SELECTION FESIC
ADMISSION en 1ère ANNEE du 1er CYCLE 2010
EPREUVE DE CHIMIE
Samedi 22 mai 2010 de 10h.45 à 12h.15
INSTRUCTIONS AUX CANDIDATS
L'usage de la calculatrice est interdit ainsi que tout document ou formulaire.
L'épreuve comporte 16 exercices indépendants. Vous ne devez en traiter que 12 maximum. Si vous en traitez davantage, seuls les 12 premiers seront corrigés.
Un exercice comporte 4 affirmations repérées par les lettres a, b, c, d. Vous devez indiquer pour chacune d'elles si elle est vraie (V) ou fausse (F).
Un exercice est considéré comme traité dès qu'une réponse à une des 4 affirmations est donnée (l'abstention et l'annulation ne sont pas considérées comme réponse).
Toute réponse exacte rapporte un point.
Toute réponse inexacte entraîne le retrait d'un point.
L'annulation d'une réponse ou l'abstention n'est pas prise en compte, c'est-à-dire ne rapporte ni ne retire aucun point.
Une bonification d'un point est ajoutée chaque fois qu'un exercice est traité correctement en entier (c'est-à-dire lorsque les réponses aux 4 affirmations sont exactes).
L'attention des candidats est attirée sur le fait que, dans le type d'exercices proposés, une lecture attentive des énoncés est absolument nécessaire, le vocabulaire employé et les questions posées étant très précis.
INSTRUCTIONS POUR REMPLIR LA FEUILLE DE REPONSES
Les épreuves de la Sélection FESIC sont des questionnaires à correction automatisée. Votre feuille sera corrigée automatiquement par une machine à lecture optique. Vous devez suivre scrupuleusement les instructions suivantes :
Pour remplir la feuille de réponses, vous devez utiliser un stylo bille ou une pointe feutre de couleur noire ou bleue. Ne jamais raturer, ni gommer, ni utiliser un effaceur. Ne pas plier ou froisser la
Exemple :
2. Noirciss
Pour modi réponse pa zone tramé première ré
Attention annuler vo feuille pou
sez les case
ifier une ré ar un double ée (zone de éponse est a
: vous ne otre réponse urra vous êtr
es correspon
Faire éponse, il n e marquage droite). La annulée. Le V
disposez q e comme in re fournie p
ndant à vos r
e
ne faut ni r (cocher F e réponse fig s réponses p
F
que d'une s ndiqué ci-de
ar le surveil réponses :
raturer, ni g et V) puis re gurant dans
possibles so V
seule feuille essus. Toute
llant.
Ne pas f gommer, ni eporter la no
la zone tram ont :
F
vrai faux abste abste vrai faux abste e de répons efois, en ca
faire
i utiliser un ouvelle répo mée n'est pri
ention ention
ention ses. En cas as de force
n effaceur.
onse éventu ise en comp
s d'erreur, v majeure, u
Annuler la uelle dans la pte que si la
vous devez une seconde a a a
z e
Ma
Ex
Le pe sol l’a d’o On A Aa) b) c) d)
asses atomi H 1,0
xercice n°
es ions nitrit ut, après pr lution se c absorbance onde = 52 n réalise ce
= 0,15. De
= f(t) représ
La longue La solutio La concen La concen
A
0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
iques molair C 12,0
°1
te NO2-(aq) s rélèvement olore alors de la soluti 20 nm.
ette opératio s solutions senté ci-des
eur d’onde c on obtenue a ntration mas ntration mol
5
res en g mo. O 0 16,
sont incolor d’un échan en rose, c ion obtenue on pour do étalons, pr ssous, où t e
choisie corr avec le réac ssique en io laire en ions
10
ol1.
