Terminale S Sciences Physiques - yb-isn.fr · la lumière des phares d’une voiture une bourrasque de vent le son émis par un piano 2.b. Le phénomène suivant n’est pas une onde

Madame Staat, Année 2015-2016 1

Terminale S – Sciences Physiques

Thème 1 : Ondes et Matière

Chapitre 1 – Ondes et particules, supports d’information

Chapitre 2 – Caractéristiques des ondes

Chapitre 3 – Ondes sonores

Chapitre 4 – Diffraction des ondes

Chapitre 5 – Interférences

Chapitre 6 – Spectres UV – visibles et IR

Chapitre 7 – Spectres de RMN

Thème 2 : Lois et Modèles

Chapitre 8 – Principes d’inertie et quantité de mouvement

Chapitre 9 – Lois de Newton

Chapitre 10 – Mouvements des satellites et planètes

Chapitre 11 – Les oscillateurs et la mesure du temps

Chapitre 12 – Relativité du temps

Chapitre 13 – Temps et évolution chimique - Cinétique et catalyse

Chapitre 14 – Stéréo-isomérie des solutions organiques

Chapitre 15 – Transformation en chimie organique

Chapitre 16 – Théorie de Brönsted. Notion d’équilibre chimique

Chapitre 17 – Couples acide faible / base faible. Solution tampon

Chapitre 18 – Transferts thermiques d’énergie

Chapitre 19 – Transferts quantiques d’énergie

Chapitre 20 – Dualité onde-particule

Chapitre 21 – Enjeux énergétiques et environnementaux

Thème 3 : Défis du XXIième siècle

Chapitre 22 – Contrôle de la qualité : dosages par étalonnage

Chapitre 23 – Contrôle de la qualité : dosages par titrage direct

Chapitre 24 – Stratégie de la synthèse organique

Chapitre 25 – Sélectivité en chimie organique

Chapitre 26 – Transmettre et stocker de l’information


Thème 1 : Ondes et Matière Classe : Terminale S

Ondes et particules - support d’informations

Exercice 1 : Mots manquants. Compléter avec un ou plusieurs mots

1.a. Le son, la houle, les ondes sismiques sont des ondes ………..

1.b. L’échelle de Richter est une échelle ……………..

1.c. Les télescopes ………….…………….permettent d’observer sans atténuation le ciel dans les domaines infrarouge et

ultraviolet.

1.d. Les étoiles très chaudes émettent un rayonnement riche en ………………………….

1.e. Pour étudier la structure intime de la matière, on produit des particules de grandes …………………. dans des

……………..

Exercice 2 : QCM. Cocher la réponse exacte

2.a. Un rayonnement électromagnétique de longueur d’onde dans le vide = 10 m appartient au domaine des :

infrarouges ultraviolet onde radio

2.b. Une onde électromagnétique de longueur d’onde dans le vide 300 nm appartient au domaine :

visible infrarouge ultraviolet

2.c. La magnitude d’un séisme :

a pour unité le Richter n’a pas d’unité peut s’exprimer en joule

2.d. La magnitude d’un séisme est :

proportionnelle à l’énergie libérée au foyer

est multipliée par 2 si l’énergie libérée au foyer est multipliée par 100

augmente d’une unité, si l’énergie libérée au foyer est multiplié environ par 30

2.e. Le rayonnement cosmique est un :

flux de particules rayonnement ultraviolet rayonnement radio

2.f. Un objet « froid » de l’Univers (hors système solaire) tel qu’un nuage de poussière interstellaire, est plus

facilement étudié en lumière :

infrarouge ultraviolette visible

2.g. Le rayonnement ultraviolet provenant de l’espace est une grande partie :

arrêté par le champ magnétique terrestre arrêté par l’atmosphère transmis par l’atmosphère

2.h. L’épicentre d’un séisme est :

le point d’origine du séisme

le point de la surface terrestre à la verticale du foyer

le point de la surface où les dégâts sont les plus importants

Madame Staat, Année 2015-2016 1/1


Caractéristiques des ondes


1.a. Une onde est le phénomène de propagation d’une perturbation sans transport ……………………..…….,

mais avec transport …………………………..

1.b. Si une onde progressive ne se propage que dans une seule direction, alors l’onde est dite à ……………….

…………………………..

1.c. Lorsque la direction de la perturbation et celle de la propagation sont perpendiculaires, alors l’onde est

………………………..……

1.d. La plus petite durée nécessaire pour qu’un point d’un milieu parcouru par une onde progressive se

retrouve dans le même état vibratoire est la ………………………………………………………..

1.e. La ……………………………..…..……………..correspond à la distance parcourue par une onde progressive

sinusoïdale à la célérité v, pendant une durée égale à une période.

Exercice 2 : QCM. Cocher la réponse exacte Données : c = 3,00 x 108 m.s-1 et vson = 340 m.s-1

2.a. Le phénomène suivant n’est pas une onde progressive

la lumière des phares d’une voiture une bourrasque de vent le son émis par un piano

2.b. Le phénomène suivant n’est pas une onde progressive sinusoïdale :

les vaguelettes de sable dans le désert

la lumière émise par un laser

le son d’un diapason

2.c. Lors d’un orage, on voit l’éclair 30 secondes avant d’entendre le tonnerre. A quelle distance de

l’observateur se produit l’orage ? :

1,0 x 104 m 11 m 88 m

2.d. La fréquence f d’une onde progressive sinusoïdale de période T = 250 ms est :

4,00 Hz 4,00 x 10-3 Hz 0,250 Hz

2.e. La périodicité spatiale d’une onde progressive sinusoïdale est caractérisée par :

sa fréquence sa longueur d’onde sa période

2.f. La fréquence f d’une onde progressive sinusoïdale est liée à sa longueur d’onde et à sa célérité v par

la relation : v = / f = v / f f = x v



Ondes sonores


1.a. La hauteur d’un son est mesurée par sa …………….………..

1.b. L’oreille humaine est sensible à des ondes sonores dont la fréquence est comprise entre environ

………………..… et …………..………….

1.c. Plus la fréquence d’un son est …………………….., plus il est aigu.

1.d. Deux sons de même hauteur et de même intensité peuvent donner des sensations auditives

différentes en raison de leur …………….…………

1.e. L’intensité sonore se mesure en ……………………… et le niveau d’intensité sonore en …………………………..

