(1)‫السنة الدراسية ‪2016/2015

Texte intégral

(1)‫السنة الدراسية ‪2016/2015:‬‬ ‫األستاذ‪ :‬بوزيان زكرياء‬. ‫ثانوية العقيد عثــــمان‪.‬‬ ‫المستوى‪3 :‬ع‬. ‫تصحيح االختبار األول للثالثي األول في مادة علوم الفيزيائية‬ ‫التمرين األول‪7( :‬نقاط)‬ ‫‪ .1‬كتابة معادلة التفاعل الحادث‪:‬‬ ‫)‪+ 7H 2O‬‬. ‫‪1,5‬‬. ‫‪3+‬‬. ‫‪2-‬‬. ‫‪+‬‬. ‫‪-‬‬. ‫‪2x (Cr 2O7 + 14H + 6e = 2Cr‬‬. ‫‪+‬‬. ‫‪-‬‬. ‫) ‪3x (C 2H6O + H 2O = C 2H4O2 + 4H + 4e‬‬. ‫‪1‬‬. ‫زﺎ‬ ‫ﺑ ـﻮ‬ ‫‪+ 3C 2H4O2 + 11H2O‬‬. ‫‪.2‬‬. ‫‪3+‬‬. ‫‪2-‬‬. ‫‪+‬‬. ‫‪2Cr2O7 + 3C 2H6O + 16H = 4Cr‬‬. ‫أ‪ -‬رسم املنحنى البياني )‪:[Cr2O72-]=f(t‬‬. ‫ب‪ -‬حساب كمية املادة للمتفاعالت‪:‬‬. ‫كمية املادة اإلبتدائية لـ ‪C2H6O‬‬. ‫كمية املادة اإلبتدائية لـ ‪Cr2O72-‬‬. ‫‪𝜌. 𝑉1 0,8.3,4‬‬ ‫=‬ ‫𝑀‬ ‫‪46‬‬ ‫‪𝑛′0 (𝐶2 𝐻6 𝑂 ) = 0,06 𝑚𝑜𝑙 0,5‬‬. ‫‪𝑛0 (𝐶𝑟2 𝑂72− ) = 𝐶2 . 𝑉2 = 0,2.100. 10−3‬‬ ‫𝑙𝑜𝑚 ‪𝑛0 (𝐶𝑟2 𝑂72− ) = 0,02‬‬. ‫ﻛﺮ ـ‬ ‫نز‬. ‫‪-‬‬. ‫‪0,5‬‬ ‫املزيج ليس ستوكيومتري ألن‪:‬‬ ‫‪0,25‬‬ ‫) 𝑂 ‪𝑛′ 0 (𝐶2 𝐻6‬‬ ‫‪3‬‬. ‫جـ‪ -‬جدول تقدم التفاعل والتقدم األعظمي‪:‬‬ ‫‪+ 3C 2H4O2 + 11H 2O‬‬. ‫‪𝑛0 (𝐶𝑟2 𝑂72− ) 0,02‬‬ ‫=‬ ‫‪= 0,01‬‬ ‫) ‪𝑛0 (𝐶𝑟2 𝑂72−‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪2‬‬ ‫⇒‬ ‫≠‬ ‫‪′‬‬ ‫‪𝑛 0 (𝐶2 𝐻6 𝑂 ) 0,06‬‬ ‫‪2‬‬ ‫=‬ ‫}‪= 0,02‬‬ ‫‪3‬‬ ‫‪3‬‬. ‫‪3+‬‬. ‫‪4Cr‬‬. ‫𝑥𝑎𝑚𝑥‪3‬‬. ‫𝑥𝑎𝑚𝑥‪4‬‬. ‫بوفرة‬. ‫‪0‬‬ ‫‪3x‬‬. ‫‪0‬‬ ‫‪4x‬‬. ‫‪+‬‬. ‫= ‪+ 