O L
,0 6,
--
res en solut ntillon de 1 ce qui perm e se fait grâ oser les ions
réparées da est la concen
respond à un ctif de Gries ons nitrite es
s nitrite dan
15 2
Li S
,9 1
---
tion aqueuse ,0 mL de s met d’effec âce à un spe
s nitrite da ans les mêm
ntration ma
n minimum ss n’absorbe
st environ é ns l’aquariu
20 25
Sn
19 1
---
e. Pour les solution, ajo
tuer un do ectrophotom ans un aqua
mes conditi assique en io
d’absorptio e pas le rou égale à 23 m um est égale
30
I
127 3
doser dans outer 1 mL sage colori mètre qui a arium et on ons ont pe ons nitrite d
on de la solu uge.
mg.L-1. e à 0,50 mo
35
Cl 35,5
une solutio L de réactif imétrique. L
été réglé su n mesure un ermis d’obte dans l’échan
lution.
ol.L-1.
40
N 14,0
on aqueuse, de Griess.
La mesure ur la longu ne absorban enir le grap ntillon préle
t (mg/L)45
on La de eur nce phe vé.
Le l’é On mo V ( 2 La Le a) b) Le
c) d)
e diiode I2(
équation chi n plonge un olaire en s
= 1,00 mL
) 2
( S
Na 2 aq
a réaction de e volume né
La quantit La quantit
es résultats d
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
v1 ( mL
A t = 900 Le temps d
(aq) réagit a imique : ne lame de soluté appo
de milieu
) ( - 2 3
2O aq ) à la e dosage a p écessaire à l
té initiale de té n de diiod
des différen
L)
s, la quanti de demi-réa
avec le mé zinc dans orté co = u réactionn
a concentra pour équatio
2
’obtention d e diiode est de présente
nts dosages p
50
ité n de diio action est en
tal zinc Zn I2(aq) + Zn un volume 2,00×10–2 nel, que l’
ation c1 = 1,0 on chimique
) ( - 2 3 2O
S aq I de l’équival t n0 = 0,400 dans chaqu
permettent
00
de présente nviron égal
n(s). La tran n(s) = Zn2+(aq
e Vo = 20,0 mol.L–1. A
’on dose p 00×10–3 mo e :
) ( 2aq
I = S4O lence est no 0 mmol.
ue prélèvem
de tracer la
Figure 1
e est égale à à 180 secon
nsformation
q) + 2 I–(aq)
0 mL de so A intervalle par une s ol.L–1.
) ( ( - 2
6 2
O aq I oté V1.
ment est don
courbe de l
1000
à 2,5×10-3 m ndes.
n qui se pr olution de d es de temp olution de
) aq
née par la r
la figure 1.
mmol.
roduit est m diiode à la ps régulier
thiosulfat
relation : n
150
modélisée p concentrat s, on prélè e de sodiu
n = 2
1 1V c .
00
t (s)
par ion ève um
Ex
On (K l’a mo La mo To a) A ordb) c) d)
xercice n°
n mélange u K+(aq) + MnO
acide sulfuri olaire en sol a réaction m
odélisée par outes les esp Dans la ré une longue dinateur, en
La vitesse Le réactif Il s’est for
°3
un volume V O4-
(aq)) de c ique, à un v luté apporté mise en jeu r l’équation 2 MnO4
pèces chimi éaction étud
eur d’onde n mesurant l
de la réact f limitant est rmé 950×10
V1 = 1,00 m concentratio volume V2
é c2.
u est lente chimique :
4-
(aq) + 5 H2C ques interve diée l’acide
appropriée l’absorbanc
tion est max t l’ion perm 0-9 mol d’ion
mL d’une sol on molaire e d’une solut et considé C2O4(aq) + 6 enant dans c
oxalique a e, on suit s e A du méla
ximale à l’in manganate.
n Mn2+ dan
lution aqueu en soluté ap tion aqueus érée comme
H+(aq) = 2 M cette réactio
été réduit.
son évolutio ange réactio
nstant initia ns l’état fina
use de perm pporté c1 = se d’acide o e totale. La Mn2+(aq) + 1 on sont inco
on à l’aide onnel en fon
al (t = 0 s).
al.
manganate d
= 9,50×10-4 oxalique H2
a transform 0 CO2(aq) + olores, sauf
d’un spect nction du te
de potassium mol.L-1, ac
2C2O4(aq) de mation qui + 8 H2O(I)
f l’ion perma
ctrophotomè emps (courb m
cidifiée par concentrat se produit
anganate.
