Lycée · 2ⁿᵈᵉ · Physique-Chimie (2nde)
Transformations chimiques
Réactifs, produits et conservation de la matière — programme de 2nde (lycée général)
À propos de cette page
Calculatrice interdite · Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Devoir surveillé de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Travaille seul et sans aide, puis vérifie tes réponses avec le corrigé détaillé dépliable en bas de page.
Exercice 1 — Transformation physique ou chimique
/ 3 pts- Classe chacune des transformations suivantes en physique (P) ou chimique (C) et justifie brièvement : (1) la vaporisation de l'eau — (2) la combustion du bois — (3) la dissolution du sel dans l'eau.
- Pour la transformation chimique identifiée, cite les réactifs et les produits probables.
Exercice 2 — Ajustement d'une équation bilan
/ 5 ptsOn considère la combustion de l'éthanol ($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$) :
$\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + \text{O}_2 \longrightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$ (non ajustée).
- Compter le nombre d'atomes C, H, O dans chaque membre (avant ajustement).
- Ajuster l'équation en donnant les coefficients stœchiométriques entiers minimaux.
- Vérifier la conservation de chaque élément dans l'équation ajustée.
Exercice 3 — Conservation de la masse
/ 4 ptsOn fait réagir 3 g de magnésium (Mg) avec de l'air (excès de dioxygène). On observe la formation de 5 g d'oxyde de magnésium ($\text{MgO}$).
- Écrire l'équation bilan ajustée de la réaction (Mg + O2 → MgO).
- Quelle masse de dioxygène a été consommée ? Justifie par la loi de Lavoisier.
- Dans une expérience en récipient ouvert, la masse du récipient mesurée après réaction est supérieure à la masse de Mg seul. Explique ce phénomène.
Exercice 4 — Bilan de matière — Réactif limitant
/ 5 ptsOn fait réagir 56 g de fer (Fe) avec 32 g de soufre (S) selon :
$\text{Fe} + \text{S} \longrightarrow \text{FeS}$
Données : $M(\text{Fe}) = 56$ g/mol ; $M(\text{S}) = 32$ g/mol ; $M(\text{FeS}) = 88$ g/mol.
- Calculer les quantités de matière $n(\text{Fe})$ et $n(\text{S})$.
- Identifier le réactif limitant.
- Calculer la masse de FeS produite.
- Quelle masse de réactif reste-t-il à la fin de la réaction ?
Exercice 5 — Analyse d'un problème ouvert
/ 3 ptsOn veut produire 34 g d'ammoniac ($\text{NH}_3$, $M = 17$ g/mol) à partir de diazote et de dihydrogène selon : $\text{N}_2 + 3\,\text{H}_2 \longrightarrow 2\,\text{NH}_3$.
- Calculer la quantité de matière de $\text{NH}_3$ souhaitée.
- Calculer la quantité de $\text{H}_2$ (en mol) nécessaire pour produire cette quantité de $\text{NH}_3$.
- Le rendement de la réaction industrielle est de 85 %. Quelle masse de $\text{H}_2$ ($M = 2$ g/mol) faut-il réellement engager ?
