Devoir sciences physique 1 S février Ex 1 : Réactions nucléaires : (4pt) justifier chaque réponse par l'écriture des équations de conservation.

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1 Devoir scieces physique S février 0 Ex : Réactios ucléaires : (pt) justifier chaque répose par l'écriture des équatios de coservatio. 7 W est radioactif α. Il se désitègre e: 7 76 Hf ; 7 Ta ; 75 Re ; 7 W? Détermier le ombre x de eutros produits lors de la réactio de fissio de l'uraium : 9 5 U La Br + x 0 Détermier les ombres A et Z de l'élémet X produit lors de la fissio du plutoium: 9 9 Pu Mo + Z A X + 0 Par quel type de désitégratio se fait la trasformatio du carboe e azote? carboe (Z= 6) ; azote (Z=7) Ex : La fusio (6pt) O se propose de vérifier l'affirmatio suivate: " L d'eau de mer cotiet du deutérium permettat d'obteir autat d'éergie que 800L d'essece." La réactio de fusio etre u oyau de deutérium H et u oyau de tritium H coduit à u oyau d'hélium He et à u eutro. Ecrire la réactio de fusio citée das le texte. Calculer l'éergie dégagée par la fusio d'u oyau de deutérium et d'u oyau de tritium. Sachat que la cocetratio massique e deutérium de l'eau de mer est de mg/l, calculer l'éergie libérée par le deutérium coteu das L d'eau de mer. Sachat que le pouvoir calorifique de l'essece vaut,5.0 7 J.L -, commeter l'affirmatio proposée. Doées: E libérée = Δm.c ; c = m.s - ; N A = 6,0.0 mol - Noyau ou particule Masse(kg) deutérium H, tritium H 5, He 6, , Ex : Oxyde de fer (5pt) (loi de Coulomb) L oxyde de fer Fe O est u cristal ioique appelé hématite. Charge élémetaire : e =,6.0-9 C ; Costate pour l'iteractio électrique : k = 9,0.0 9 U.S.I. Costate de gravitatio uiverselle : G = 6, U.S.I Costate d'avogadro : N A = 6,0.0 Masse molaire du fer : 56 g/mol Distace etre ios fer das l'hématite : d = 6, m

2 Rappeler la loi de Coulomb et préciser l'uité de k das le S.I. Détermier la structure électroique de l oxygèe (Z = 8) et e déduire la formule de l io oxygèe. Le cristal état électriquemet eutre, e déduire la charge de l'io fer das l'hématite. Calculer la valeur de la force électrique etre deux ios de fer das l'hématite. Cette force est-elle attractive ou répulsive? Motrer par calcul que la masse des atomes de fer est bie de 9,.0-6 kg puis motrer par le calcul que l'iteractio gravitatioelle etre les ios se églige 5 Commet expliquez vous alors la cohésio du cristal d'hématite? Ex : Géométrie des molécules : Le mercapta (,5pt) «Vers 8h ludi javier 0 ue réactio chimique a décleché les émaatios de mercapta, u marqueur olfactif de type gaz de ville. Le om chimique de ce gaz est «méthaethiol» (formule CH S). Das la uit de ludi à mardi l odeur, poussée par les vets, a remoté la vallée de la Seie jusqu à gager les rues de Paris. L odeur a même traversé la Mache.» «Les fiches de sécurité fraçaises classifiet le méthaethiol comme extrêmemet iflammable et ocif. Il est toxique à hautes cocetratios par ihalatio et affecte le système erveux cetral e provoquat des maux de tête, des ausées et ue irritatio du système respiratoire. So odeur permet éamois e pricipe d'éviter toute itoxicatio...» Wikipédia Ecrire la structure électroique des atomes d'hydrogèe(z=), de carboe(z=6) et de soufre(z=6). Etablir la représetatio de Lewis de la molécule. Préciser le ombre de doublets liats et o-liats pour le carboe et le soufre. Quelle est la géométrie autour du carboe et du soufre? Ex 5 : Géométrie des molécules : L acrylamide (,5pt) L acrylamide peut apparaître lors de la cuisso à plus de 0 C des alimets riches e amido et e protéies. Etablir la représetatio de Lewis de l acrylamide. Quelle est la géométrie autour des atomes de carboe et d azote? La molécule peut-elle préseter ue isomérie Z/E? Expliquer. The most icomprehesible thig about the world is that it is comprehesible. Albert Estei

3 Devoir scieces physique S février 0 Correctio Ex : Réactios ucléaires : (pt) justifier chaque répose par l'écriture des équatios de coservatio. 7 W est radioactif α. Il se désitègre e: 7 76 Hf ; 7 Ta ; 75 Re ; 7 W? 7 W 7 76 Hf + He + γ 7 W se désitègre e 7 76 Hf Détermier le ombre x de eutros produits lors de la réactio de fissio de l'uraium : 9 5 U La Br + 0 Détermier les ombres A et Z de l'élémet X produit lors de la fissio du plutoium: 9 9 Pu Mo X + 0 Par quel type de désitégratio se fait la trasformatio du carboe e azote? carboe (Z= 6) ; azote (Z=7) 6 C 7 N + -0 e- + γ doc c'est ue désitégratio béta mois (β - ) Ex : La fusio (6pt) O se propose de vérifier l'affirmatio suivate: " L d'eau de mer cotiet du deutérium permettat d'obteir autat d'éergie que 800L d'essece." La réactio de fusio etre u oyau de deutérium H et u oyau de tritium H coduit à u oyau d'hélium He et à u eutro. Ecrire la réactio de fusio citée das le texte. H + H He + 0 Calculer l'éergie dégagée par la fusio d'u oyau de deutérium et d'u oyau de tritium. Δm = (m hélium + m eutro ) (m deutérium + m tritium ) Δm = -,5.0-9 kg E libérée = Δm.c = -, J Sachat que la cocetratio massique e deutérium de l'eau de mer est de mg/l, calculer l'éergie libérée par le deutérium coteu das L d'eau de mer. L'éergie précédete est obteue pour u oyau de deutérium (, kg) Das L d'eau, o a.0-6 kg de deutérium. L d'eau peut doc libérer E =, (.0-6 ) / (, ) =,8.0 0 J Sachat que le pouvoir calorifique de l'essece vaut,5.0 7 J.L -, commeter l'affirmatio proposée. L d'essece produit,5.0 7 J. Il faudrait doc 795 L d'essece soit eviro 800 L pour obteir la même éergie. Doées: E libérée = Δm.c ; c = m.s - ; N A = 6,0.0 mol - Noyau ou particule Masse(kg) deutérium H,58.0-7

