Contrôle N° 04 : Equation-bilan.

Réaction chimique.

Propagation de la lumière

Énoncé et Correction

I - Équations Bilans.

II - Réaction chimique.

III - Propagation de la lumière.

 

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I- Équations bilans.

Équilibrer les réactions suivantes :

H2O  +  Al

Al2O3  +  H2

Fe3O4  +  CO

FeO  +  CO2

NO2  +  H2O

HNO3  +  NO

Fe  +  H2O

Fe3O4  +  H2

Al  +  MnO2

Al2O3  +  Mn

Réponse :

3 H2O  +  2 Al

Al2O3  +  3 H2

Fe3O4  +  CO

3 FeO  +  CO2

3 NO2  +  H2O

2 HNO3  +  NO

3 Fe  +  4 H2O

Fe3O4  +  4 H2

4 Al  +  3 MnO2

2 Al2O3  +  3 Mn

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II- Réaction chimique.

On veut faire brûler m1 = 4,0 g de sodium Na dans

du dioxygène gazeux O2.

Il se forme de l'oxyde de sodium de formule : .

équation bilan de la réaction :  4 Na  +  O2  → 2 Na2O

1)- Calculer la quantité de matière de dioxygène nécessaire à la

combustion complète de tout le sodium.

Réponse :

Quantité de matière de dioxygène nécessaire

Dans un premier temps, il faut calculer la quantité

de matière de sodium :

Quantité de matière de sodium

Tableau :

Na

O2

Na2O

Coefficient stœchiométrique

4

1

2

Quantité de matière

Quantité de matière



2)- En déduire la masse m2 et le volume V de dioxygène nécessaire.

Réponse :

Masse de dioxygène nécessaire :

Volume de dioxygène nécessaire :

3)- En déduire la masse m’ de produit obtenu.

 Réponse :

Masse de produit obtenu :

On fait brûler une masse m1 = 4,0 g de sodium Na dans

un volume V2 = 2,0 L de dioxygène.

4)- La réaction s'arrête par manque d'un des réactifs. Lequel ?

Justifier.

Réponse :

Pour connaître le réactif en excès,

il faut dans un premier temps les quantités de matière

de chaque réactif :

puis on compare :

Le dioxygène est en excès, le sodium limite la réaction.

Il faut raisonner par rapport au sodium Na.

5)- Calculer la masse m3 du produit formé.

Réponse :

Masse de produit formé, c'est la même que

celle de la question 3)-.

6)- Calculer la masse restante m4 du réactif en excès

Réponse :

Masse restante du réactif en excès.

Données :

Volume molaire : Vm = 22,4 L / mol

dans les conditions de l'expérience.

Masses molaires :

M (C) = 12 g / mol : M (H) = 1,0 g / mol ; M (O) = 16 g / mol 

M (Na) = 23 g / mol 

Atome de sodium : Z = 11 ; atome d’oxygène : Z = 8

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III- Propagation de la lumière.

III- Propagation de la lumière.

1)- Un signal lumineux met 0,3 ms pour parcourir une distance de

60 km dans une fibre optique d'un réseau de télécommunications.

a)- Calculer la vitesse de propagation de la lumière dans le verre

constituant la fibre optique.

Réponse :

Vitesse de propagation de la lumière dans la fibre optique :

b)- Calculer l'indice de réfraction du verre constituant la fibre optique.

Réponse :

Indice de réfraction du verre :

2)- Distance :

a)- Donner la définition de l'année-lumière (a.l).

Réponse :

L'année-lumière est la distance parcourue par la lumière en une année.

b)- À quelle distance une année-lumière correspond-elle ?

Réponse :

Distance correspondante en mètre :

1 a.l = 3,0 x 108 x 365,25 x 24 x 3600

1 a.l ≈ 9,47 x 1015 m

c)- La distance du centre du soleil au centre de la terre est de

150 millions de km. Exprimer cette distance en année-lumière (a.l),

en minute-lumière (min.l).

Réponse :

Distance Terre - Soleil en a.l et min.l

3)- La distance entre la terre et l'étoile la plus proche,

Proxima du Centaure, est de 4,3 a.l.

a)- Calculer cette distance en km.

Réponse :

Distance Terre - Proxima du Centaure en km :

d ≈ 4,3 x 9,47 x 1012

d ≈ 4,07 x 1013 m

b)- Déterminer le temps mis par la lumière pour nous parvenir

de cette étoile.

Réponse :

Durée mise par la lumière pour

nous parvenir de Proxima du Centaure :

Δt ≈ 4,3 ans

     données : 1 année = 365,25 jours et c = 3,0 x 108 m / s

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