ètre relié à be suivante)
de ion est
un .
A co Le La La On co
où L’
a) b) c) d)
l’instant ch ntenant de l es concentra a transforma a températur n plonge da nductivité σ
ù t corresp évolution d
Le produit La conduc Le temps d A la dat v = 0,20 m
hoisi t = 0 l’hydroxyde ations molai ation qui se re est maint ans le méla σ(t) de la so
pond à un in de l’avancem
t A(aq) est l ctivité de la de demi-réa te t = 15 mmol.L-1.min
s, on intro e de sodium ires initiales produit est C3H6O2(l) + tenue à 30°C ange la son olution. Cell
nstant de dat ment au cou
’ion éthano solution au action est ég 5 min la
n-1.
oduit de l’ét m (Na + (aq) + s de toutes l modélisée p + Na +(aq) + C.
nde d’un co le-ci est reli
x(t) te très grand urs du temps
ate.
ugmente au gal à 15 min
vitesse vo
thanoate de + HO – (aq)) , les espèces par l’équati HO –(aq) = onductimètr iée à l’avanc
= 0 0
0
c V
de où la tran s est donnée
cours du te nutes.
olumique d
e méthyle d , on obtient chimiques s ion chimiqu
Na +(aq) + A re qui perm cement par
t
nsformation e par la cour
emps.
de la réac
de formule C un volume sont égales ue :
A-(aq) + B(aq)
met de mes la relation s
n chimique e rbe ci desso
ction a po
C3H6O2(l) d e V = 100 m
à c0 = 1,0×
surer à cha suivante :
est supposé ous :
our ordre
dans un béc mL de soluti 10-1 mol.L-
aque instant
e terminée.
de grande her ion.
1.
t la
eur
Ex
Le sa On inda) b) c) d)
Ex
On ch La Doa) b) A c) d)
xercice n°
e jaune d’ali forme basiq n a représen dicateur col
La forme r A pH = 8, L’ion repr La masse
xercice n°
n réalise un lorure d’hy a réaction de
onnées : V l La concen Le pH de l partir de la On doit di La dilution
°5
izarine est u que une tein nté ci-desso loré.
représentée une solutio résenté ci-d
molaire de
°6
ne solution ydrogène ga
e dissolution Volume mo log 0,04 = – ntration mol la solution
solution 1, iluer la solu n s’effectue
un indicateu nte rouge.
ous la form
e ci-dessus p on de jaune dessus corre
la forme rep
d’acide chl azeux HCl(g)
n est totale.
olaire des ga – 1,4 ; laire en ions
1 est pH1 = on veut pré ution 1 au ci e dans une fi
ur coloré do mule topolog
possède une d’alizarine spond à la f eprésentée c
lorhydrique
) dans de l’e az dans les c 10–2,1 = 8.
s H3O+ est é 1,4.
éparer une s inquième.
fiole jaugée.
ont le pKa e gique d’une
e fonction ca e est rouge.
forme acide ci-dessus est
e (H3O+ + C eau pure. L conditions d 10–3 . égale à 1,0
solution 2 de
est égal à 1 e des forme
arboxylate.
e de l’indica t égale à 28
Cl–(aq)) en d Le volume f
de l’expérie mol.L–1.
e pH égal à
1. Sa forme s présentes
ateur coloré 86 g.mol-1.
dissolvant u final de la so ence : Vm =
pH2 = 2,1.
e acide a un dans une s
é.
un volume V olution 1 es
25 L.mol–1
ne teinte jau solution de
V0 = 1,0 L st V1 = 1,0
;
une, cet
de 0 L.
