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REPUBLIQUE DU BENIN ANNEE SCOLAIRE : 2024 - 2025
GROUPE : LES INTELLOS
CONTRÔLE DE CONNAISSANCE
Classe : 1
ère
C & D Épreuve de : PCT Durée : 3h
Compétences évaluées
Compétence disciplinaire
CD1 : Élaborer une explication d’un fait ou d’un phénomène de son environnement naturel ou construit
en mettant en de raisonnement propres à la Physique, à la Chimie et à la Technologie.
Compétences transversales :
CTV1 : Exploiter l’information disponible.
CTV8 : Communiquer de façon œuvre les modes précise et appropriée.
A- CHIMIE ET TECHNOLOGIE
Contexte
Les laboratoires de chimie sont des lieux par excellence d’analyse, de synthèse et de beaucoup d’autres
activités de recherches scientifiques. En lien avec lesdites compétences, un laboratoire a reçu la
mission de déterminer :
- le volume de para nitrotoluène lors d’une synthèse de nitrotoluène
- la formule semi-développée de quelques composés
- l’hydrolyse d’un ester E.
À cet effet, des expériences et des tests nécessaires ont été réalisés.
Support
À propos de la Réaction d’estérification (expérience 2)
Pour étudier une réaction d’estérification, on mélange
m
1
=30g d’acide éthanoïque et
m
2
=37gde butan-1-ol. On
repartit ensuite le mélange à part égale dans 10 ampoules. On ajoute 3 gouttes d’acide sulfurique concentré dans
chaque ampoule puis les ampoules sont scellées et placées dans un bain-marie à 100°C. A différentes dates t, on
dose l’acide éthanoïque restant dans une ampoule. Les résultats sont consignés dans le tableau ci-dessous :
t(min)
2 5 8 12 16 20 25 30 40 50
n a
(CH 3
COOH)
restant
0,
4
0,031 0.026 0.
2
0,
04
0,0192 0,
2
0,
8
0,
2
0,
n
e
On donne en g.mol
: C : 12 ; O : 16 ; H : 1.
Echelle :
À propos de l’hydrolyse de l’ester E
L’hydrolyse de l’ester E de masse volumique ρ =5,179 g. L
− 1
donne l’éthanol et un acide
carboxylique D à chaîne carboné ramifiée.
Un mélange de 0,5 mol de E et de 0.5 mol d’eau donne, au bout de 60 h, un nombre de mol
n
a
=0.165 mol d’acide carboxylique qui ne varie plus au cours du temps.
Le volume molaire gazeux vaut
V
0
= 22 , 4 L
Tableau 1 : Quelques composés
Formules semi-développées Noms Fonctions
chimiques
CH
3
− CH
CH
3
− CHOH − CH
2
− CH
3
2,4-diméthylpentanal
CH
3
− CH
CH
3
− CO − CH
2
− CH
3
Méthoxypropane
TD 19
Dirigé par : GOUNOU M. Gérald Tél : 01 90 21 21 84
CH
3
− CH
CH
3
− CH
CH
3
− CH
2
− COOH
2-méthylpropanoate
de 1-méthylpropyle
C
2
H
5
− CH
CH
3
− CH
2
− CHO
4-éthyl-2,2-
diméthylhexan-3-
one
CH
3
− CH
CH
3
− COO − CH
2
− CH
CH
3
− CH
3
3-éthyl-5-
méthylhexan-3-ol
CH
3
− CH
CH
3
− CH
2
− O − CH
CH
3
− CH
3
Acide 2-éthyl-3,3-
diméthylbutanoïqu
e
À propos de l’identification des composés X ;
A
1
A
2
A
3
et
A
4
Le composé X est un alcène. L’hydratation en milieu acide de X de densité par rapport à l’air
d=2,414 donne deux produits A et B. Le composé A n’est pas oxydable par les oxydants usuels.
L’oxydation ménagée en solution de B conduit à un composé organique C qui, traité par la 2,4-DNPH,
donne un précipité jaune mais il est sans action sur le réactif de Schiff.
Les quatre mono alcools
A
1
A
2
A
3
et
A
4
ont la même formule brute. L’alcool
A
1
a une chaîne
carbonée ramifiée. La molécule de chacun de ces alcools renferme 21,62% d’oxygène en masse.
