Collège NotreDame de Jamhour Examen de Chimie

Collège Notre­Dame
de Jamhour
Présenter le travail avec un souci d’ordre et de soin
L’utilisation de la calculatrice est autorisée
Examen de Chimie
Classe de Terminale S (SV)
Date : 9 janvier 2010
Durée : 105 minutes
Exercice I (22 points)
Etude cinétique de la réaction de décomposition de l’oxyde de diazote
L’oxyde de diazote se décompose selon la réaction lente et totale d’équation :
2 N 2 O (g) = 2 N 2 (g) + O 2 (g)
On veut étudier la cinétique de cette réaction. Pour cela, on considère une enceinte de volume V= 2,0 L
contenant initialement de l’oxyde de diazote, et on mesure la pression dans l’enceinte à différentes dates t
(voir tableau ci­ dessous).
La température reste constante et égale à q = 600˚C. On considère que les gaz sont parfaits.
t(min) 0 12 25 45 90
P (10 5 . Pa) 1,013 1,076 1,135 1,211 1,331
On donne la constante des gaz parfaits R= 8,31 S.I.
Partie A relative au programme français ( 11 points)
1. Déterminer la quantité n 0 d’oxyde de diazote présent à l’état initial. (1,5 pt)
2. Établir le tableau d’avancement de la réaction. (1,5 pt)
3. En déduire la quantité n de gaz présent à l’instant t en fonction de x. (1,5 pt)
4. Déterminer la relation entre x et P. (1,5 pt)
5. En déduire valeur de x à chaque instant t. (1,5 pt)
6. Tracer sur le papier millimétré la courbe donnant x en fonction de t. (2 pts)
7. Définir et déterminer le temps de demi­réaction (1,5 pt)
Partie B relative au programme libanais ( 11 points)
On détermine, à partir de la mesure de la pression (effectuée dans la partie A) la concentration du
dioxygène, [O 2 ], à chaque instant t. Puis on trace la courbe [O 2 ] = f(t) (voir courbe ci­dessous).
1/3

60
[O 2 ] (mol.m ­3 )
50
40
30
20
10
0
t (min)
0 50 100 150 200
La courbe [O 2 ] = f(t)
1. Décrire comment déterminer, graphiquement à un instant t, la vitesse de cette réaction. (2 pts)
2. En déduire une relation entre la vitesse de réaction et la vitesse de disparition de N 2 O. (1,5 pt)
3. Déduire le facteur cinétique responsable de l'évolution de cette vitesse au cours du temps. (1,5
pt)
4. On reprend la même étude dans le même récipient à une température θ 1 > θ. Préciser, en
justifiant la réponse, l'effet de l'élévation de la température sur :
4.1­ La vitesse de la réaction. (1 pt)
4.2­ La concentration du gaz O 2 , [O 2 ] ∞ , à la fin de la réaction. (1 pt)
5. Déterminer la masse molaire moyenne du mélange gazeux dans l’enceinte à la date t = 50 min.
(4 pts)
Données : M(N) = 14,0.g.mol ­1 ; M(O) = 16,0.g.mol ­1
Exercice II ( 8 points)
Valeur énergétique d’un aliment
Partie commune aux deux programmes libanais et français
Le métabolisme humain est aérobie : il consomme du dioxygène. L’organisme rejetant du dioxyde de
carbone CO 2(g) et de l’eau H 2 O (g) , on peut considérer que la transformation chimique des aliments est
modélisée par une combustion.
1. Ecrire l’équation de la réaction de combustion de la Leucine, de formule brute C 6 H 13 O 2 N, un
acide aminé constituant des protéines. On considère que la combustion libère aussi du diazote,
N 2(g) . (2 pts)
2/3

2. La formule semi­développée de la leucine est :
(CH 3 ) 2 CH­ CH 2 – CH ­ COOH
3. Calculer l’énergie libérée lors de la combustion d’une mole de leucine (on considère que la
leucine est à l’état gazeux). (4 pts)
NH 2
4. La valeur énergétique d’un aliment est égale à la quantité d’énergie libérée lors de la
combustion d’un kilogramme de cet aliment dans le dioxygène. Calculer la valeur énergétique
(en KJ. Kg ­1 ) d’un aliment constitué de leucine. (2 pts)
Données :
· Masses molaires atomiques (en g.mol ­1 )
M(H) = 1,0 ; M(C) = 12,0 ; M(N) = 14,0 ; M(O) = 16,0.
· Energies de liaison (en KJ. mol ­1 ) :
D C­H = 415; D C­C = 345; D O=O = 498; D C= O = 804 ; D O­H = 463 ; D N≡N = 418;
D N­H = 391; D C­N = 292; D C­O = 357.
3/3