1.f. Un son complexe de fréquence f = 220 Hz est la superposition de sons ………………. ou sinusoïdaux de

fréquences : f1 = ……………………, f2 = ……………………., f3 = ……………………., etc. Le son de fréquence f1 est

appelé ……………………………….. Les autres fréquences s’appellent des ………………………………

1.g. Le timbre d’un son est lié à sa composition……………….……….. et à son évolution au cours du temps,

c’est-à-dire à la présence, à l’importance et à la durée de chacun de ses …………………………………….

1.h. L’effet ……………………… est la variation apparente de la fréquence d’une onde lorsque l’émetteur et le

récepteur sont en ………………………………. relatif.


2.a. Une onde sonore est une onde : longitudinale transversale de la même nature que la lumière

2.b. La hauteur d’un son indique : son intensité sonore son timbre son caractère grave ou aigu

2.c. Si l’intensité sonore est de 1,0 x 10-9 W.m-2, le niveau sonore est de : 30 dB 60 dB 90 dB

2.d. Si le niveau d’intensité sonore est de 50 dB, l’intensité sonore est de :

1,0 x 10-12 W .m-2 1,0 x 10-7 W.m-2 1,0 x 10-5 W.m-2

2.e. Deux instruments identiques produisent chacun en un point un son de même intensité. Le niveau

sonore global :

double par rapport à celui d’un seul instrument

croît de 3 dB par rapport à celui d’un seul instrument

dépend de la hauteur des deux sons

2.f. Le spectre d’un son est la représentation de :

l’amplitude relative en fonction du temps

l’intensité sonore en fonction du temps

l’amplitude relative en fonction de la fréquence

Madame Staat, Année 2015-2016 1 /1


Diffraction des ondes


1.a. La …………………….………. se manifeste par un étalement des directions de propagation de l’onde lorsque celle-ci

rencontre une ouverture ou un obstacle.

1.b. L’importance du phénomène de diffraction est liée au rapport de la ……………………………………….……… de l’onde

diffractée aux dimensions de l’ouverture ou de l’obstacle.

1.c. Pour toutes les ondes, la diffraction est nettement observée lorsque la dimension de l’obstacle ou de l’ouverture

est du même ordre de grandeur ou ……………….………….. à la longueur d’onde.

1.d. L’…………………………………………………… de ……………………….……. est l’angle entre la direction de propagation, en

l’absence de diffraction, et la direction donnée par le milieu de la première extinction. Il augmente lorsque la

longueur d’onde de l’onde progressive sinusoïdale …………………………………. et lorsque la dimension a de l’obstacle

ou de l’ouverture …………………………………

1.e. Dans le cas de la diffraction de la …………………………………………………, la figure de diffraction présente une tache

centrale blanche et des taches latérales irisées.


2.a. Lorsqu’une onde progressive sinusoïdale rencontre un obstacle ou une ouverture dont la dimension est du

même ordre de grandeur que la longueur d’onde, elle est :

dispersée réfléchie diffractée

2.b. Sur le chemin d’une onde lumineuse monochromatique, on place un fil horizontale d’épaisseur a. On obtient

une figure de diffraction :

verticale, composée d’une tache centrale très lumineuse et de taches latérales symétriques moins lumineuses

horizontale, composée d’une tache centrale très lumineuse et de taches latérales symétriques moins lumineuses

composée d’un disque central très lumineux

2.c. Dans le cas de la diffraction d’une onde lumineuse monochromatique, de longueur d’onde , par une fente (ou

un fil optique de longueur a, l’écart angulaire de diffraction a pour expression :

a/ /a x a

2.d. L’écart angulaire de diffraction est plus important pour une onde de longueur d’onde :

= 400 nm = 600 nm = 800 nm

2.e. La figure de diffraction de la lumière blanche présente une tache centrale :

blanche noire colorée



Interférences


1.a. Deux ondes peuvent se croiser sans …………………………….…..

1.b. Lorsque deux vibrations sont en phase en un point, l’onde résultante a une amplitude …………………………..……..

Les interférences sont …………………………………….

1.c. Lorsque deux vibrations sont en ………………………………………de phase, de l’onde résultante a une amplitude

minimale. Les interférences sont ………………………….…..

1.d. En un point où …………………………………………………….. est égale à k.λ , les interférences sont ………………………………..

1.e. Deux sources d’ondes de même fréquence sont ……………………….…………si elles gardent un ……………………….…….

constant dans le temps.

1.f. ………………………………………….…… est la distance qui sépare deux franges …………………….…………. de même nature.

1.g. Les interférences ………………………….…… sont à l’origine des couleurs des bulles de savon.


2.a. Dans la figure d’interférence obtenue avec des fentes d’Young en lumière monochromatique, la frange centrale

est :

deux fois plus large que les franges latérales

de même largeur que les autres franges

beaucoup plus lumineuse que les autres franges

2.b. Pour observer la figure d’interférence obtenue avec des fentes d’Young en lumière monochromatique, il faut

placer l’écran :

à n’importe quelle distance des fentes

à une distance précise qui dépend de la longueur d’onde

à une distance précise qui dépend de la distance qui sépare les fentes

2.c. Pour observer une figure d’interférence en lumière monochromatique, il faut :

deux lampes monochromatiques identiques indépendantes

deux lampes monochromatiques identiques branchées sur le même générateur

une seule lampe monochromatique munie d’une fente et un système permettant d’obtenir deux sources

secondaires

2.d. Lorsque l’on réalise des interférences en lumière blanche, on observe :

des franges alternativement blanches et noires

une frange blanche et des franges irisées

des franges de toutes les couleurs

Nathalie Staat, Année 2015-2016 1


Spectres UV – visibles et IR


1.a. Dans une formule……………..…….…………….., les atomes de carbone et les atomes d’hydrogène liés aux atomes de

carbone ne sont pas écrits explicitement, et la chaine carbonée est représentée par une …………………………………………..

1.b. Les molécules de la classe fonctionnelle des alcènes possèdent une liaison ……….……..……….. entre deux atomes

de carbone

1.c. Les alcools sont caractérisés par la présence du groupe caractéristique ……………………………………….………….

1.d. La formule topologique d’une molécule est représentée ci-dessous :

Cette molécule appartient à la classe fonctionnelle des …………………….………..