Corrigé détaillé — à n'ouvrir qu'après avoir rendu la copie
Exercice 1 — Transformation physique ou chimique
Corrigé :
(1) Vaporisation de l'eau : P — L'eau passe de l'état liquide à gazeux sans changer de nature chimique ($\text{H}_2\text{O}_{(l)} \rightarrow \text{H}_2\text{O}_{(g)}$). (1 pt)
(2) Combustion du bois : C — De nouvelles espèces sont créées. (1 pt)
(3) Dissolution du sel : P — Les ions existaient déjà dans le cristal. (0,5 pt)
Pour la combustion (n°2) : réactifs = cellulose/carbone et dioxygène ; produits = $\text{CO}_2$ et $\text{H}_2\text{O}$ (voire CO si combustion incomplète). (0,5 pt)
Exercice 2 — Ajustement d'une équation bilan
Corrigé :
a) Avant ajustement (coefficients 1) :
Gauche : C = 2, H = 6, O = 1 (dans éthanol) + 2 (dans O2) = 3 au total. Droite : C = 1, H = 2, O = 3. Non équilibré. (1 pt)
b) Équation ajustée : $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 3\,\text{O}_2 \longrightarrow 2\,\text{CO}_2 + 3\,\text{H}_2\text{O}$ (3 pts)
c) Vérification : C : 2 = 2 ✓ ; H : 6 = 6 ✓ ; O : 1+6 = 7 et 4+3 = 7 ✓ (1 pt)
Exercice 3 — Conservation de la masse
Corrigé :
a) $2\,\text{Mg} + \text{O}_2 \longrightarrow 2\,\text{MgO}$ (1,5 pt)
b) Loi de Lavoisier : $m(\text{Mg}) + m(\text{O}_2) = m(\text{MgO})$
$3 + m(\text{O}_2) = 5 \Rightarrow m(\text{O}_2) = 2$ g (1,5 pt)
c) Le dioxygène provient de l'air et vient s'ajouter à la masse du magnésium pour former l'oxyde : le récipient s'enrichit en matière venue de l'extérieur. (1 pt)
Exercice 4 — Bilan de matière — Réactif limitant
Corrigé :
a) $n(\text{Fe}) = 56/56 = 1$ mol ; $n(\text{S}) = 32/32 = 1$ mol (1 pt)
b) Ratio Fe : 1/1 = 1 ; ratio S : 1/1 = 1. Les ratios sont égaux : la réaction est stœchiométrique. Aucun réactif n'est en excès. (1,5 pt)
c) $n(\text{FeS}) = n(\text{Fe}) = 1$ mol → $m(\text{FeS}) = 1 \times 88 = 88$ g. (1,5 pt)
d) Les deux réactifs sont totalement consommés : il ne reste rien. (1 pt)
Exercice 5 — Analyse d'un problème ouvert
Corrigé :
a) $n(\text{NH}_3) = 34/17 = 2$ mol (0,5 pt)
b) D'après la stœchiométrie : $n(\text{H}_2) = (3/2) \times n(\text{NH}_3) = (3/2) \times 2 = 3$ mol (1 pt)
c) Avec un rendement de 85 %, il faut engager $n_{\text{réel}} = 3 / 0{,}85 \approx 3{,}53$ mol de H2, soit $m = 3{,}53 \times 2 \approx 7{,}06$ g de H2. (1,5 pt)
Ce contrôle de physique-chimie (2nde) 2ⁿᵈᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Transformations chimiques » : 5 exercices, 60 minutes, noté sur 20. Le corrigé détaillé est dépliable sous le sujet.
- Exercice 1 — Transformation physique ou chimique/ 3 pts
- Exercice 2 — Ajustement d'une équation bilan/ 5 pts
- Exercice 3 — Conservation de la masse/ 4 pts
- Exercice 4 — Bilan de matière — Réactif limitant/ 5 pts
- Exercice 5 — Analyse d'un problème ouvert/ 3 pts
Notions évaluées
Transformation chimique vs transformation physique, Réactifs et produits, Équation de réaction chimique, Conservation des atomes et des charges, Ajustement des coefficients stœchiométriques, Loi de conservation de la masse.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 60 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
Voir tous les contrôles de physique-chimie (2nde) 2ⁿᵈᵉ · tous les devoirs surveillés corrigés
Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Transformations chimiques » ?
- 60 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé détaillé se déplie sous le sujet, à n'ouvrir qu'après avoir rendu la copie.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 60 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de physique-chimie (2nde) de seconde ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Transformations chimiques » du programme officiel de physique-chimie (2nde) en seconde, soit Transformation chimique vs transformation physique, Réactifs et produits, Équation de réaction chimique, Conservation des atomes et des charges.
Cours particuliers de physique-chimie (2nde) à Marseille, en présentiel ou à distance — un prof qui s'adapte à ton rythme et reprend ce qui coince.
Prof de physique-chimie à Marseille · Cours particuliers au lycée · Aide aux devoirs