PREPARATION BAC 2023 – Chimie Tle C&D. BAC Blanc 2019

-EXAMEN :	BAC BLANC	ÉPREUVE :	CHIMIE	SESSION :	Mai 2020
SÉRIES :	C&D	COEF :	02	DURÉE :	03 Heures

                    MINESEC  –   LYCEE DE BATI

EXERCICE I : CHIMIE ORGANIQUE/6points

1. Écrire les formules semi-développées des composés suivants :

a) anhydride benzoïque ; b)  N,N-diéthylbenzamide.                                                   0,25+0,25pt

• QCM : Choisir la bonne réponse parmi celles proposées : La formule brute C₆H₁₄O peut représenter :

a) 2,2-diméthylbutan-3-ol ; b) 2,2-diméthylbutanal ; c) 3,3-diméthylbutan-2-ol.    0,25pt

• On fait réagir un acide carboxylique A de masse molaire M_A = 102 g/mol avec le chlorure de thionyle SOCl₂, pour former un produit liquide B
  • Sachant que A possède un groupe alkyl à chaine ramifiée et un carbone asymétrique, donner sa formule semi-développée.                                                                                                          0,75pt
  • Écrire l’équation-bilan de la réaction  qui se produit, puis nommer A et B.                        1pt
  • Quelle masse de composé B obtient-on, si on utilise 20 g de A pur à 90% ?                                         0,5pt
  • Représenter les deux énantiomères en perspective de la molécule de A.                           0,5pt
• On fait réagir B avec l’éthanamine pour former un composé C
  • Écrire l’équation-bilan de la réaction et nommer C.                                                         0,75pt
  • À quelle famille de composés appartient C.                                                                        0,25pt
• Un acide α-aminé a pour formule CH₃-CH(NH₂)-COOH.
  • Donner son nom systématique.                                                                                               0,25pt
  • Définir zwitterion et donner sa représentation pour l’acide α-aminé précédent.      0,5pt
  • Deux molécules de cet acide peuvent s’associer pour former un dipeptide.

Écrire l’équation-bilan de la réaction, en mettant en évidence la liaison peptidique. 0,5pt

• Donner le nom de ce dipeptide en utilisant les abréviations conventionnelles.        0,25pt

C : 12 ; H : 1 ; O : 16 ; Cl : 35,5 en g/mol

EXERCICE 2 : CHIMIE GÉNÉRALE (4points)

Les niveaux d’énergie possibles de l’atome d’hydrogène sont donnés par la relation E_n = E_o/n² avec E_o = -13,6 eV et n le numéro du niveau d’énergie.

1-A quoi correspond l’état fondamental d’un atome d’hydrogène ?

Préciser la valeur de n lorsque l’atome d’hydrogène est à l’état fondamental.                             0,5pt

2-Qu’appelle-t-on énergie d’ionisation ? Calculer l’énergie d’ionisation (en eV et en joule) de cet atome. 1pt

3-A quoi correspondent les différentes raies de l’atome d’hydrogène ? Déterminer la longueur d’onde minimale correspondant à la série de Balmer.                                                            (0,25+ 0,5)pt

4-Pris dans son état fondamental, l’atome d’hydrogène est excité et son électron passe du niveau 1 au niveau 4

4.1-Quelle est la valeur, en eV, de l’énergie reçue ?                                                                              0,5pt

4.2-Quelle est la fréquence ν de la radiation émise lors du retour à son état fondamental ?      0,5pt

5-On envoie sur les atomes d’hydrogène une radiation de fréquence ν_o = 2×10¹⁵ Hz. Cette radiation sera-t-elle absorbée ? Justifier la réponse.                                                                                                     0,75pt

Données : 1ev = 1,6.10^-19J ; Constante de Planck : h = 6,63.10^-34J.s

EXERCICE 3 : ACIDES ET BASES (6points)

NB : Les solutions sont faites à 25^oC.

1-On réalise le dosage de 10 mL d’une solution aqueuse d’acide méthanoïque par une solution aqueuse décimolaire d’hydroxyde de sodium. Les variations de pH en fonction du volume de la solution d’hydroxyde de sodium versée sont données dans le tableau 1.