Les résultats des tests effectués sur les mono alcools
A
1
A
2
A
3
et
A
4
se présentent dans les
tableaux 2 et 3 ci-après :
Tableau 2
Mono alcool
A
1
A
2
A
3
A
4
Résultat de l’action de l’ion dichromate
en milieu acide utilisé en défaut sur
chaque mono alcool
Solution
verte
Solution jaune-
orangée
Solution
verte
Solution
verte
Tableau 3
2,4-DNPH Liqueur de
Fehling
Réactif de Tollens
Produit issu de l’oxydation
ménagée de
A
1
Produit issu de l’oxydation
ménagée de
A
3
Produit issu de l’oxydation
ménagée de
A
4
Autre information : Le signe "+" indique que le test est positif et le signe "-" indique le test est
négatif.
Données générales : Masses molaires atomiques en g. mol
− 1
: H : 1 ; C : 12 ; O : 16 ; N : 14
Tâche : Expliquer des faits et prendre position.
PARTIE I Mobilisation des ressources
1.1. Écrire l’équation-bilan de la mono nitration du toluène puis compléter le tableau ci-dessous :
Familles des composés
organiques oxygénés.
Groupe fonctionnel
caractéristique.
Formule brute générale.
Alcool
Ether-oxyde
Aldéhyde
Cétone
x = v. t
y =
qE
2 m
t
2
; avec t
le temps en seconde
et v
la vitesse d’un ion en O
2
Distance entre les plaques A et B :
d = 10 cm ; longueur des plaques A et B :
l = 20 cm
Masse d’un ion X
+¿
Z
A
¿: m = A. u avec u l’unité de masse atomique
u = 1 , 67. 10
− 27
kg
Charge élémentaire : e = 1 , 6. 10
− 19
C
U
O
= V
P
1
− V
P
2
|
U
O
|
4
V ;
U = V
A
− V
B
= 4000 V
À propos de la représentation du champ
électrostatique résultant et ses caractéristiques
Autres informations : K =
4 πε
9
U. SI et ε lapermitivité du vide
Tâche : Expliquer des faits puis prendre position.
Partie 1 : Mobilisation des ressources
1.1. Définir le champ électrostatique puis dire comment obtenir un champ électrique uniforme.
1.2. Établir l’expression du travail de la force électrostatique
Fe
exercée sur une particule chargée qui
se déplace d’un M à un point N à l’intérieur d’un champ électrique
E
1.3. Préciser dans quel cas le champ électrostatique est :
a°) centrifuge ;
b°) centripète
En supposant une région de l’espace dans laquelle sont placées deux charges q et q’, utilise l’énoncé de
la loi de Coulomb pour expliquer les différentes interactions électriques qui peuvent avoir lieu entre ces
deux charges
Partie 2 : Résolution de problèmes
2.1. Donner le signe de la tension
U
O
2.2. Comparer les énergies cinétiques des deux sortes d’ions en
O
2
. Calculer les vitesses v et v
'
puis
établir la relation
( β ) .
2.3. Exprimer à partir des équations horaires, l’équation cartésienne de la trajectoire d’un ion Li
+¿ ¿
en
fonction de
U
O
U
et
d puis calculer l’ordonnée
y
S
du point de sortie S des ions.
Cas 2 : On place respectivement aux
points A, B, C et D les charges
électriques 𝑞𝐴= −𝑞𝐵= 10 𝜇𝐶
La norme du champ électrostatique créé en
O par la charge ponctuelle 𝑞 𝐴
est 𝐸 0
= 9.
10
6
𝑉. 𝑚
−
Echelle : 2 𝑐𝑚 → 9.
6
𝑉. 𝑚
−
Cas 1 : On place respectivement aux points C, D et
E les charges électriques
q
C
= q
E
=− 10 μC et q
D
= 20 μC tels que
CE = 8 cm ;O
'
C = O
'
E = 4
√
2 cm
60°
O’
C
D
E
Figure 3
q
O
= 2 , 5 μC
Figure 2
3.1. Représenter le champ créé par l’ensemble des charges au point O et donner ses caractéristiques
(Figure n°2)
3.2. Représenter le champ créé par l’ensemble des charges au point O’ et donner ses caractéristiques
(Figure n°3).
3.3. Déterminer l’intensité de la force électrostatique exercée par l’ensemble des charges au point O
lorsqu’il est placé en ce point une charge
q
O
