Bac 2018 : le corrigé de l'épreuve de physique chimie pour la filière S

Bac2018
Épreuvedephysique-chimie
SérieS


Exercice1

1.
Les questions 1)1)1) et 1)1)2) font référence à la partie du programme COMPRENDRE LOIS ET
MODÈLES; sous partie Structure et transformation de la matière: transformations en chimie
organique.
Ceuxsontdesquestionsd’applicationsdirectesducours.

1)1)1) Le passage du D-Glucose au D-Sorbitol correspond à une modification de groupe
caractéristique.

Passaged’unefonctionaldéhydeàunefonctionalcool.
1)1)2) Cetteréactionestuneréactiond’additioncarlamoléculedeD-sorbitolcomporte2atomes
d’hydrogèneenplusquelamoléculedeD-Glucose.

1)2)1)Danscettequestion,onvérifiequel’élèvesaitanalyserunemoléculeenreprésentationde
Cram.

Penseràajouterlesatomesd’hydrogènesurlamoléculedefaçonàce
quechaquecarbonecomporte4liaisons.


LaformulebrutedelamoléculeestC H O6 10 7.


1)2)2)Pourrépondreàcettequestionilfaututiliserlaconservationdeséléments
chimiquesdansl’écritured’uneéquationchimique.
Pourl’étape3:C H O !C H O +Y6 10 7 6 8 6
LaformulebrutedeYestH O,c’estdoncunemoléculed’eau.2

Cettequestionestassezsimple,cependantilnefautpasoublierdenommerlamolécule!

Laquestion1)3)traitedelapartieOBSERVERduprogrammesouspartieAnalysespectrale.
Ilfautdansunpremiertempsanalyserchaquespectrepuisattribueràchaquemoléculesonspectre.

Cette question est assez difficile car les deux molécules comportent de nombreuses fonctions
chimiquessimilaires.Ilfautdoncserendrecomptequel’acideascorbiquenecomportepasde
fonctionacidecarboxylique(lenomde«acideascorbique»peutinduireenerreur!)contrairement
auD-Sorbitol.

AnalyseduspectreA
Bande(intensité,nombred’onde) attribution
-13250cm intenseetlarge OHalcool
-12900cm intenseetfine C-H


AnalyseduspectreB
Bande(intensité,nombred’onde) attribution
-12900cm ,intenseetfine OHacidecarboxylique
-12800cm intenseetfine C-H
-11700cm moyenne C=O

LespectreAcorrespondàlamoléculed’acideascorbiqueetlespectreBàlamoléculedeD-Sorbitol.

2.
Les questions de la partie 2) font référence à la partie du programme COMPRENDRE LOIS ET
MODÈLES;souspartieStructureettransformationdelamatière:réactionchimiqueparéchangede
protons.
2)1)


Solutiontitrante
Soude
-2 C =2,00x10 mol/L2
Pinceetnoixdeserrage

Burette
Potence


Becher
Solutiontitrée10mL
D’acideascorbiquediluée
Barreauaimanté


Agitateurmagnétique


2)2)Pourjustifiercettequestion,ilfautmontrerqu’ilyaunéchangedeprotondoncécrirelesdemiéquationschimiques:
- +
C H O !C H O +H 6 8 6(aq) 6 7 6 (aq) (aq)
Ontravailleenmilieubasiquedonclademiéquations’écrit:
- -C H O +HO !C H O +H O 6 8 6(aq) (aq) 6 7 6 (aq) 2 (l)

Pourpasserd’unedemiéquationenmilieuàacideàunedemiéquationenmilieubasique
-onajoutedesionsHOdechaquecotédel’équation.

-2)3)Àl’équivalence,n(C H O )=n(HO)6 8 6
! !!!! ! !,!!×!" ×!",!!" -2[C H O ]= = =2,70x10 mol/L6 8 6
!"#$ !"

Ilfautavoirlesmêmesunitésdevolume,respecterlenombredechiffressignificatifs.
Lirelevolumeéquivalentsurlegraphique.

2)4)calculdedilution

m=[C H O ]xV xM=475,2mg6 8 6 fiole
Lesincertitudessontduesàlalectureduvolumeéquivalent.Depluslasolutionestréaliséedansde
laverrerieayantuneprécisionrelative.



Exercice2


1)1) Onutiliselarelationf=c/λ
8 10Λ=c/f=3x10 /(3,47x10 )=8,6mm
Lesondesémisesparleradarappartiennentaudomainedesmicro-ondes.

1)2) L’effetDoppler.

1)3) Commeleballonserapprocheduradaralors,lafréquencedel’ondereçueaugmente.

Cesquestionssontuneapplicationdirecteducourssurl’effetDoppler.

! !∆!×! !,!" !" ×! !"
1)4) � = = = 21 �/�! !"! ! !×!,!"×!"!