Tableau 1 : Résultats des mesures effectuées lors du dosage de l’acide méthanoïque par l’hydroxyde de sodium.

Vb(mL)	0	0,5	1	2	3	4	5	6	6,5	6,75	7	7,25	7,4	7,5	7,6
pH	2,35	2,6	2,85	3,25	3,4	3,6	3,8	4,1	4,25	4,4	4,5	4,75	5	5,3	6,1
Vb(mL)	7,7	7,8	7,9	8	8,1	8,35	9	9,5	10	11	12
pH	8,6	10,1	10,5	10,85	11	11,3	11,6	11,8	11,9	12	12,2

1.1-Tracer la courbe représentant les variations du pH en fonction du volume V_b de la solution d’hydroxyde de sodium versée.                                                                                                                 1pt

1.2-Déterminer les coordonnées du point équivalent par la méthode des tangentes.             0,5pt

1.3-Ecrire l’équation-bilan de la réaction qui se produit au cours du dosage.                          0,25pt

1.4-Calculer la concentration molaire de la solution d’acide méthanoïque.                              0,25pt

1.5-Déterminer graphiquement les coordonnées du point de demi-équivalence et en déduire le pKa du couple acide méthanoïque/ion méthanoate.                                                                       0,75pt

1.6-On peut également réaliser ce dosage en présence d’un indicateur coloré. Parmi les indicateurs colorés présentés dans le tableau 2, indiquer celui qu’il est convenable d’employer et justifier votre choix.           0,5pt

Tableau 2 : Zone de virage de quelques indicateurs colorés.

Nom de l’indicateur coloré	Zone approximative de virage
Rouge de méthyle	4,2 – 6,2
Bleu de bromothymol	6 – 7,6
Phénolphtaléine	8,1 – 10

2-On prépare une solution aqueuse d’éthylamine (CH₃ – CH₂ – NH₂) de concentration molaire 1,3×10^-2 mol/L. Le pH de la solution est égal à 11,3.

2.1-Ecrire l’équation-bilan de l’action de l’eau sur l’éthylamine.                                                  0,25pt

2.2-Faire l’inventaire des espèces chimiques présentes dans cette solution et calculer la concentration de chacunede ces espèces.                                                                                                                         0,25+1pt

2.3-Calculer la constante d’acidité Ka et le pKa du couple C₂H₅NH₃⁺/ C₂H₅NH₂.                       0,75pt

2.4-On considère le  couple NH₄⁺/NH₃ dont le pKa est égal à 9,3. Comparer la force de l’ion éthylammonium à celle de l’ion ammonium et justifier votre réponse.                                          0,5pt

EXERCICE 4 : TYPE EXPÉRIMENTAL (4points)

Un groupe d’élève désire réaliser une réaction de saponification dans un laboratoire.

A l’instant t = 0s les élèves mélangent 1L d’une solution d’éthanoate d’éthyle de concentration C₁ = 0,01mol/L avec 1L d’une solution d’hydroxyde de sodium de concentration C₂ = 0,01mol/L.

1. Écrire l’équation bilan de la réaction de saponification qui se produit.                        0,5pt
2. Schématiser et nommer une verrerie de laboratoire utilisée pour cette préparation. 0,5pt
3. Déterminer la concentration des ions hydroxydes dans le mélange à l’instant t = 0s. 0,5pt
4. Par dosage de prélèvement, on détermine la concentration des ions hydroxydes à différentes date et on trouve :

Date t (min)	2	4	6	8	10	12	14	16
(×10-4mol/L)	37	27	19	15	12,5	11	10	9
(×10-4mol/L)

Montrer que le calcul pour un prélèvement donné, la concentration d’éthanol formé est et compléter le tableau ci-dessus.                                                        (0,5+0,75)pt

• Représenter graphiquement la courbe donnant la variation de la concentration de C₂H₅OH en fonction du temps.   Échelle : 1cm→ 2min ; 1cm → 5.10^-4mol.L^-1.                        0,75pt
• Déterminer vitesse instantanée de formation de l’éthanol  à l’instant t = 5min.                                               0,5pt

GRAPHE DE L’EXERCICE 3                                                                                                   N° ANONYMAT : …………………….

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GRAPHE DE L’EXERCICE 4