1.e. Un spectre UV-visible permet de caractériser une espèce chimique solubilisée dans un solvant donné à partir de

la détermination de la …………………………………………………….………. au maximum d’absorption et du ……………………….…….

d’absorption molaire correspondant.


2.a. La formule typologique d’une molécule est représentée ci-contre :

Son nom est :

2-méthylbutan-3-one 3-méthylbutan-2-one 3-méthylbutan-2-ol

2.b. les aldéhydes et les cétones sont des classes fonctionnelles qui ont en commun le groupe caractéristiques :

hydroxyde carboxyle carbonyle

2.c. Le butanoate de méthyle appartient à la classe fonctionnelle des :

amides esters aldéhydes

2.d. L’abscisse d’un spectre IR est généralement :

le nombre d’onde la longueur d’onde la fréquence

2.e. La spectroscopie IR permet :

d’identifier la présence de certains types de liaisons

d’identifier la nature de toutes les liaisons d’une molécule

de connaitre le nombre d’atomes de carbone présents dans une molécule

NH

O



Spectres de RMN


1.a. La grandeur représentée en abscisse d’un spectre RMN est …………………………………………………………….……….

1.b. Deux protons sont dits…………………….….……….. s’ils ont le même environnement chimique.

1.c. Dans un spectre de RMN, la hauteur de chaque saut de la courbe d’intégration est ………………………………..………..

au nombre de protons équivalents responsables du signal correspondant..

1.d. Un signal en forme de quintuplet correspond à des noyaux d’atomes d’hydrogène voisins de ………. protons

équivalents entre eux.


Le spectre de RMN du chlorure de propanoyle, de formule C3H5ClO, est représenté ci-dessous.

On rappelle que l’atome d’oxygène et l’atome de chlore sont plus électronégatifs que les atomes de carbone et

d’hydrogène.

2.a. L’observation du spectre RMN permet de dire que :

tous les atomes d’hydrogène sont équivalents

il y a deux groupes d’atomes d’hydrogène équivalents

il y a sept groupes d’atomes d’hydrogène équivalents

2.b. Les protons responsables du signal à 2,93 ppm :

sont plus proches des atomes de chlore et d’oxygène que les protons donnant le signal à 1,24 ppm

sont éloignés des atomes de chlore et d’oxygène que les protons donnant le signal à 1,24 ppm

sont situés à même distance des atomes de chlore et d’oxygène que les protons donnant le signal à 1,24 ppm

2.c. Le signal à 2,93 ppm est :

un triplet 050 un quadruplet un quintuplet

2.d. Les protons du signal 1,24 ppm sont voisins de : deux protons trois protons quatre protons

2.e. La formule semi-développée de la molécule étudiée est :

CH3-CH2-C(=O)-Cl CH3-C(=O)-CH2-Cl CH3-CH=CCl-OH


Thème 2 : Lois et Modèles Classe : Terminale S

Principes d’inertie et quantité de mouvement


1.a. Le référentiel est …………………………………….…….. par rapport auquel on étudie le mouvement d’un point.

1.b. Un repère d’espace et un ……………………………………………… sont associés à un référentiel.

1.c. Un dispositif appelé ……………………………. Mesure une durée, temps écoulé entre deux dates.

1.d. Dans un référentiel donné, le vecteur vitesse du point A à la date t est égale à …………………………… du

vecteur ………….……………. par rapport au temps.

1.e. Le mouvement est rectiligne uniforme si ………………………………………………….. est un vecteur constant.

1.f. Dans un référentiel galiléen, lorsqu’un point matériel est isolé, il est soit …………………………..………. soit

en mouvement rectiligne.

1.g. Le vecteur quantité de mouvement d’un point matériel est le produit de sa masse par son

……………………………..…….…..

1.h. Dans un référentiel galiléen, le vecteur quantité de mouvement d’un …………………………………….…… est

un vecteur constant.

1.i. Un …………………………………………………….. est un référentiel dans lequel le principe d’inertie est vérifié.


2.a. La représentation de x(t) pour un point en mouvement rectiligne uniforme selon l’axe x’x est :

2.b. Un passager est assis dans un train se déplaçant à vitesse constante sur une voie rectiligne :

le passager est immobile dans le référentiel terrestre

le passager est en mouvement rectiligne uniforme dans le référentiel terrestre

le passager est en mouvement rectiligne uniforme dans le référentiel du train

2.c. La valeur de la vitesse d’un point matériel de masse m = 100 g et v= 36 km.h-1. La valeur de sa quantité

de mouvement est égale à cet instant à :

3,6 kg.m.s-1 1,0 x 103 kg.m.s-1 1,0 kg.m.s-1



Lois de Newton


1.a. Le vecteur accélération d’un point en mouvement est égal à……………………………….. par rapport

……………..…….. du vecteur vitesse de ce point.

1.b. Le vecteur accélération d’un point animé d’un mouvement rectiligne uniforme est …………

1.c. Dans un référentiel galiléen, la ………………..…….des forces qui s’exercent sur un point matériel est égale

à la dérivée par rapport au temps de …………………………………………….……….. du point matériel.

1.d. Lorsqu’un champ (de pesanteur ou électrique) est …………………….……. , sa direction, son sens et sa

valeur sont les mêmes en tout point.

1.e. Le mouvement de chute libre d’un point matériel dans un champ de pesanteur uniforme a une

accélération = …………, sa trajectoire est soit la verticale du point de lancement, soit ………………..….

…………………………….selon la vitesse de lancement.


2.a. Au démarrage, un scooter passe de 0 à 36 km.h-1 en 10 s. Son accélération moyenne est de :

3,6 m.s-² 3,6 km.h-2 1 m.s-2

2.b. Le graphique ci-contre représente trois cas

montrant d’évolution de la coordonnée vx de la

vitesse d’un point mobile, se déplaçant sur la

droite x’x.

Le tracée correspondant à un mouvement :

- uniforme est le N° 1 2 3

- accéléré sans être uniformément accéléré est le N° 1 2 3

- uniformément accéléré est le N° 1 2 3

2.c. La deuxième loi de Newton indique que pour un point matériel, de masse m constante et de vitesse :

F = 0 F = m. dv/dt F = m.v

2.d. Pour que la troisième loi de Newton ou loi des actions réciproques s’applique à deux corps A et B en interaction,

il faut que : les deux corps soient en contact les deux corps aient la même masse il n’y a pas de condition



Mouvements des satellites et planètes


1.a. Un mouvement est circulaire et …………….…………. si la trajectoire est un ………………… et si la …………………

de sa vitesse est constante.

