Devoir surveillé n°1 semestre 1 – Physique-chimie 2AC (option française)

1. Compléter : l'air est un mélange composé principalement de deux gaz : le …… (environ 78 % de son volume) et le …… (environ 21 %). L'air est compressible et …… . Dans les conditions ordinaires, la masse d'un litre d'air est d'environ …… . La pression d'un gaz se mesure avec un appareil appelé …… ; son unité dans le Système international est le …… .
2. Décrire le modèle moléculaire de l'air, puis l'utiliser pour expliquer la compressibilité de l'air.

Une salle de classe a la forme d'un pavé droit : longueur 7 m, largeur 6 m, hauteur 3 m.

1. Calculer le volume d'air contenu dans la salle en m³.
2. Calculer le volume de dioxygène et le volume de diazote dans cette salle.
3. Sachant que la masse de 1 L d'air est 1,3 g, calculer la masse de l'air de la salle en kg.

1. Convertir : 1,8 bar = …… Pa ; 101 300 Pa = …… bar ; 2,5 bar = …… Pa ; 1013 hPa = …… Pa (on donne 1 bar = 100 000 Pa et 1 hPa = 100 Pa).
2. On bouche une seringue contenant 60 mL d'air, reliée à un manomètre qui indique 1 bar. On pousse le piston jusqu'à ce que le volume de l'air devienne 30 mL : le manomètre indique alors 2 bar.
   • a) Comment varient le volume et la pression de l'air ?
   • b) La quantité d'air dans la seringue a-t-elle changé ? Justifier.
   • c) Expliquer l'augmentation de la pression à l'aide du modèle moléculaire.

On chauffe un morceau de charbon de bois (carbone) jusqu'à l'incandescence, puis on l'introduit dans un flacon rempli de dioxygène : le charbon brûle avec un vif éclat puis disparaît peu à peu. À la fin de la combustion, on verse un peu d'eau de chaux dans le flacon et on agite : l'eau de chaux se trouble.

1. Préciser les réactifs et le produit de cette transformation.
2. Quel est le rôle de l'eau de chaux dans cette expérience ?
3. Écrire le bilan de la réaction en mots.
4. Pourquoi le charbon brûle-t-il plus vivement dans le dioxygène pur que dans l'air ?
5. Citer les trois éléments nécessaires à une combustion.