A On 1,0 en Do
a) b) c) d)
Ex
A C2d’a sol Le L’
Do
a) b) c) d)
25°C, on ét n mélange 0×10-3 mol.
n soluté appo onnées : A
Le réactif La constan A l’équilib A l’équilib
xercice n°
25°C, on d
2H7N, prése acide chlorh lution d’éth e graphe pH éthylamine onnée : Ke
L’acide co A pH = 9, La constan La concen
tudie la réac 10 mL d’
L-1 et 5 mL orté 1,0×10 A 25°C, p p f limitant est nte d’équili bre, la quan bre, la conc
°8
désire déter ente dans un hydrique de hylamine et H = f(Va) où appartient
= 10-14 à 25
onjugué de l l’acide con nte d’équili ntration de l
ction de l’ac
’une solutio L d’une solu
-3 mol.L-1. pKa1 (C6H5C pKa2 (HBO2
t l’ion borat ibre de la ré ntité de mati centration en
rminer la co n flacon de e concentrat on suit l’év Va est le vo à un couple 5°C
l’éthylamin njugué préd ibre de la ré la solution d
cide benzoïq on d’acide ution de bor CO2H/C6H5 2/BO2-) = 9,2
te.
éaction est K ière d’acide n acide benz
oncentration 500 mL. O tion molaire volution du p
olume d’aci e acido-basi
e a pour for domine sur l éaction entr d’éthylamin
que C6H5CO benzoïque rate de sodi
5CO2-) = 4,2 2
K = 105. e borique fo nzoïque est d
n d’une sol On procède a e en soluté a
pH.
ide chlorhy que dont le
rmule C2H8
la base éthy re l’acide ch ne est cb = 4
O2H(aq) sur l e de conce
um (Na+(aq)
2
ormé est éga de 5,0×10-4
lution aque alors à un d apporté 0,10 ydrique vers
Ka a pour v
8N+. ylamine.
hlorhydriqu 45,5 mmol.L
l’ion borate ntration mo
+ BO2- (aq))
ale à 5×10-3 mol.L- 1.
euse d’éthyl dosage pH-m
00 mol.L-1. é est représ valeur 10-10,
e et l’éthyla L-1.
e BO2- (aq). olaire en s
de concent
3 mol.
lamine, de métrique pa On prélève senté ci-dess
,7 à 25°C.
amine est K
soluté appo tration mola
formule br ar une solut 20,0 mL de sous.
K = 10+3,3. orté aire
rute ion e la
Ex
On da va La no On ga sol La Doa) b) La gé On tra c) d)
xercice n°
n a préparé ans l’eau. Le aut pH1 = 2,5
a concentrat otée c1.
n a préparé azeux dans l lution vaut p a concentrat
onnées : vo
a monochlo
ion monoch
D’après B Les deux c a transforma
nérale : n appelle ansformation Les deux t Dans l’eau
°9
une solutio e volume de
5.
tion molair une solutio l’eau. Le vo pH2 = 2,0.
tion molaire olume mola
acide
oroéthanoïqu
hloroéthano
Bronsted , un concentratio ation chimi
1 et 2 ns donnant taux d’avan u, l’acide m
on notée S1
e solution, a re en soluté on d’acide c
olume de so e en soluté a aire dans les
ue
oate
n acide est u ons molaire ique, entre
le taux d les solution ncement son monochloroé
en dissolva après dissolu é apporté en hlorhydriqu olution après apporté en a s conditions Formule br
CICH2COO
CICH2COO
une espèce es en soluté chacun des AH(aq) + H2
’avancemen ns S1 et S2.
t égaux : 1
éthanoïque
ant une mas ution totale n acide mo ue notée S2
s dissolutio acide chlorh de l’expéri rute
OH
O –
chimique c apporté son s deux acid
2O(I) = H3
nt final de
1 = 2. est moins d
sse m1 = 0,9 e, est égal à onochloroét en dissolva on totale est
hydrique dan ience VM =
Formu dével
apable de c nt égales : c des et l’eau,
3O+ + A –(aq
e chacune
dissocié en i
Cl CH2
Cl CH2
945 g d’acid V1 = 1,00 L hanoïque d ant 22,4 mL égal à V2 = ns cette solu 22,4 L.mol- ule semi-
loppée
céder un ou p c1 = c2. , peut être
)
des deux
ons que l’ac
C O
O– C
O
OH
de monochl L. Le pH de dans cette s L de chlorur
= 100 mL. L ution S2 est
-1.
