'acide citrique. Calculez: a) La quantité de matière d'hydroxyde de sodium utilisée: b) La quantité de matière d'acide citrique c) La concentration (molaire) en acide citrique dans le jus de citron d) La concentration massique (en g/l) en acide citrique dans le jus de citron QUESTION I On fait réagir 25 ml de solution 0,60 M en HCl avec une solution 0,5 M en NaOH ajoutée progressivement. a) Détermine la position du point d équivalence en terme de volume NaOH ajouté. b) Établis un tableau indiquant deux valeurs de quantité HCl et NaOH avant l équivalence et deux valeurs après l équivalence. c) Établis le diagramme de bilan correspondant à cette expérience. Chimie septembre 2008 page 5