Conversiondeskm/henm/s:divisionpar3,6.
Donc76km/hcorrespondà21m/s.

Lapartie2estlamécaniqueavecl’utilisationdeladeuxièmeloideNewton.

2)1)lesystèmeest{laballe}étudiéedansleréférentielterrestresupposégaliléen.Onappliquerla
deuxièmeloideNewton.
Laforcequis’appliquesurlaballeestsonpoids.

�(��)
� = !"# ��
�(��)
�=
��
�=��
Parprojection;
Selon�a (t)=0x
Selon�a (t)=-gy

2)2)Parintégration.

V =cstex
V =-gt+Cy

Aveclesconditionsinitiales:

V (t)=v etV (t)=-gtx 0 y

Parintégrationx(t)=v t+Ay(t)=-gt²/2+Bo

PourdéterminerlesconstantesAetB,onutiliselesfonctionsinitiales:


D’oùx(t)=v tety(t)=-gt²/2+ho

Pourdéduirelatrajectoire,onécrittenfonctiondex:
t=x/v 0
onremplacetparx/v dansy(t)0
d’oùonobtient

2)3)ballontouchelesolquandx=0.

y(0)=h=3,5m<L
leballontouchelesolavantlalignedefond.

2)4)1)Applicationdirectedesrelationsducours
E =1/2mv²c
E =mghpp
E =E +E m pp C

2)4)2)LacourbeconstantecorrespondàE carc’estunesituationsansfrottementsdoncl’énergiem
mécaniqueseconserve.

Laballevapertedel’altitudeaucoursdutempsetprendredelavitessedoncl’énergiepotentielle
diminueaucoursdutempstandisquel’énergiecinétiqueaugmente.

Courbe1:Epp
Courbe2:Ec
Courbe3:Em

2)4)3)
Em=Emi f

mgh+½mv ²=½mv ²0 sol
� = 2�ℎ+� = 2×9,81×3,5+21= 9,47 �/�!"# !

2)5)Ladifférencedevitesseestdueauxfrottementsdel’air.

3)Onadmetquelepointd’impactsetrouveà1mdusol
y=1m
!(!!!) !(!!!,!)
d’oùt= = =0,71s
!! !!,!"

v (0,71s)=-7y
v (0,71s)=21x

! !v= � +� =22,1m/s! !

Lavitesseminimaledujoueurdoitêtrede22,1m/s.



Exercice3OBLIGATOIRE
1)1)

FonctionAMIDE FonctionAMINE
1)2)

Leprotonnoir:singuletà8,9ppmcardéblindéparC=O
Lesprotonsbleus:singuletà3,2ppm
Lesprotonsverts:quadrupletà2,7ppm
Lesprotonsrouges:tripletà1,1ppm

Rappellenombredepicscorrespondaunombredevoisins+1



2)1)1)Lechauffageàrefluxpermetd’augmenterlavitessederéactionsanspertedematière.

2)1)2)
Faireuntableaud’avancementetdéterminerleréactiflimitant.


-2Onan(A)–x =0soitx =3x10 molMAX MAX
-2Oun(diéthylamine)–2x =0soitx =7,5x10 molMAX MAX

LeréactiflimitantestA.

2)1)3)Déplacementd’électrons.
Sitedonneur(d’oùpartlaflèche):l’azote.
Siteaccepteur(oùarrivelaflèche):lechlore.

2)2)1)Déplacementd’électrons.

2)2)2)Sitedonneur(d’oùpartlaflèche):l’azote
Siteaccepteur(oùarrivelaflèche):lechlore.

-43)1)Paranalysedesdonnées(2,5%enmassedeLdanslacrème),onobtient1,1x10 mol.

-2 33)2)Volumedecrème:10 cm
Vérifiionsquelaquantitédematièredelacrèmeestsupérieureàcelleminimalepouranesthésier.

-2 -7 -9 -4n =10 x10 =10 mol<1,110 mollacrèmepeutanesthésier.min


�



Exercice3SPÉCIALITÉ

1) Volumemaxdéduitàpartirdesdonnées:

Doncunvolumemaxde27,5L.

! !! ! !!2) Ils’agitd’unedilution:� = = 0,8 10 �� /�!
!

L’absorbancedelaboissonestde0,789.
D’aprèslaloideBeerLambert,l’absorbanceestproportionnelleàlaconcentrationdoncenutilisant
letableau,onendéduirelaconcentrationenE133danslaboissonsoit0,546mmol/L.
Enprenantunemarathoniennede50kg,saDJAestde625mgsoit0,79mmol/L.

LaquantitédeE133estrespectée.

Enconsidérantquelamarathoniennecourtpendant4hetboitchaqueheure2,5Ldeboisson,
3l’apporténergétiqueest:2,5x4x685=6850kJ<1910 kJ.

L’apportensucrelibreestrespecté.