1.b. Le vecteur …………………….………. d’un point mobile en mouvement circulaire uniforme de rayon r est

…………………………….au vecteur vitesse v et sa valeur est égale à v²/r.

1.c. La trajectoire de la Terre est pratiquement un cercle par rapport au référentiel ……………………..…...

1.d. La loi de gravitation universelle s’applique aux corps ……………..…………. mais aussi aux corps à …….……….

…………………………de masse.

1.e. Dans l’approximation des trajectoires circulaires, le mouvement d’un satellite est nécessairement

……………………..

1.f. D’après la première loi de Kepler ou loi ………………………….. , dans le référentiel héliocentrique, la

trajectoire d’une planète est une ………………………..dont le Soleil occupe un des ………………………

1.g. D’après la deuxième loi de Kepler ou loi ……….………………., le segment qui relie le centre du ……….……….

à celui d’une planète balaie des ……………………………………… pendant des durées égales.

1.h. D’après la troisième loi de Kepler ou loi …………………………….…….. , le ………………… de la période de

révolution d’une planète est proportionnel au ………………..de la longueur du demi-grand axe de sa

trajectoire.


2.a. La valeur de l’accélération d’un point mobile en mouvement circulaire uniforme :

est nulle quadruple si la valeur de la vitesse double augmente si le rayon de la trajectoire augmente

2.b. Le mouvement de Jupiter est circulaire dans le référentiel :

géocentrique héliocentrique jovicentrique

2.c. Dans l’approximation d’une trajectoire circulaire de rayon r autour d’un astre de masse M, la valeur de

la vitesse d’un satellite vérifie la relation : v = √( GM/r)) v = r/GM v = GM/r

2.d. Dans l’approximation des trajectoires circulaires autour d’un astre, la période de révolution T et le

rayon r de la trajectoire d’un satellite vérifie la relation : T2/r3 = k T3/r2 = k T3/r3 = k

2.e. Dans la relation correcte précédente :

k dépend de la masse du satellite

k dépend de la masse de l’astre autour duquel le satellite tourne


k est une constante universelle



Les oscillateurs et la mesure du temps


1.a. Le travail du poids d’un point matériel lors d’un déplacement d’un point A à un point B ne dépend que

de la différence ……………………………. entre le point … et le point …

1.b. Le travail d’une force s’exprime en ……………………………

1.c. Le travail d’une force constante qui s’exerce sur un point matériel se déplaçant d’un point A à un point

B est égale au produit scalaire de ……………. par …………….

1.d. Lorsqu’un pendule est soumis à des forces de frottement, l’amplitude des ses oscillations ……..………..

au cours du temps car ces forces sont …………………………………………………..


2.a. Dans un champ électrique E uniforme, le travail de la force FE qui s’exerce sur une particule de charge

q de déplaçant d’un point A à un point B :

dépend du signe de la charge q

est toujours moteur car il favorise le déplacement de la particule de A à B

s’exprime par W(FE) = q UABdAB, où dAB représente la distance entre A et B

2.b. Le travail du poids d’un corps :

est toujours positif quand le corps descend est toujours moteur a un signe qui dépend du choix de

l’axe de travail

2.c. Une force qui s’exerce sur un point matériel est conservatrice si :

elle garde une valeur constante quelle que soit sa direction

son travail ne dépend pas du chemin suivi par le point matériel pendant le déplacement

elle permet au corps sur lequel elle exerce de garder la vitesse constante

2.d. Lors de la chute libre d’un point matériel A :

il y a conversion d’énergie de A entre les formes potentielle et cinétique

l’énergie mécanique de A diminue quand son énergie potentielle diminue

l’énergie mécanique de A diminue toujours

2.e. Lors des oscillations libres d’un pendule, l’énergie mécanique du pendule :

s’exprime par Em = Ec + Ep uniquement s’il n’y a pas de frottements

reste constante en l’absence de frottement

reste toujours constante que les oscillations soient amorties ou pas



Relativité du temps


1.a. La vitesse de propagation de la lumière dans le vide est la même dans tous les …………………………………….

1.b. La vitesse de valeur c est une vitesse limite qui ne peut être atteinte que par des particules de masse

…………………….. comme le ……………………...

1.c. La mesure du temps dépend du ………………………..…………. dans lequel est effectuée la mesure.

1.d. Une durée ………….…. concernant un objet est mesurée par une horloge immobile par rapport à cet

objet.


2.a. Une fusée se dirige avec la vitesse v vers une source lumineuse immobile dans un référentiel galiléen.

Par rapport au référentiel de la fusée, ma vitesse de propagation de la lumière dans le vide est :

supérieure à c égale à c inférieure à c

2.b. D’après les postulats de la relativité restreinte, si on décrit le mouvement d’un électron soumis à un

champ électromagnétique dans deux référentiels galiléens différents :

les trajectoires sont décrites de façons identiques

les vitesses sont, à chaque instant, identiques

les mêmes lois de l’électromagnétisme sont respectées

2.c. Une fusée se dirige avec une vitesse v vers une station spatiale immobile dans un référentiel galiléen.

Pour un occupant de la station, par comparaison avec une horloge de la station, une horloge embarquée

dans la fusée : prend de l’avance prend du retard indique le même temps

2.d. Des nuons sont des particules instables qui se désintègrent en moyenne au bout d’une durée propre .

Dans un laboratoire, la durée d’existence mesurée pour les nuons animés d’une vitesse proche de c est en

moyenne : grande devant égale à petite devant

2.e. Une durée mesurée d’un phénomène est toujours :

supérieure ou égale à sa durée propre

inférieure ou égale à sa durée propre

égale à sa durée propre

2.f. Concernant les véhicules construits et utilisés par l’homme, la relativité du temps :

n’est pas vérifiable

est vérifiable mais n’a aucune conséquence pratique

est vérifiable et peut avoir des conséquences pratiques



Temps et évolution chimique - Cinétique et catalyse


1.a. On appelle …………..…….d’une ………………………………………….. chimique la durée nécessaire pour que l’avancement

x atteigne une valeur détermine par l’expérimentateur.