3C 2H6O + 16H‬‬ ‫) 𝑂 ‪𝑛′ 0 (𝐶2 𝐻6‬‬. ‫بوفرة‬. ‫‪0,75‬‬. ‫= ) 𝑂 ‪𝑛′ 0 (𝐶2 𝐻6‬‬. ‫𝑥‪− 3‬‬. ‫‪0‬‬. ‫) ‪𝑛0 (𝐶𝑟2 𝑂72−‬‬. ‫‪𝑛′‬‬. ‫𝑥‪𝑛0 − 2‬‬. ‫𝑥𝑎𝑚𝑥‪𝑛0 − 2‬‬. ‫𝑥𝑎𝑚𝑥‪𝑛′0 − 3‬‬. ‫‪‬‬. ‫لنفرض أن ‪ C2H6O‬هو املتفاعل املحد‪= 0,02, 𝑚𝑜𝑙 :‬‬. ‫‪2‬‬ ‫‪𝑛′0‬‬ ‫‪3‬‬. ‫= ‪𝑥𝑚𝑎𝑥1‬‬. ‫= ‪𝑥𝑚𝑎𝑥2‬‬. ‫بما أن ‪ 𝑥𝑚𝑎𝑥1 < 𝑥𝑚𝑎𝑥2‬منه‪0,25 𝑥𝑚𝑎𝑥 = 0,01 𝑚𝑜𝑙 :‬‬ ‫‪ .3‬تعريف زمن نصف التفاعل‪ :‬هو الزمن الالزم ليبلغ التفاعل نصف تقدمه األعظمي‪.‬‬ ‫𝑥‪𝑛 −2.‬‬ ‫عند ‪0,25 [𝐶𝑟2𝑂72−]1/2 = 𝑉 :t=t1/2‬‬ ‫‪0‬‬. ‫‪1/2‬‬. ‫𝑇‬. ‫بحيث‪= 9,67. 10−2 𝑚𝑜𝑙⁄𝐿:‬‬. ‫باالسقاط على البيان نجد‪:‬‬. ‫)‪0,02−2(0,005‬‬ ‫‪0,1034‬‬. ‫= ‪} ⇒ [𝐶𝑟2 𝑂72− ]1/2‬‬. ‫‪0,25‬‬. ‫‪0,25‬‬. ‫حالة ابتدائية‬ ‫حالة وسطية‬ ‫حالة نهائية‬. ‫ـ ـﺎء‬. ‫‪‬‬. ‫لنفرض أن ‪ Cr2O72-‬هو املتفاعل املحد‪= 0,01, 𝑚𝑜𝑙 :‬‬. ‫‪𝑛0‬‬. ‫‪2-‬‬. ‫‪2Cr2O7‬‬. ‫𝑥𝑎𝑚𝑥‬ ‫‪2‬‬. ‫= ‪𝑥1/2‬‬. ‫‪0,25‬‬. ‫𝑙𝑚 ‪𝑉𝑇 = 𝑉1 + 𝑉2 = 100 + 3,4 = 103,4‬‬ ‫𝑙𝑜𝑚 ‪= 0,005‬‬. ‫‪0,01‬‬ ‫‪2‬‬. ‫=‬. ‫𝑥𝑎𝑚𝑥‬ ‫‪2‬‬. ‫= ‪𝑥1‬‬ ‫‪2‬‬. ‫𝐿‪⇒ [𝐶𝑟2 𝑂72− ]1/2 = 96,7 𝑚𝑚𝑜𝑙/‬‬. ‫𝑛𝑖𝑚 ‪𝑡1/2 = 15‬‬. ‫أ‪ -‬عبارة السرعة الحجمية للتفاعل بداللة ]‪: [Cr2O72-‬‬. ‫‪0,75‬‬ ‫] ‪1 𝑑[𝐶𝑟2 𝑂72−‬‬ ‫𝑡𝑑‬. ‫‪⇒ 𝑣𝑣𝑜𝑙 = − .‬‬ ‫‪2‬‬. ‫𝑥𝑑 ‪1‬‬. ‫‪.‬‬. ‫= 𝑙𝑜𝑣𝑣‬. ‫𝑡𝑑 𝑇𝑉‬ ‫} 𝑥‪𝑛 −2‬‬ ‫‪[𝐶𝑟2 𝑂72− ] = 0‬‬ ‫𝑇𝑉‬. ‫ب‪ -‬التفسير‪ :‬سبب تناقص السرعة الحجمية للتفاعل هو نقص تركيز املتفاعالت في املحلول حتى تنعدم‪0,5 .‬‬ ‫‪Page 1 sur 2‬‬.