4 tritium H 5, He 6, , Ex : Oxyde de fer (5pt) (loi de Coulomb) L oxyde de fer Fe O est u cristal ioique appelé hématite. Charge élémetaire : e =,6.0-9 C ; Costate pour l'iteractio électrique : k = 9,0.0 9 U.S.I. Costate de gravitatio uiverselle : G = 6, U.S.I Costate d'avogadro : N A = 6,0.0 Masse molaire du fer : 56 g/mol Distace etre ios fer das l'hématite : d = 6, m Rappeler la loi de Coulomb et préciser l'uité de k das le S.I. loi de Coulomb : Voir cours k = F.d²/(q.q ) k s'exprime doc e N.m.C - Détermier la structure électroique de l oxygèe (Z = 8) et e déduire la formule de l io oxygèe. (K) (L) 6 doc d'après la règle de l'octet l'oxygèe cherche à gager électros doc io O -. Le cristal état électriquemet eutre, e déduire la charge de l'io fer das l'hématite. L'oxygèe porte charges égatives doc pour oxygèes cela fait 6 charges égatives. Le cristal état électriquemet eutre, les ios fer portet doc 6 charges positives. Il sagit doc de l'io Fe +. Calculer la valeur de la force électrique etre deux ios de fer das l'hématite. Cette force est-elle attractive ou répulsive? F = k.q(fe + ).q(fe + )/d F = 9,0.0 9.(.,6.0-9 ) /(6, ) F =,.0-9 N Motrer par calcul que la masse des atomes de fer est bie de 9,.0-6 kg Ue mole d'atomes de fer pèse 56g et cotiet 6,0.0 atomes doc u atome pèse /(6,0.0 ) = 9,.0-6 kg puis motrer par le calcul que l'iteractio gravitatioelle etre les ios se églige F = G.m(Fe + ).m(fe + )/d F = 6, (9,.0-6 ) /(6, ) F =,.0 - N La force de gravitatio est totalemet égligeable devat le force électrique. 5 Commet expliquez vous alors la cohésio du cristal d'hématite? O l'explique par la force d'attractio électrique etre les ios fer (positivemet chargés) et les ios oxygèe(agativemet chargés) Ex : Géométrie des molécules : Le mercapta (,5pt) «Vers 8h ludi javier 0 ue réactio chimique a décleché les émaatios de mercapta, u marqueur olfactif de type gaz de ville. Le om chimique de ce gaz est «méthaethiol» (formule CH S). Das la uit de ludi à mardi l odeur, poussée par les vets, a

5 remoté la vallée de la Seie jusqu à gager les rues de Paris. L odeur a même traversé la Mache.» «Les fiches de sécurité fraçaises classifiet le méthaethiol comme extrêmemet iflammable et ocif. Il est toxique à hautes cocetratios par ihalatio et affecte le système erveux cetral e provoquat des maux de tête, des ausées et ue irritatio du système respiratoire. So odeur permet éamois e pricipe d'éviter toute itoxicatio...» Wikipédia Ecrire la structure électroique des atomes d'hydrogèe(z=), de carboe(z=6) et de soufre(z=6). H : (K) C : (K) (L) S : (K) (L) 8 (M) 6 Etablir la représetatio de Lewis de la molécule. Préciser le ombre de doublets liats et o-liats pour le carboe et le soufre. CH -S-H Il faut e plus placer doublets o liats sur l'atome de soufre Quelle est la géométrie autour du carboe et du soufre? Pour C : doublets liats avec liaiso simple soit uages électroiques doc structure tétraèdrique (agles 09 eviro etre les liaisos). Pour S : doublets liats avec liaiso simple et doublets o liats soit uages électroiques doc structure tétraèdrique (agles 09 eviro etre les liaisos). Ex 5 : Géométrie des molécules : L acrylamide (,5pt) L acrylamide peut apparaître lors de la cuisso à plus de 0 C des alimets riches e amido et e protéies. Etablir la représetatio de Lewis de l acrylamide. Formule semi-développée : CH =CH-CO-NH Formule de Lewis : pour l'oxygèe :o ajoutera doublets o liats e plus des doublets liats pour l'azote : o ajoutera doublets o liats e plus des doublets liats Quelle est la géométrie autour des atomes de carboe et d azote? carboes avec double liaiso : uages électroiques doc structure trigoale pla ( 0 d'agle etre les liaisos) carboe lié à l'oxygèe : uages électroiques doc structure trigoale pla ( 0 d'agle etre les liaisos) azote : uages électrique ( liat et o liat) doc structure tétraédrique (09 d'agle eviro etre les liaisos) La molécule peut-elle préseter ue isomérie Z/E? Expliquer. Il 'y a pas d'isomérie Z ou E car si l'o iverse les atomes d'hydrogèe cela e chage rie. Pour avoir ue isomérie Z ou E il faut que les groupes situés sur u même carboe soiet différets.