1.b. On appelle …………..…………………………………………….. la durée de transformation pour laquelle l’avancement x est

égal à la moitié de l’avancement maximale xmax.

1.c. Les paramètres contrôlables susceptibles de modifier la durée d’une transformation sont appelés ……………..……..

……………………………………

1.d. Plus la température du milieu réactionnel est ………………………..…. plus la durée de la transformation diminue.

1.e. Un ……………………………….. est une espèce chimique qui diminue la durée de transformation


Pour les questions de a à c, se reporter au graphique ci-dessous, qui représente l’évolution de quantités de matière

en fonction du temps lors de la réaction d’équation :

CH3Cl(aq) + HO-(aq) CH3OH(aq) + HCl(aq)

2.a. La courbe descendante est la courbe de quantité de matière :

du méthanol CH3OH

du chloro méthane CH3Cl

du chlorure d’hydrogène HCl

2.b. La durée td de la transformation est définie par un expérimentateur comme la durée pour laquelle l’avancement

x de la transformation est égal à 1,75 mol.

Alors : td = 0,1 min td = 1,4 min td = 1,8 min

2.c. Le temps de demi réaction t1/2 de cette transformation est égal à : 0,4 min 0,9 min 3,0 min

2.d. La décomposition du peroxyde d’hydrogène aqueux en eau et en dioxygène est catalysée par le platine solide.

Cette catalyse est : homogène hétérogène enzymatique



Stéréo-isomérie des molécules organique


1.a. Le passage d’un stéréo-isomère de ………………………..……………. à une autre se fait par rotation rapide autour d’une

liaison simple.

1.b. Une molécule de configuration donnée est ………………………… si elle n’est pas superposable à son image dans un

miroir.

1.c. Une molécule possédant un atome de carbone ……………………….………. est chirale

1.d. Deux molécules sont ………………..……………. si elles sont images l’une de l’autre dans un miroir plan et non

superposables.

1.e. Un mélange équimolaire d’un couple d’énantiomères est appelé mélange ………………………………….

1.f. Pour passer d’une ……………………..…………….. à l’autre, il est nécessaire de rompre puis de reformer une liaison.


2.a. Parmi les trois représentations ci-dessous, laquelle correspond à celle de Cram ? :

2.b. Pour différencier deux énantiomères, on utilise :

la représentation topologique la représentation de Cram des formules brutes

2.c. Si le passage d’un stéréo-isomère à l’autre n’implique pas de rupture d’une liaison, les deux molécules

sont des :

énantiomères diastéréisomères stéréo-isomères de conformation

2.d. Parmi les objets suivants, lequel n’est pas chirale :

un clavier d’ordinateur un texte imprimé un clou

2.e. Parmi les molécules suivantes, laquelle possède un atome de carbone asymétrique :

Cl-CH(OH)-CH3 Cl-CH2-CH3 Cl-CH(OH)-Cl

2.f. Les deux molécules représentées ci-dessous sont des :

énantiomères

diastéréoisomères

stéréoisomères de conformation



Transformation en chimie organique


1.a. Une réaction d’addition met en jeu au moins deux réactifs et conduit à un produit de réaction contenant

……………………..… atomes de …………….………. réactifs.

1.b. Lors d’une réaction d’élimination, ……………... groupes d’atomes sont éliminés du réactif d’intérêt.

1.c. Lors d’une réaction de substitution, un atome ou un groupe d’atomes du réactif d’intérêt est ………………..……..

par un autre atome ou groupe d’atomes.

1.d. Plus un atome est …………………………….………, plus il attire à lui le doublet d’électrons de la …………..…… covalente.

1.e. L’atome le ………………..… électronégatif d’une liaison covalente porte une charge partielle notée +

1.f. L’atome le plus électronégatif d’une liaison covalente est un site …………….………. de doublet d’électrons.

1.g. Le transfert d’un doublet d’électrons de valence est représenté par une flèche courbe issue d’un site

…………………..…….. et pointant vers un site ………………..…..…..

1.h. Un atome portant un doublet non liant est un site ………..……….….. de doublet d’électrons.


On considère la réaction d’équation :

2.a. Cette réaction est une : addition élimination substitution

2.b. L’atome de carbone est moins électronégatif que l’atome d’oxygène numéro 1.

Donc l’atome :

de carbone porte une charge partielle négative

de carbone porte une charge partielle positive

d’oxygène n°1 porte une charge partielle positive

2.c. La liaison C = O est : chargée polarisée non polarisée

2.d. L’atome d’oxygène numéro 2 porte un doublet non liant. Donc :

c’est un site accepteur de doublet d’électrons

c’est un site donneur de doublet d’électrons

cet atome porte une charge partielle +

2.e. On peut représenter un transfert de doublet d’électrons par une flèche courbe orientée de l’atome :

d’oxygène numéro 2 vers l’atome d’oxygène numéro 1

de carbone vers l’atome d’oxygène numéro 2

d’oxygène numéro 2 vers l’atome de carbone



Théorie de Brönsted. Notion d’équilibre chimique


1.a. Le pH d’une solution aqueuse est défini par l’égalité ……………………..…

On mesure avec précision à l’aide d’un ……………………………

1.b. Une solution est acide si la concentration en ions oxonium H3O+ est ……………….…. à la concentration en ions

hydroxyde HO-. A 25 °C, le pH d’une solution acide est donc ……………………..…… à 7,0.

1.c. Dans le relation [H3O+ ] x [HO- ]= Ke, la constante Ke est appelée……………….……………...

1.d. Un acide est une espèce chimique susceptible de …………………… un ion H+. Cet ion est souvent appelé…………………

1.e. La molécule d’eau est à la fois l’acide du couple H2O/…… et la base du couple ……../H20.

1.f. Lorsque l’avancement final d’une réaction est inférieur à l’avancement maximal, la réaction est dite ………….. Le

symbole utilisé pour l’équation est …………

1.g. La réaction entre un acide fort et une base forte est …………………….….., car lorsqu’on mélange une solution

d’acide fort et une solution de base forte dans un récipient isolé thermiquement, la température ……………….