(2) ‫التمرين الثاني‪6( :‬نقاط)‬ ‫‪ .1‬معادلة االنشطار النووي‪:‬‬ ‫ تعيين ‪:a‬‬‫‪0,5‬‬ ‫حسب قانوني االنحفاظ صودي‪239 + 1 = 135 + 102 + 𝑎 ⇒ 𝑎 = 3 :‬‬ ‫‪135‬‬ ‫‪239‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪102‬‬ ‫‪1‬‬ ‫منه‪0,25 94𝑃𝑢 + 0𝑛 → 53𝐼 + 41𝑁𝑏 + 3 0𝑛 :‬‬ ‫𝑛‪+ 𝑎 10‬‬. ‫‪102‬‬ ‫𝑏𝑁‪41‬‬. ‫‪+‬‬. ‫‪135‬‬ ‫𝐼‪53‬‬. ‫→ 𝑛‪+ 10‬‬. ‫‪ .2‬أ‪ -‬ترتيب األنوية حسب تناقص التماسك‪:‬‬ ‫ب‪ -‬حساب الطاقة املحررة من تفاعل االنشطار‪:‬‬. ‫‪239‬‬ ‫𝑢𝑃‪94‬‬. ‫‪0,5‬‬ ‫‪2‬‬ ‫𝐻‪1‬‬. ‫تناقص التماسك‬. ‫‪3‬‬ ‫𝐻‪1‬‬. ‫‪4‬‬ ‫𝑒𝐻‪2‬‬. ‫‪239‬‬ ‫𝑢𝑃‪94‬‬. ‫‪135‬‬ ‫‪102‬‬ ‫𝐼‪41𝑁𝑏 53‬‬. ‫‪102‬‬ ‫‪239‬‬ ‫‪𝐸𝐿𝑖𝑏 = 𝐸𝑙 ( 135‬‬ ‫𝑣𝑒𝑀 ‪53𝐼) + 𝐸𝑙 ( 41𝑁𝑏) − 𝐸𝑙 ( 94𝑃𝑢 ) = (8,383.135) + (8,504.102) − (7,556.239) ⇒ 𝐸𝐿𝑖𝑏 = 193,229‬‬. ‫‪0,5‬‬. ‫جـ‪ -‬استنتاج مقدار النقص الكتلي لهذا التفاعل‪:‬‬. ‫زﺎ‬ ‫ﺑ ـﻮ‬. ‫‪𝐸𝐿𝑖𝑏 193,229‬‬ ‫= ‪= ∆𝑚. 𝑐 2 ⇒ ∆𝑚 = 2‬‬ ‫𝑢‪= 0,207𝑢 ⇒ ∆𝑚 = 0,207‬‬ ‫𝑐‬ ‫‪931,5‬‬. ‫‪ .3‬أ‪ -‬معادلة التفاعل‪:‬‬. ‫𝑛‪+ 31𝐻 → 42𝐻𝑒 + 10‬‬. ‫‪2‬‬ ‫𝐻‪1‬‬. ‫𝑏𝑖𝐿𝐸‬. ‫‪0,5‬‬. ‫‪0,25‬‬. ‫ب‪ -‬حساب املقادير ‪:E3 ،E2 ،E1‬‬ ‫) ‪2‬‬ ‫) ‪3‬‬ ‫(‬ ‫(‬ ‫)‪(1,112.2‬‬ ‫)‪(2,826.3‬‬ ‫= 𝐻‪𝐸1 = 𝐸𝑙 1𝐻 + 𝐸𝑙 1‬‬ ‫‪+‬‬ ‫𝑣𝑒𝑀 ‪= 10,702 𝑀𝑒𝑣 ⇒ 𝐸1 = 10,702‬‬ ‫‪0,5‬‬ ‫‪0,5‬‬ ‫𝑣𝑒𝑀 ‪𝐸3 = 𝐸1 + 𝐸2 = 10,702 − 28,296 = −17,594 𝑀𝑒𝑣 ⇒ 𝐸3 = −17,594‬‬ ‫‪0,5‬‬ ‫𝑚‬ ‫‪1‬‬ ‫) ‪2‬‬ ‫‪23‬‬ ‫‪23‬‬ ‫جـ‪ -‬حساب الطاقة املحررة من ‪0,5 𝑁(1𝐻 = 𝑀 . 𝑁𝐴 = 2 . 6,02. 10 = 3,01. 10 𝑛𝑜𝑦𝑎𝑢𝑥 :1g‬‬ ‫𝑣𝑒𝑀 ‪𝐸2 = −𝐸𝑙 ( 42𝐻𝑒) = −7,074.4 = −28,296 𝑀𝑒𝑣 ⇒ 𝐸2 = −28,296‬‬. ‫𝑣𝑒𝑀 ‪𝐸′𝐿𝑖𝑏 = 𝑁( 21𝐻 ). |𝐸3 | = 3,01. 1023 . 17,594 = 5,3. 1024 𝑀𝑒𝑣 ⇒ 𝐸′𝐿𝑖𝑏 = 5,3. 1024‬‬. ‫‪0,5‬‬. ‫‪𝐸′‬‬ ‫‪5,3.10 .1,6.10‬‬ ‫=‬ ‫د‪ -‬حساب كتلة البترول‪= 2. 