| Niveau | 2e année collège |
|---|---|
| Matière | Physique-chimie |
| Semestre | semestre 1 |
| Devoir | Devoir n° 2 |
| Durée | 1 heure |
| Barème | sur 20 |
| Leçons | La combustion du butane : combustion complète et incomplète, Atomes et molécules : symboles et formules, corps simple et corps composé, La réaction chimique : équation de la réaction et conservation de la masse, Dangers des combustions et pollution de l'air |
| Programme | Orientations pédagogiques et programmes de l'enseignement de la physique-chimie au cycle secondaire collégial – Ministère de l'Éducation nationale |
Devoirs modèles rédigés par l'équipe Wadifa Info, conformes au programme officiel, non officiels.
Énoncé
Exercice 1 : Connaissances (5 pts)
- Compléter : le butane brûle de façon complète lorsque la quantité de dioxygène est …… ; la flamme est alors de couleur …… et la combustion produit du dioxyde de carbone et de l'…… . Lors d'une combustion incomplète, la flamme est …… et éclairante ; elle produit aussi du …… (la suie) et un gaz toxique, le …… .
- Répondre par « vrai » ou « faux » et corriger ce qui est faux :
- a) Une molécule est formée d'atomes liés entre eux.
- b) La molécule de dioxygène est formée de deux atomes différents.
- c) Au cours d'une réaction chimique, certains atomes disparaissent.
- d) Le symbole de l'atome de carbone est C.
Exercice 2 : Atomes et molécules (5 pts)
- Recopier et compléter le tableau suivant :
Molécule Formule Nombre et nature des atomes dioxygène O2 … eau … … dioxyde de carbone CO2 … butane … … - Classer les corps suivants en corps simples et corps composés, en justifiant : dioxygène O2 ; dihydrogène H2 ; eau H2O ; dioxyde de carbone CO2
Exercice 3 : Équation de réaction et conservation de la masse (5 pts)
- Équilibrer les équations suivantes en plaçant les coefficients convenables :
- a) …H2 + O2 → …H2O
- b) …C + O2 → …CO
- c) 2C4H10 + …O2 → …CO2 + …H2O
- On brûle 6 g de carbone dans un flacon contenant 20 g de dioxygène. À la fin de la réaction, tout le carbone a disparu et il reste 4 g de dioxygène qui n'ont pas réagi.
- a) Énoncer la loi de conservation de la masse.
- b) Calculer la masse de dioxyde de carbone formé.
Exercice 4 : Dangers des combustions et pollution de l'air (5 pts)
Une famille utilise un chauffe-eau à gaz butane installé dans une petite salle de bain sans fenêtre ni aération. Après une douche, un membre de la famille a mal à la tête et des vertiges ; il remarque que la flamme du chauffe-eau est jaune.
- Quel type de combustion se produit dans le chauffe-eau ? Justifier.
- Quel gaz est responsable de ces symptômes ? Pourquoi est-il très dangereux ?
- Proposer trois précautions pour éviter cet accident.
- Citer deux polluants de l'air produits par les combustions, avec une source pour chacun.
Afficher le corrigé et le barème
Exercice 1 : Connaissances
- suffisante ; bleue ; eau ; jaune ; carbone ; monoxyde de carbone.
- a) Vrai. b) Faux : elle est formée de deux atomes identiques d'oxygène (O2). c) Faux : au cours d'une réaction chimique, les atomes se conservent (nature et nombre) ; ce sont les molécules des réactifs qui disparaissent et de nouvelles molécules qui se forment. d) Vrai.
Barème : Q1 : 3 pts (0,5 par vide) ; Q2 : 2 pts (0,5 par phrase).
Exercice 2 : Atomes et molécules
Molécule Formule Nombre et nature des atomes dioxygène O2 deux atomes d'oxygène eau H2O deux atomes d'hydrogène et un atome d'oxygène dioxyde de carbone CO2 un atome de carbone et deux atomes d'oxygène butane C4H10 4 atomes de carbone et 10 atomes d'hydrogène - Corps simples (molécules formées d'une seule sorte d'atomes) : O2 et H2. Corps composés (molécules formées de deux sortes d'atomes ou plus) : H2O et CO2.
Barème : Q1 : 3 pts (0,5 par case) ; Q2 : 2 pts (0,5 par corps).
Exercice 3 : Équation de réaction et conservation de la masse
- a) 2H2 + O2 → 2H2O
- b) 2C + O2 → 2CO
- c) 2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O (vérification : 8 atomes C, 20 atomes H et 26 atomes O de chaque côté).
- a) Au cours d'une réaction chimique, la somme des masses des réactifs qui disparaissent est égale à la somme des masses des produits formés.
- b) Masse de dioxygène qui a réagi : 20 − 4 = 16 g. Donc m(CO2) = 6 + 16 = 22 g.
Barème : Q1 a : 1 pt ; Q1 b : 1 pt ; Q1 c : 1,5 pt ; Q2 a : 0,5 pt ; Q2 b : 1 pt.
Exercice 4 : Dangers des combustions et pollution de l'air
- Combustion incomplète, car la flamme est jaune et l'absence d'aération rend la quantité de dioxygène insuffisante.
- Le monoxyde de carbone CO : gaz toxique, incolore et inodore, donc impossible à sentir ; il empêche le sang de transporter le dioxygène et peut provoquer l'asphyxie et la mort.
- Exemples : installer le chauffe-eau hors de la salle de bain ou dans un endroit bien aéré ; prévoir des aérations permanentes ; faire entretenir régulièrement le chauffe-eau par un professionnel ; dès les premiers maux de tête, éteindre l'appareil, ouvrir la fenêtre et sortir.
- Exemples : le dioxyde de carbone (combustion des carburants dans les voitures et les usines) ; le monoxyde de carbone (combustion incomplète dans les moteurs et les chauffe-eau) ; la suie et les fumées (brûlage des déchets et du charbon).
Barème : Q1 : 1,25 pt ; Q2 : 1,25 pt ; Q3 : 1,5 pt (0,5 par précaution) ; Q4 : 1 pt (0,5 par polluant avec sa source).
Barème
| Exercice 1 : Connaissances | 5 pts |
| Exercice 2 : Atomes et molécules | 5 pts |
| Exercice 3 : Équation de réaction et conservation de la masse | 5 pts |
| Exercice 4 : Dangers des combustions et pollution de l'air | 5 pts |
| Total | 20 pts |
|---|
Conseils de révision
- Combustion complète du butane : flamme bleue ; produits : dioxyde de carbone et eau.
- Le monoxyde de carbone est un gaz toxique, incolore et inodore : l'aération est indispensable.
- Pour équilibrer une équation, compter les atomes de chaque élément des deux côtés.
- Masse des réactifs disparus = masse des produits formés.
Autres devoirs de Physique-chimie – 2e année collège
- Devoir 1 – semestre 1 (modèle 1)
- Devoir 1 – semestre 2 (modèle 1)
- Devoir 1 – semestre 1 (modèle 1) — en arabe
- Devoir 1 – semestre 2 (modèle 1) — en arabe