Exercice 2 : QCM. Cocher la réponse exacte Données : Le produit ionique de l’eau Ke est égal à 1,0 x 10-14

2.a. Le pH d’une solution est de 4,0. La concentration en ions oxonium H3O+ est donc égale à :

1,0 x 10-4 mol.m-3 4,0 x 10-4 mol.L-1 1,0 x 10-4 mol.L-1

2.b. La concentration en ions oxonium H3O+ est de 5,0 x 10-10 mol.L-1. Alors :

HO- = 5,0 x 10-24 mol.L-1 HO- = 5,0 x 10-4 mol.L-1 HO- = 2,0 x 10-5 mol.L-1

2.c. Une base au sens Brönsted est une espèce chimique :

qui peut céder un ion HO- qui peut céder un ion H+ qui peut capter un ion H+

2.d. Lorsqu’on dilue 1/10e une solution d’acide fort, le pH :

augmente d’une unité diminue d’une unité est divisé par 10

2.e. La méthyl amine CH3NH2 est une base faible. L’équation de sa réaction avec l’eau s’écrit :

CH3NH2(aq) + H20(l) CH3NH3+(aq) + HO-(aq)

CH3NH2(aq) + H20(l) CH3NH3+(aq) + OH-(aq)

CH3NH2(aq) + H20(l) CH3NH- +(aq) + H3O+(aq)



Couples acide faible /base faible. Solution tampon


1.a. La constante Ka d’un couple acide faible/base faible est appelée …………………………..………. Le pKa du couple est la

grandeur définie par ……………..…………….

1.b. lorsque le pH d’une solution est supérieur au pKa d’un couple acide faible/base faible, l’espèce prédominante du

couple est ……………………………………...

1.c. Les groupes caractéristiques d’un acide -aminé responsables de ses propriétés acido-basiques sont les groupes

……………………….. et …………….………..

1.d. Une solution tampon est une solution dont le pH varie …………. lorsqu’on ajoute une petite quantité d’………………

ou de …………………….


2.a. Le pH d’une solution contenant un acide faible HA et de sa base conjuguée A-, et tel que [ HA] = [2 A- ], est :

supérieur au pKa du couple inférieur au pKa du couple égal au pKa du couple

2.b. L’espèce prédominante du couple NH4+/NH3 (pKa = 9,2), dans une solution où [H30+ ] = 2,5 x 10-3 mol.L-1 est :

NH4+ NH3 on ne peut pas le savoir

2.c. Si le pH d’une solution contenant un couple acide faible/base faible est inférieur 7,0 alors :

l’espèce prédominante est l’acide

l’espèce prédominante est la base

l’espèce prédominante dépend du pKa du couple

2.d. On mesure en solution : pH = 8,0 ; [HCO3- ]= 2,5 x 10-4 mol.L-1

La constante d’acidité du couple [HCO3- / CO3

2-] est égale à 5,01 x 10-111

La concentration en ion carbonate CO32- est alors égale à :

1,3 x 10-6 mol.L-1 5,0 x 10-2 mol.L-1 1,6 x 10-5 mol.L-1

2.e. Lorsqu’on ajoute une base forte à une solution tampon, le pH de cette solution :

augmente légèrement diminue légèrement ne varie plus



Transfert thermiques d’énergie


1.a. Le …………………………………………………..…..……, notée NA, est le nombre d’entités par mole d’entités.

1.b. L’ordre de grandeur d’une quantité est la …………………………… de 10 qui s’en approche le ……………..

1.c. Un système macroscopique est constitué d’un ……………….….. nombre de particules.

1.d. L’énergie …………………… U d’un système caractérise le comportement ………………………………..……. de celui-ci.

1.e. Lorsqu’un système condensé évolue d’un état initial vers un état final, la variation de son énergie interne est

proportionnelle à la variation de ……………………………..….. entre ces deux états.

1.f. La conduction thermique existe lorsqu’il y a une différence de …………………………………… au sein du système.

1.g. Lorsqu’il n’y a pas de ………………………………. de température entre deux ………………………………… en contact, il y a

…………………….……..thermique.

1.h. Les transferts thermiques dans la matière s’interprètent à l’échelle microscopique suivant trois modes

principaux …………………………………., ……………………….…………… et ……………………….…………….

1.i. Le flux thermique, noté…..….., caractérise la vitesse du ………………………. Q, à l’intérieur du système ou entre

différents systèmes.

1.j. La variation d’énergie interne est égale à la ………………………. des transferts mécaniques et des ………………

…………………………..échangés par le …………………….………..


2.a. L’ordre de grandeur du nombre de molécules présentes dans un litre d’eau est :

1025 10-25 1

2.b. Lorsque l’agitation des entités microscopiques constituant un système macroscopique augmente, la

température T de ce système :

augmente diminue est constante

2.c. La variation de l’énergie interne d’un système condensé de capacité thermique C peut s’écrire sous la forme :

C x T T/C C/T

2.d. le flux thermique a pour unité :

J W J.s

2.e. Une paroi constituée d’un matériau de conductivité thermique λ a une épaisseur e et une section S.

Si une différence de température ΔT existe entre ses deux extrémités, sa résistance thermique Rth vaut alors :

e/(S) T/(S) S e/T



Transferts quantiques d’énergie


1.a. Les niveaux d’énergie d’un atome sont …………………………..

1.b. Il y a ……………………….…… d’un photon quand un atome passe d’un niveau d’énergie E1 à un niveau E2 supérieur.

1.c. Il y a émission ……………………….. quand un photon interagit avec un atome dans un état ………………...

1.d. En faisant passer la majorité des atomes d’un milieu dans un état excité, le ……..…………………réalise une …............

de population.

1.e. La …………………………………………….…… est l’espace compris entre deux miroirs d’un laser.

1.f. Dans la cavité résonnante d’un laser, des interférences ………………………….……….. permettent d’………..…………….

l’intensité du faisceau lumineux.

1.g. La ……………………………………….……… de la lumière d’un laser est utilisée pour mesurer des vitesses par effet

Doppler alors que sa grande ……………………….…….permet de réaliser facilement des interférences.

1.h. Le domaine spectral des radiations émises ou absorbées lors des …………………….……. entre deux niveaux

d’énergie dépend de la nature de l’énergie mise en jeu.