104 𝑘𝑔 ⇒ 𝑚′ = 2. 104 𝑘𝑔 :‬‬ ‫‪0,5 𝑚′ = 42.10‬‬ ‫‪42.10‬‬ ‫ه‪ -‬االستنتاج‪ :‬نستنتج أن كتلة ‪ 1g‬من الديتريوم تكافئ طاقويا كتلة قدرها ‪ 2.104kg‬من البترول‪0,5 .‬‬ ‫التمرين الثالث‪7( :‬نقاط)‬ ‫‪ .1‬تحديد النمط االشعاعي للكوبالت‪0,75 10𝑛 → 11𝑝 + −10𝑒 :‬‬ ‫‪24‬‬. ‫‪−13‬‬. ‫𝑏𝑖𝐿‬ ‫‪6‬‬. ‫‪6‬‬. ‫ﻛﺮ ـ‬ ‫نز‬. ‫‪ .2‬معادلة النشاط االشعاعي‪:‬‬. ‫𝑒‪+ −10‬‬. ‫‪60‬‬ ‫𝑖𝑁‪28‬‬. ‫→‬. ‫‪60‬‬ ‫𝑜𝐶‪27‬‬. ‫‪0,5‬‬. ‫‪ .3‬العالقة النظرية بين ’‪ N‬و‪:A‬‬ ‫𝑁‪=𝑁 −‬‬ ‫لدينا‪0,5 𝑁 = 𝑁00. 𝑒 −𝜆𝑡 } ⇒ 𝑁 ′ = 𝑁0 − 𝑁0 . 𝑒 −𝜆𝑡 :‬‬ ‫‪𝑁′‬‬. ‫ونعلم أيضا‪:‬‬. ‫𝑡𝜆‪− 𝑁0 . 𝑒 −‬‬. ‫‪𝐴0‬‬ ‫𝜆‬. ‫= ‪} ⇒ 𝑁′‬‬. ‫𝑡𝜆‪𝑁 ′ = 𝑁0 − 𝑁0 . 𝑒 −‬‬ ‫‪𝐴0‬‬ ‫𝜆‬. ‫= ‪𝑁0‬‬. ‫𝐴 ‪⇒ 𝜆𝑁 ′ = 𝐴0 − 𝜆. 𝑁0 . 𝑒 −𝜆𝑡 ⇒ 𝜆𝑁 ′ = 𝐴0 −‬‬ ‫‪⇒ 𝐴 = −𝜆𝑁 ′ + 𝐴0‬‬. ‫‪1‬‬. ‫‪13‬‬. ‫ـ ـﺎء‬. ‫‪ .4‬أ‪ -‬النشاط االشعاعي االبتدائي ‪:A0‬‬ ‫عبارة البيان من الشكل‪ 𝑦 = 𝑎𝑥 + 𝑏 :‬منه‪0,5 𝐴0 = 𝑏 = 8. 1013 𝐵𝑞 :‬‬ ‫‪0,5‬‬ ‫‪0,25 0−8.10‬‬ ‫‪𝜆 = −𝑎 = −‬‬ ‫ب‪ -‬ثابت النشاط االشعاعي ‪= 4. 10−9 𝑠 −1 ⇒ 𝜆 = 4. 10−9 𝑠 −1 :‬‬ ‫‪2.10 −0‬‬ ‫𝑁‬ ‫𝑥𝑢𝑎𝑦𝑜𝑛 ‪0,5 0 = 2. 1022‬‬ ‫جـ‪ -‬حساب عدد األنوية االبتدائية والكتلة‪:‬‬ ‫𝑀‪𝑁 .‬‬ ‫‪2.10 .60‬‬ ‫𝑔‪0,5 𝑚0 = 𝑁 = 6,02.10 = 2𝑔 ⇒ 𝑚0 = 2‬‬ ‫𝑡𝜆‪𝑁 = 𝑁 . 𝑒 −‬‬ ‫𝑁‬ ‫𝑒‪1−‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪ .5‬أ‪ -‬عبارة النسبة 𝑁‪0,5 𝑁 ′ = 𝑁 . (10 − 𝑒 −𝜆𝑡 )} ⇒ 𝑁 = 𝑒 = 𝑒 − 1: 𝑁′⁄‬‬ ‫‪22‬‬. ‫‪22‬‬. ‫‪0‬‬. ‫‪23‬‬. ‫𝑡𝜆‪−‬‬. ‫𝑡𝜆‪−‬‬. ‫‪′‬‬. ‫𝑡𝜆‪−‬‬. ‫‪0‬‬. ‫‪𝑁′‬‬ ‫‪= 𝑒 𝜆𝑡 − 1‬‬ ‫𝑁‬. ‫‪0,5‬‬ ‫ب‪ -‬حساب املدة الزمنية‪= 𝑒 𝜆𝑡 − 1 = 3 ⇒ 𝑒 𝜆𝑡 = 4:‬‬. ‫‪0,5‬‬. ‫𝐴‬. ‫⇒‬. ‫‪𝑁′‬‬ ‫𝑁‬. ‫‪ln 4‬‬ ‫‪ln 4‬‬ ‫=‬ ‫𝑠 ‪= 3,46. 108‬‬ ‫𝜆‬ ‫‪4. 10−9‬‬ ‫𝑠 ‪⇒ 𝑡 = 3,46. 108‬‬. ‫= 𝑡 ⇒ ‪⇒ 𝜆𝑡 = ln 4‬‬. ‫‪0,5‬‬. ‫‪Page 2 sur 2‬‬.

(3)