Mass (g
plusieurs é
modélisée
réactions
cide chlorhy
loroéthanoïq e cette solut solution S1
e d’hydrogè Le pH de ce
notée c2.
se molaire g.mol-1)
94,5
électron(s).
par l’équat
associées a
ydrique.
que tion est ène ette
ion
aux
On a)
On b)
A Do
c) d)
Ex
Da car LaDo a) b) c) d)
n étudie une La dissolu
n note s la s L’expressi
25°C, la co onnées :
La solubil L’expressi
xercice n°
ans les piles rbone. Entr a transforma
onnée : 1 Le dioxyde Le métal l La consom Lorsque la masse de l
e solution aq ution dans l
olubilité du ion de la co
onductivité d Conductiv
6 , 8 1 , 2
5 ,
4
lité s du sulf ion de la co
°11
s de type Lie les deux, u ation qui se
Faraday : F e de soufre j lithium cons mmation d’u
a pile débit l’électrode
queuse satu
’eau pure d
u sulfate d’a onductivité σ
de la solutio vités ionique
; 2,2 5 ,
4
fate d’argen onstante d’é
i/SO2, le lith un électroly produit lors 2 L F≈ 1,0×105
joue un rôl stitue l’élect une mole de te un couran
de lithium e
urée de sulfa du sulfate d’
Ag2SO4(s)
argent dans σ d’une solu
σ = (
on saturée e es molaires
0 , 2 nt dans l’ea équilibre Ks
hium métal yte contient s de la réact Li(s) + 2 SO
C.mol-1. e d’oxydant trode positi e lithium pro
nt de 10 mA est environ é
ate d’argent
’argent solid
) = Ag+(aq) + l’eau pure.
ution saturé (Ag + SO
en sulfate d’
(S.m2.mol–
au pure est s de la disso
Ks = s2.
constitue u du dioxyde tion dans la
2(aq) = 2 Li+
t dans cette ive de la pil oduit une qu A pendant u égale à 6,9
.
de Ag2SO4(s)
+SO42
aq)
ée de sulfate
- 2
O4 ) s.
argent est σ
–1) : Ag =
s = 16×10–3 lution du su
une électrod e de soufre S a pile est mo
+(aq) + S2O42-
réaction.
e.
uantité d’él une durée é
mg.
) est modéli
e d’argent d
σ = 4,5×10–1 0,6.10–2, S
3 mol.L–1. ulfate d’arge
e. L’autre é SO2 et du b odélisée par
-(aq)
ectricité env égale à 1,0×
isée par l’éq
dans l’eau p
1 S.m–1.
- 2
SO4 = 1,6.1
gent dans l’e
électrode est bromure de l r l’équation
viron égale
×104 s, la v
quation :
pure est :
0–2 ;
eau pure est
t constituée lithium.
chimique :
à 2,0×105C variation de
t :
e de
C.
e la
Ex
Po sod traDo a) b) c) d)
Ex
On co le sol I = Doa) b) c) d)
xercice n°
our fabrique dium (Na+(a
ansformation
onnée : Parmi les Le dichlor La réactio Si le rende tonne de d
xercice n°
n étame les ntact avec l cuivre afin lution conte
= 250 mA. L onnées :
La casser La réactio Plus de ce L’étamage
°12
er du dichlo
aq) + Cl-(aq)) n qui se pro
1 Faraday : réactifs, l’e re se dégage on peut égal
ement était dichlore.
°13
s ustensiles les aliments d’éviter so enant des io L’autre élec
Couple Sn Masse vol 1 Faraday role en cuivr on se produi ent heures so
e est une tra
ore gazeux C . On travail oduit lors de
2 Cl-(aq)
F≈ 1,0×10 eau est l’oxy
e à l’anode.
lement servi de 100%, il
de cuisine s est toxique on oxydation ons étain (S ctrode est en n 2+(aq) / Sn(s
lumique de : F≈ 1,0×1 re à étamer isant sur la ont nécessa ansformatio
Cl2(g), on ef le sous hott e la réaction + 2 H2O(l)
05 C.mol-1. ydant.
.
ir à produir l faudrait un
en cuivre e. On souha n. Le dépôt Sn 2+ (aq)) da
n étain.
s)
l’étain : ρ = 105 C.mol-1. r constitue l casserole d aires pour ré on forcée.
ffectue l’éle te avec une n d’électroly
) = Cl2(g)
re de l’hydr ne énergie d
pour éviter aite étamer t de volume ans laquelle
= 7,5 g .cm-3 .
l’anode.
de cuivre es éaliser ce d
ectrolyse d’
tension de yse est mod
+ H2(g) +
roxyde de so d’environ é
r qu’ils se c une cassero e V= 11,9 cm e on fait pas
3
t une oxyda dépôt.
une solution 3,55 V et u élisée par l’
2 HO-(aq)
odium.
