E xe rcice s - Physique

Exercice 0 : Déterminer la masse de dioxyde de carbone produite par une
voiture. (p.278)
L'essence utilisée comme carburant dans les voitures est essentiellement
constituée d'alcanes de formule brute C8H 1 8.
1 . En supposant que la combustion des alcanes dans le moteur est complète,
écrire son équation.
2. Un véhicule consomme en moyenne V = 7,0 L d'essence au 1 00 km. Sachant
que le dioxygène est en excès, déterminer, pour 1 km parcouru, la masse de
dioxyde de carbone rejetée dans l'atmosphère.
Donnée : ρessence = 750 g.L-1 .
Les moteurs flexifuel peuvent utiliser comme
carburant un mélange constitué, en volume, de 85 %
d'éthanol et 1 5 % d'essence. Au Brésil, l'éthanol est
produit à partir de la canne à sucre (photographie).
Exercices
Chapitre 1 5 Stockage et conversion de l'énergie
1 . 2 C 2 H 6O + 6 O 2
4 CO2 + 6 H 2O
2. Un véhicule consomme en moyenne V = 8,2 L de mélange éthanol-essence au 1 00 km.
a. D'après le texte, au 1 00 km, 85 % de 8,2 L sont consommés.
Véthanol = 0,85 x 8,2 ≈ 7,0 L. 7,0 L d'éthanol sont consommés.
b.
Masse d'éthanol consommée pour parcourir 1 km :
Quantité de matière correspondante :
ρéthanol x Véthanol
m = ―――
1 00
n=
ρessence x V
789 x 7,0
m
=
=
M(C2H 6O) 1 00 x M(C2H 6O) 1 00 x 34
Equation
2 C2H 6O + 6 O 2
Etat initial
x=0
Etat final
xmax
0,46
excès
0,46 -2xmax excès
= 1 ,62 mol
4 CO 2 + 6 H 2O
0
0
4 xmax
6 xmax
D'après le tableau, dans l'état final : 1 ,62 - 2xmax = 0.
Donc : xmax = 1 ,62
= 0,81 mol.
2
La quantité de dioxyde de carbone produite est donc :
n (CO 2) = 4 xmax = 4 x 0,81 = 3,24 = 3,24 mol.
La masse de dioxyde de carbone correspondante est :
m (CO2) = n(CO 2) x M(CO 2) = 3,24 x 44,0 = 1 ,4 x1 0 2 g.
Exercices
Chapitre 1 5 Stockage et conversion de l'énergie
Exercice 1 : Reconnaître l'énergie chimique. (N°6 p.280)
Les réservoirs d'énergie qui permettent de stocker l'énergie chimique sont :
c. une batterie d'accumulateurs électriques ;
d. le pétrole ;
e. le glucose ;
Exercice 2 : Comment écrire l'équation d'une raction de combustion ?.
(N°9 p.280)
Recopier les équations suivantes et les ajuster. Pour les équations c et f ,
déterminer les valeurs de n avant de procéder à l'ajustement.
a.
b.
c.
d.
e.
f.
2
2
9 20
4 9
2
31
5
3
9
6
20
2
6
2
22
3
8
Exercice 3 : Utiliser la polarité d'une pile. (N°9 p.298)
1 . A l'extérieur de la pile :
a. Le courant va du pôle + vers le pôle - .
b. Les porteurs de charge sont les électrons. Ils se déplacent du pôle - vers le
pôle +.
2. A l'intérieur de la pile :
a. Le courant va du pôle - vers le pôle +.
b. Les porteurs de charge sont les ions Zn 2+ et Ag +. Zn 2+ est libéré par l'électrode
de zinc dans la solution de sulfate de zinc (II). Ag + se déplace de la solution vers
l'électrode d'argent.
3. A l'électrode de zinc : Zn (s)
Zn 2+ (aq) + 2 e A l'électrode d'argent : Ag + (aq) + e Ag (s)
Exercice 4 : Déterminer la polarité d'une pile. ( N°1 0 p.298)
A l'électrode de fer : Fe (s)
Fe 2+ (aq) + 2 e A l'électrode de nickel : Ni 2+ (aq) + 2 e Ni (s)
1 . Les électrons, à l'extérieur de la pile, se déplacent de l'électrode de fer vers
l'électrode de nickel
2. D'après la question 1 . , le courant se déplace de l'électrode de nickel vers
l'électrode de fer.
3. D'après la question 2. , la borne positive de cette pile est situé à l'électrode de
nickel.
Exercice 5 : Etudier les couples oxydant / réducteur ( N°11 p.298)
Compléter les demi-équations données ci-dessous et préciser le couple
oxydant / réducteur correspondant :
a. Cr3+ (aq) + 3 e - = Cr (s)
b. Hg 22+ (aq) + 2 e - = 2 Hg (s)
c. Ce 4+ (aq) + e - = Ce 3+ (aq)
Exercice 6 : Reconnaître un oxydant et un réducteur ( N°1 2 p.299)
Des piles au magnésium équipent certains gilets de sauvetage, mais aussi des
torpilles. Le magnésium métallique Mg (s) réagit avec les ions hydrogène H +(aq)
d'une solution d'acide chlorhydrique selon la réaction :
2 H +(aq)
+
Mg (s)
H 2 (g)
+
Mg 2+(aq)
1 . Le magnésium se charge +, il perd donc des électrons. Le magnésium subit
une oxydation.
2. Inversément, les ions hydrogène gagnent des électrons. Ils subissent une
réduction.
3. L'oxydant est l'ion hydrogène et le réducteur est le magnésium.
4. 2 H +(aq) + 2 e- = H 2 (g)
Mg (s) = Mg 2+(aq) + 2 e -
Exercices
Chapitre 1 5 Stockage et conversion de l'énergie
Exercices
Chapitre 1 5 Stockage et conversion de l'énergie
Exercice 7 : Etablir des demi-équations redox ( N°1 2 p.299)
Etablir les demi-équations redox des couples suivants en présence d'ions
hydrogène H +(aq) :
a. 2 IO3-(aq) + 1 2 H + + 1 0 e - = I 2 (aq) + 6 H 2O ;
b. H 2O 2 (aq) + 2 H + + 2 e - = 2 H 2O (l) ;
c. O 2 (g)
+ 4 H + + 4 e - = 2 H 2O (l) ;
d. 2 HOCl (aq) + 2 H + + 2 e - = Cl 2 (g) + 2 H 2O .
Exercice 8 : A chacun son rythme. ( N°1 7 p.299)
On considère la pile représentée ci-dessous ; le millivolt-mètre indique +0,47 V.
Niveau 1
1 . La borne positive de la pile se situe du côté de la borne V du millivolt-mètre
lorsque la valeur affiché est positive. La lame de cuivre est le pôle +.
2. Le courant se déplace du pôle + vers le pôle -. D'après la question , le courant
se déplace de la lame de cuivre vers la lame de plomb.
Les proteurs de charge sont les électrons. Ils se déplacent de la borne - vers la
borne +.
3.
a. Pb (s) = Pb 2+(aq) + 2 e b. Cu 2+ (aq) + 2 e - = Cu (s)
4.
Cu 2+ (aq) +
Pb (s)
Cu (s)
+
Pb 2+(aq)