2.a. La transition représentées sur la figure ci-contre correspond à :

une absorption

une émission spontanée

une émission stimulée

2.b. Lorsqu’un noyau passe d’un état excité à l’état fondamental, il émet un rayonnement :

infrarouge ultraviolet gamma

2.c. En dehors de la cavité résonnante des lasers, l’émission stimulée :

n’existe pas

est beaucoup plus importante que l’émission spontanée

est un phénomène beaucoup moins probable que l’émission spontanée

2.d. Dans la cavité résonante d’un laser, il y a des interférences constructives pour :

toutes les radiations

les radiations dont la longueur d’onde vérifie la relation 2L= n, avec n entier non nul.

les radiations dont la longueur d’onde vérifie la relation 2L = (2n + 1)/2, avec n entier non nul.



Dualité onde-particule


1.a. La lumière est composée de quanta d’énergie appelés ………………..

1.b. L’énergie d’un photon de fréquence v est donnée par la relation …………….. où h est la ……………………..……………….

1.c. L’effet photoélectrique ne s’interprète pas à l’aide du modèle…………………. de la lumière mais à l’aide du modèle

…………………..…… de la lumière.

1.d. L’effet Compton étudie la diffusion de rayons X par des électrons et confirme l’aspect …………….…. de la lumière.

1.e. La relation de Louis de Broglie associe une longueur d’onde à la ………………………………..…….….. d’une particule.

1.f. Les microscopes électroniques utilisent ………………………………………………………………….. en remplacement des ondes

lumineuses.

1.g. La diffraction d’un faisceau d’électrons par un cristal est une vérification expérimentale du comportement

…………………………..……. des électrons.

1.h. Un objet quantique se comporte simultanément comme une ………..…………….….et une …………………………….

1.i. Dans une expérience d’interférences, les franges obtenues sur un écran s’interprètent comme une alternance de

zones où un photon a une …………………………….… de présence maximale ou minimale.


2.a. On note pr la quantité de mouvement d’un photon de lumière rouge et pv la quantité de mouvement d’un

photon de lumière violette :

pr = pv pr < pv pr > pv

2.b. La longueur d’onde associée à une particule matérielle de quantité de mouvement p est :

= h/p = p/h = p x h

2.c. Le rapport p/a des longueurs d’onde associées à un proton (mp = 1u) et à une particule (m = 4u) est égal

à 4 lorsqu’ils ont :

la même vitesse la même quantité de mouvement la même énergie cinétique

2.d. Lorsqu’un proton et un électron interagissent par effet Compton, il y a conservation de la quantité de

mouvement pour :

l’électron le photon le système (photon ; électron)


Thème 3 : Défis du XXIième siècle Classe : Terminale S

Contrôle de la qualité : dosage par étalonnage


1.a. En immergeant une cellule conductimétrique dans une solution ionique, on mesure la ………….………..

de la solution, en siemens par mètre.

1.b. La conductivité d’une solution représente sa capacité à ………………………………………………………………………..

1.c. Une solution est d’autant plus conductrice que sa conductivité est ………………….……….

1.d. La courbe représentant la conductivité s d’une solution ionique en fonction de sa concentration

molaire c est appelée droite ………………………….…………….

1.e. En spectroscopie, la relation utilisée pour déterminer la concentration molaire c à partir d’une mesure

d’absorbance est la loi de ……………………………….…………


2.a. Dans une solution ionique, le passage du courant électrique est dû à un déplacement des :

molécules d’eau ions électrons

2.b. la conductivité d’une solution est une grandeur représentant la capacité d’une solution à :

s’opposer au courant électrique conduire le courant électrique produire du courant électrique

2.c. L’unité de la conductivité est :

S.m S.mol-1 S.m-1

2.d. Pour calculer la conductivité d’une solution à partir des conductivités molaires exprimées en

S.m2.mol-1, la concentration c en soluté apporté doit être exprimée en :

mol.m-3 mol.L-1 g.L-1

2.e. Le tracé de la droite d’étalonnage, en conductimétrie, s’obtient en mesurant la conductivité :

d’une même solution ionique à des concentrations différentes

de différentes solutions ioniques ayant la même concentration en soluté apporté

d’une même solution ionique à des températures différentes

2.f. La concentration d’un échantillon d’acide chlorhydrique est c = 2,6 x 10-3 mol.L-1. La somme des

conductivités ioniques molaires des ions chlorure et oxonium vaut 4,3 x 10-2 S.m2.mol-1.

La conductivité de cette solution en S.m-1 est égale à :

1,1 x 10-4 1,1 x 10-4 6,0 x 10-2


Thème 3 : Défis du XXIième siècle Classe : Classe : Terminale S

Contrôle de la qualité : dosage par titrage direct


1.a. La réaction support de titrage doit être rapide et ………………………………….….

1.b. A l’équivalence, le réactif titrant et le réactif titré ont été introduits dans les proportions ……………….…..

1.c. Lors d’un titrage pH-métrique, l’équivalence est repérée par une ………………………………………………………….

1.d. Lors d’un titrage conductimétrique, on suit l’évolution de la …………………..…………. de la solution.

1.e. L’équivalence est repérée par un changement de …………………………lors d’un titrage conductimètrique.

1.f. Lorsque l’espèce chimique titrante, l’espèce titrée ou les produits sont incolore, on peut utiliser un

………………………………………………………………………………………….….. pour repérer l’équivalence.


2.a. Avant l’équivalence :

le réactif titrant est limitant le réactif titré est limitant le réactif titrant et le réactif titré sont

limitants

2.b. L’équation d’une réaction support de titrage s’écrit a A + b B ----------- c C + d D

A l’équivalence, on peut écrire une relation entre la quantité nA,i du réactif titré A initialement introduit et

la quantité nB,e du réactif titrant B versé à l’équivalence :

nA,I /b = nB,e /a nA,I /a = nB,e/b nA,i = nB,e

2.c. On étudie le titrage d’une solution d’acide méthanoïque (HCO2H) par une solution d’hydroxyde de

sodium (Na+(aq), HO-(aq)). Lors de ce titrage:

le réactif titrant est HO- et le réactif titré est HCO2H

le réactif titrant est HCO2H et le réactif titré est HO-

le réactif titrant est Na+ et le réactif titré est HCO2H

2.d. Un indicateur coloré de pH est choisi de manière à ce que sa zone virage comprendre :

le volume à l’équivalence le pH initial de la solution à titrer la zone de forte variation de pH

2.e. On réalise un titrage en plaçant dans la burette une solution d’hydroxyde de sodium (Na+(aq), HO-(aq))

et dans l’erlenmeyer de l’acide chlorhydrique (H3O+ (aq), Cl-(aq)).

