Collège · 3ᵉ · Chimie
Chimie et énergie
Réactions exothermiques et endothermiques, piles et combustibles
À propos de cette page
Ce devoir surveillé sur « Chimie et énergie » en troisième permet de faire le point sur ses connaissances en chimie, comme lors d'un véritable contrôle. Elle suit le programme officiel de troisième et propose plusieurs exercices notés sur 20, avec un corrigé détaillé. Au programme : Une transformation chimique échange de l'énergie, Réactions exothermiques et endothermiques, La combustion, une réaction exothermique, Quantifier l'énergie libérée : le pouvoir calorifique. Travaille seul, chronomètre-toi, puis compare tes réponses au corrigé pour identifier les points à revoir. Parfait pour mesurer ses progrès et réviser efficacement. Évaluation gratuite conçue par un professeur particulier à Marseille pour aider les élèves de troisième en chimie.
Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Calculatrice interdite · Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Devoir surveillé · Chimie
Chimie et énergie
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Devoir surveillé de fin de chapitre, tout en niveau difficile. Télécharge le sujet en PDF, travaille sur une feuille sans aide, puis vérifie avec le corrigé téléchargeable ci-dessous.
Exercice 1 — Trois expériences au laboratoire
/ 4 pts- Un élève réalise trois mélanges dans des béchers identiques, à la température de la salle, et relève la température après 3 minutes.
Calcule la variation de température ΔT = T finale − T initiale pour chaque expérience, avec son signe.Expérience Mélange T initiale (°C) T finale (°C) A ruban de magnésium + acide chlorhydrique 20,0 41,5 B chlorure de potassium + eau 20,0 16,2 C chlorure de sodium + eau 20,0 19,7 - Classe les trois transformations en exothermique ou endothermique, en justifiant par le signe de ΔT.
- Dans l'expérience A, un gaz se dégage et le ruban disparaît : le magnésium et l'acide sont transformés. Quelle grandeur est pourtant conservée si l'on pèse le bécher fermé avant et après ? Explique en une phrase.
- Cite deux règles de sécurité indispensables pour réaliser l'expérience A (acide + métal, dégagement de dihydrogène).
Exercice 2 — Le barbecue au propane
/ 4 pts- Recopie et complète l'équation de la combustion complète du propane : C3H8 + … O2 → … CO2 + … H2O. Vérifie la conservation de chaque type d'atome.
- La combustion complète de 44 g de propane produit 132 g de dioxyde de carbone. Quelle masse de CO2 rejette une bouteille de 13 kg de propane entièrement brûlée ?
- Le mode d'emploi interdit d'utiliser ce barbecue « dans un local fermé, même la porte ouverte ». Nomme le gaz responsable de cette interdiction et explique en quoi il est particulièrement dangereux.
- Un utilisateur observe une flamme jaune et une fumée noire au lieu d'une flamme bleue. Que se passe-t-il, et que doit-il vérifier ?
Exercice 3 — Chauffer l'eau d'une douche
/ 4 pts
Une douche consomme 60 L d'eau chauffée de 15 °C à 40 °C. Calcule l'énergie reçue par l'eau, en J puis en MJ. Données : 1 L d'eau a une masse de 1 kg ; E = m × c × ΔT ; J/(kg·°C).Combustible Pouvoir calorifique (MJ/kg) bois sec 16 charbon 30 butane 46 méthane 50 dihydrogène 120 - Le chauffe-eau brûle du méthane avec un rendement de 80 % (80 % de l'énergie libérée est transmise à l'eau). Quelle masse de méthane est brûlée pour cette douche ? Donne le résultat en grammes.
- Exprime l'énergie reçue par l'eau en kWh (1 kWh = 3,6 MJ), puis calcule le coût si 1 kWh de gaz est facturé 0,12 €.
- Un camarade affirme : « avec du dihydrogène, il faudrait 2,4 fois moins de gaz en masse ». A-t-il raison ? Justifie par un calcul à partir du tableau.
Exercice 4 — Une pile fer-cuivre
/ 4 pts- On construit une pile avec une lame de fer dans une solution de sulfate de fer et une lame de cuivre dans une solution de sulfate de cuivre, reliées par un pont salin. Le fer joue le même rôle que le zinc dans la pile Daniell. Écris la demi-équation qui se produit sur la lame de fer (formation d'ions Fe2+), et indique s'il s'agit d'une oxydation ou d'une réduction.
- Écris la demi-équation sur la lame de cuivre, puis l'équation bilan de la réaction de la pile.
- Précise la borne (+ ou −) de chaque lame, le sens de circulation des électrons dans le fil et le sens conventionnel du courant.
- Après une nuit de fonctionnement, la pile ne débite plus et la solution de sulfate de cuivre est devenue incolore. Explique ces deux observations.
Exercice 5 — Quelle électricité pour fabriquer de l'hydrogène ?
/ 4 pts
Valeurs médianes sur l'ensemble du cycle de vie (GIEC, 2014). Produire 1 kg de dihydrogène par électrolyse de l'eau demande 55 kWh d'électricité. Écris l'équation de l'électrolyse de l'eau (formation de dihydrogène et de dioxygène).Source d'électricité CO2 émis (g par kWh produit) centrale à charbon 820 centrale à gaz 490 panneaux photovoltaïques 45 centrale nucléaire 12 éoliennes 11 - Calcule la masse de CO2 associée à la production de 1 kg de dihydrogène si l'électricité vient d'une centrale à charbon, puis d'éoliennes.
- Brûler 1 kg d'essence rejette 3,1 kg de CO2 pour 44 MJ ; 1 kg de dihydrogène fournit 120 MJ. Pour 120 MJ d'énergie, compare les émissions de l'essence et celles de l'hydrogène « charbon ». Conclus.
- En t'appuyant sur tes réponses, explique en deux phrases pourquoi l'expression « voiture à hydrogène zéro émission » est incomplète.
Ce contrôle de chimie 3ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Chimie et énergie » : 5 exercices, 55 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Trois expériences au laboratoire/ 4 pts
- Exercice 2 — Le barbecue au propane/ 4 pts
- Exercice 3 — Chauffer l'eau d'une douche/ 4 pts
- Exercice 4 — Une pile fer-cuivre/ 4 pts
- Exercice 5 — Quelle électricité pour fabriquer de l'hydrogène ?/ 4 pts
Notions évaluées
Une transformation chimique échange de l'énergie, Réactions exothermiques et endothermiques, La combustion, une réaction exothermique, Quantifier l'énergie libérée : le pouvoir calorifique, La pile : de l'énergie chimique à l'énergie électrique, Ce qui se passe dans la pile zinc-cuivre.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours et la fiche de révision.
- Refaire les exercices corrigés et les problèmes.
- Se tester avec le QCM (36 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 55 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Chimie et énergie » ?
- 55 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 55 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 chimie de troisième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Chimie et énergie » du programme officiel de chimie en troisième, soit Une transformation chimique échange de l'énergie, Réactions exothermiques et endothermiques, La combustion, une réaction exothermique, Quantifier l'énergie libérée : le pouvoir calorifique.
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