égale à 2,0×
couvrent de ole, c’est-à-
m3 est effec sser un cou
ation.
on aqueuse d une intensité
’équation ch
×1010 J pour
e « vert de dire dépose ctué par éle urant d’inten
de chlorure é de 45 kA.
himique :
r produire u
gris » dont er un métal ctrolyse d’u nsité consta
de La
une
t le sur une ante
Ex
On La a) b) c) d)Ex
La co hu DoDo a) b)
c) d)
xercice n°
n fait réagir a constante d
Il y a au to L’ester ob L’acide ét L’avancem
xercice n°
a triacétine, de E 1518.
uileux et inc onnées conc
Den
For
onnée : mas La triacéti Pour synt rendement La saponif Le volume
°14
30 g d’acid d’équilibre otal trois au btenu est l’é
thanoïque es ment de la r
°15
utilisée co Dans les c colore.cernant la nsité : d = 1
rmule topolo
sse volumiq ine est un tr thétiser deu t de la réac fication de e occupé pa
de éthanoïqu de la réacti utres molécu
thanoate de st le réactif réaction à l’
omme additi conditions h
triacétine : 1,16 ; masse
ogique :
que de l’eau riester du gl ux moles de tion est éga la triacétine r une mole
ue (CH3-CO on est K = 4 ules isomèr e butyle.
f en excès.
’équilibre es
if alimentai habituelles
:
e molaire : M
u : µeau = 1,0 lycérol (ou p e triacétine, al à3
2. e par la sou
de triacétin
OOH) avec 4.
res du butan
st xf =
3 1mol
ire, est une de tempéra
M = 218 g.m
00 g.cm-3 propan-1,2 il faut uti
ude donne li ne est égal à
74 g de but n-1-ol.
l.
substance ature et de p
mol-1 ;
2,3-triol).
liser 6 mol
ieu à la form à 250 cm3.
an-1-ol (C2H
artificielle.
pression, la
l d’acide ét
mation d’ac
2H5-CH2-CH
Elle porte a triacétine
thanoïque s
cide éthanoï
H2OH).
le numéro est un liqu
sachant que
ïque.
de uide
e le
Ex
On Po pré Ré pre Ré de Doa) b) c) d)
xercice n°
n désire étud our cela, on
ésence de d éaction 1 : l
ession de 1 éaction 2 : l 1 bar, cond onnées : é m Pour la ré Lors de la Le cuivre f Lors de la gaz dihydr
°16
dier la sélec n considère deux catalys
le passage bar, condui e passage d duit à la form
éthanol : Te
masse volum éaction 2, il a formation
favorise la a réaction 1,
rogène.
ctivité d’un deux réact eurs différe de vapeurs it à la forma de vapeurs d mation du g
eb = 78°C ; é mique de l’
s'agit de ca de l’éthana réaction de , la mise en
catalyseur.
tions totale ents.
d'éthanol C ation de vap d'éthanol sur gaz éthylène éthanol liqu
eau : µeau = atalyse hom al, l’alcool s e déshydrata n œuvre de 4
es, mettant C2H5OH(g)
peurs d’étha r de l'alumi e C2H4(g). uide de dens
1,00×103 g mogène.
subit une ré ation.
4,6 L d'étha
en œuvre u sur du cuiv anal C2H4O(
ine Al2O3(s)
sité : d 0,8 g.L-1
duction.
anol liquide
un réactif u vre Cu(s) ch
(g).
chauffée à
8 ;
conduit à l
unique, l’ét hauffé à 28 400°C, sou
la formation
thanol, mis 0°C, sous u us une press
n de 80 mol en une ion
l de