L’équation de la réaction support de titrage s’écrit :

Na+(aq) + Cl-(aq) - NaCl(s) H3O+(aq) + HO-(aq) - 2 H2O(l) 2 H2O(l) - H3O+(aq) + HO-(aq)



Stratégie de la synthèse organique


1.a. Les espèces chimiques introduites lors d’une synthèse organique peuvent jouer différents rôles : réactifs,

……………………….………, solvant.

1.b. Un catalyseur est introduit en ………………… qualité.

1.c. Pour favoriser une transformation chimique, l’expérimentateur peut choisir la température et le ………………….

lors de l’étape de transformation.

1.d. Si le produit d’intérêt est une solution dans un solvant, il est séparé par ………………………………………………………

grâce à une…………………………………….………………………………….…….

1.e. La chromatographie sur couche mince est une méthode …………………………………..………….

1.f. Pour purifier un solide, on réalise une …………………………………..


On étudie la transformation décrite par l’équation suivante :

Lors de cette synthèse, on introduit 10 mL d’alcool, 30 mL d’acide et 1 g d’APTS.

Données : Masses molaires en g.mol-1 : alcool, M1 = 88 ; acide, M2 = 60 ; APTS, M3 = 172 ; ester, M4 = 130

2.a. Dans cette synthèse, le produit d’intérêt est :

de l’eau un ester un amide

2.b. Dans cette synthèse, l’APTS joue le rôle de :

réactif produit catalyseur

2.c. Sachant que la masse volumique de l’alcool est 0,81 kg.L-1 et celle de l’acide 1,05 kg.L-1, le réactif limitant est :

l’alcool l’acide l’ester

2.d. Une manipulation a permis d’obtenir 7,6 g d’ester. Le rendement est de :

10 % 64 % 76 %

2.e. Le produit obtenu est liquide. Par conséquent, il ne pourra pas être caractérisé par :

sa masse volumique une chromatographie sur couche mince sa température de fusion

2.f. Pour purifier le produit liquide obtenu, on peut réaliser :

une distillation une chromatographie sur couche mince une recristallisation



Sélectivité en chimie organique


1.a. Un réactif chimiosélectif est un réactif qui transforme un ou plusieurs groupes caractéristiques (et

éventuellement les double liaisons C=C) d’une espèce …………………………………….……. sans modifier les autres.

1.b. Pour transformer sélectivement un groupe caractéristique d’une espèce chimique polyfonctionnelle, on peut

réaliser la …………………………….. des autres groupes caractéristiques.

1.c. Si une réaction chimique ne transforme qu’un seul groupe caractéristique à l’exclusion de tous les autres, alors

elle est dite ……………..….……

1.d. Pour former un dipeptide à partir de deux acides -aminés distincts, il faut protéger un groupe …………………..….

et un groupe amino.


2.a. Un groupe protecteur :

est toujours un réactif chimiosélectif

est toujours une espèce chimique polyfonctionnelle

peut protéger un groupe caractéristique quelconque

2.b. Une réaction chimique de protection :

est une réaction sélective doit se faire avec un faible rendement est une réaction acido-basique

2.c. L’équation de réaction ci-dessous représente l’étape de protection d’une synthèse :

Dans cette étape :

le groupe hydroxyde est le groupe protégé

le méthanol n’est pas un réactif chimiosélectif

la réaction est sélective

2.d.

Pour synthétiser le dipeptide ci-dessus, il faut :

protéger le groupe carboxyle de l’acide -aminée 1

protéger le groupe amino de l’acide -aminée 1

protéger le groupe amino de l’acide -aminée 2



Transmettre et stocker de l’information


1.a. Lors de la transmission d’une information, un signal est échangé entre un ………………….….. et un ……………………..

1.b. Une image numérique est composée de ……………….…., chacun étant caractérisé par une couleur codée par trois

……………..….. en codage RVB ou un …………….. en niveaux de gris.

1.c. Pour un signal analogique, l’information est représentée par ………………………………. de valeurs. Pour un signal

numérique, l’information est associée à …………………………………………………….. de valeurs déterminées.

1.d. La numérisation consiste à convertir un signal ……………………………. en signal …………………………….

Le signal numérisé est d’autant plus fidèle que la ……………………………………………………………………..…..……… est grande et

que le pas de la conversion est ……………….. et donc que le nombre de bits du convertisseur est …..…………..

1.e. Un câble électrique ou une fibre optique sont des modes de transmission………………….., alors que la transmission

hertzienne est qualifiée de ………………….

1.f. Pour une durée donnée, une transmission numérique échange d’autant plus d’informations que son débit

binaire est ……………..…… Il peut s’exprimer en ………………….ou …………………………..

1.g. L’atténuation d’une transmission s’exprime en ………….. Le coefficient d’atténuation de la ligne de transmission

s’exprime en ………………

1.h. La lecture d’un disque optique repose sur le phénomène …………………………………………… La capacité de stockage

d’un disque optique est limitée par le phénomène de …………………….……..


2.a. Le code RVB « 255 ; 0 ; 255 » correspond à un pixel de : magenta jaune cyan

2.b. Lors d’une numérisation :

le signal numérique et le signal analogique possèdent rigoureusement la même information

le signal numérique contient plus d’informations

le signal analogique contient plus d’informations

2.c. Par rapport à un signal analogique, un signal numérique :

se transmet de manière plus fidèle

ne peut pas être régénéré aussi facilement

est plus sensible au bruit

2.d. Si la puissance du signal en sortie de ligne est cent fois plus petite qu’en entrée, l’atténuation de la transmission

vaut : 20 dB 2 dB 100 dB

2.e.

Le morceau de piste de disque optique

schématisé ci-contre correspond à

l’information binaire :

1001 101 0110

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Terminale S Sciences Physiques - yb-isn.fr · la lumière des phares d’une voiture une bourrasque de vent le son émis par un piano 2.b. Le phénomène suivant n’est pas une onde