Ressources · 4ᵉ · Chimie
Combustions : carbone, méthane, butane
Le triangle du feu (combustible, comburant, énergie d’activation) ; les combustions du carbone, du méthane, du butane et du propane, leurs bilans et l’origine des atomes ; identifier les produits par des tests ; combustion complète ou incomplète et danger du monoxyde de carbone ; éteindre un feu en supprimant un côté du triangle
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Sujet et corrigé prêts à imprimer.
Devoir surveillé – Combustions : carbone, méthane, butane
Durée : 55 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Chimie 4ᵉ
Tous les calculs doivent figurer sur la copie. Les résultats seront donnés sous la forme la plus simple possible.
Exercice 1 – Un feu de camp ★★
(4 pts)Le soir, en montagne, Léa et Hugo allument un feu de camp avec des branches sèches. Hugo fait jaillir les étincelles d’une pierre à feu sur une poignée d’herbes sèches, qui s’enflamment et allument les branches.
- a)Nomme les trois côtés du triangle du feu dans cette situation.
- b)Les braises contiennent surtout du carbone. Écris le bilan en mots de sa combustion.
- c)Avant de partir, Hugo verse plusieurs seaux d’eau sur les braises. Quel côté du triangle supprime-t-il ? Justifie.
- d)Léa affirme : « Le dioxygène est le combustible du feu de camp. » Corrige son erreur.
Exercice 2 – Le désherbeur thermique ★★
(4 pts)Au jardin, un désherbeur thermique brûle du propane, venu d’une bouteille : sa flamme, promenée au ras du sol, grille les mauvaises herbes. L’équation de la combustion complète du propane est : C₃H₈ + 5 O₂ → 3 CO₂ + 4 H₂O.
- a)Écris le bilan en mots de cette combustion.
- b)Quels types d’atomes contient une molécule de propane ? Quel type d’atome, présent dans les produits, ne s’y trouve pas ?
- c)D’où viennent les atomes d’hydrogène de l’eau formée ? Et ses atomes d’oxygène ?
- d)Un voisin affirme : « Le propane contient de l’eau, puisque sa combustion en forme. » Corrige-le.
Exercice 3 – Que contient la cire d’une bougie ? ★★
(4 pts)On allume une bougie et on tient au-dessus de la flamme un bécher froid et sec, retourné : de la buée apparaît sur la paroi. On retourne ensuite le bécher, on y verse un peu d’eau de chaux et on agite : elle se trouble.
- a)Quel test permet de montrer que la buée est de l’eau ? Quel résultat attend-on ?
- b)Quel produit le trouble de l’eau de chaux met-il en évidence ?
- c)Quels éléments chimiques la cire contient-elle forcément ? Justifie.
- d)Un élève en déduit que la cire contient aussi de l’oxygène, puisqu’il y en a dans l’eau et dans le dioxyde de carbone. A-t-il raison ?
Exercice 4 – Un groupe électrogène dans le garage ★★★
(4 pts)Pendant une panne de courant, un voisin fait tourner un groupe électrogène à essence dans son garage, porte fermée. Au bout d’une heure, il a mal à la tête et des vertiges. Il ne sent pourtant aucune odeur particulière.
- a)Quel gaz toxique le moteur rejette-t-il ? Pourquoi s’accumule-t-il dans ce garage ?
- b)Pourquoi le voisin ne sent-il rien, alors que le danger est grand ?
- c)Que fait ce gaz une fois respiré ? Relie-le aux signes que ressent le voisin.
- d)Que doit-il faire tout de suite ? Où aurait-il dû placer le groupe électrogène ?
Exercice 5 – Éteindre : corriger des affirmations ★★★
(4 pts)Chaque affirmation est fausse. Explique l’erreur en utilisant le triangle du feu.
- a)« De l’eau éteindra plus vite ma friteuse en flammes qu’un couvercle. »
- b)« Pour éteindre un feu, il faut forcément de l’eau. »
- c)« Un feu de bois qu’on n’arrose pas brûle indéfiniment. »
- d)« Un coupe-feu sert à refroidir les flammes d’un feu de forêt. »
Bon courage !
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Voir le corrigé et le barème
Corrigé et barème – Combustions : carbone, méthane, butane
Durée : 55 min – Calculatrice interdite – Sur 20 points · Chimie 4ᵉ
Exercice 1 – Un feu de camp ★★
(4 pts)- a)Combustible : les branches et les herbes sèches. Comburant : le dioxygène de l’air. Énergie d’activation : les étincelles de la pierre à feu. (1)
- b)carbone + dioxygène → dioxyde de carbone. (1)
- c)L’énergie : l’eau refroidit les braises, qui ne sont plus assez chaudes pour continuer à brûler. (1)
- d)Le dioxygène ne brûle pas : c’est le comburant, qui permet aux branches (le combustible) de brûler. (1)
Méthode — Pour chaque feu : ce qui brûle, le dioxygène, ce qui a allumé. Pour chaque geste d’extinction : quel côté disparaît.
Exercice 2 – Le désherbeur thermique ★★
(4 pts)- a)propane + dioxygène → dioxyde de carbone + eau. (1)
- b)Des atomes de carbone et d’hydrogène (C₃H₈). L’oxygène, présent dans CO₂ et H₂O, n’est pas dans le propane. (1)
- c)Les atomes d’hydrogène viennent du propane ; les atomes d’oxygène viennent du dioxygène, le comburant. (1)
- d)Le propane ne contient pas d’eau : pendant la combustion, ses atomes d’hydrogène se regroupent avec des atomes d’oxygène du dioxygène pour former des molécules d’eau nouvelles. (1)
Repère — Carbone du combustible → dioxyde de carbone ; hydrogène → eau ; tout l’oxygène des produits vient du dioxygène.
Exercice 3 – Que contient la cire d’une bougie ? ★★
(4 pts)- a)Le sulfate de cuivre anhydre : la poudre blanche doit devenir bleue au contact de la buée. (1)
- b)Du dioxyde de carbone. (1)
- c)De l’hydrogène, puisqu’il s’est formé de l’eau, et du carbone, puisqu’il s’est formé du dioxyde de carbone. (1)
- d)Non : l’oxygène des produits peut venir entièrement du dioxygène de l’air. Ces tests ne permettent pas de dire si la cire contient de l’oxygène. (1)
Erreur fréquente — Attribuer au combustible l’oxygène des produits : il peut venir du comburant.
Exercice 4 – Un groupe électrogène dans le garage ★★★
(4 pts)- a)Le monoxyde de carbone, formé par une combustion incomplète de l’essence. La porte est fermée : l’air n’est pas renouvelé, le gaz s’accumule. (1)
- b)Le monoxyde de carbone est incolore et inodore : aucun de nos sens ne le perçoit. (1)
- c)Il se fixe dans le sang à la place du dioxygène ; le cerveau et les organes reçoivent moins de dioxygène, d’où les maux de tête et les vertiges. (1)
- d)Sortir, aérer, appeler le 15, le 18 ou le 112. Un groupe électrogène doit toujours fonctionner à l’extérieur. (1)
Sécurité — Un appareil à combustion dans un lieu fermé produit du monoxyde de carbone : on ne le voit pas, on ne le sent pas.
Exercice 5 – Éteindre : corriger des affirmations ★★★
(4 pts)- a)L’eau, plus dense que l’huile, coule au fond, se vaporise d’un coup et projette l’huile enflammée. Il faut couper la plaque et poser un couvercle, qui supprime le comburant. (1)
- b)Supprimer un seul côté du triangle suffit : on peut aussi couper le combustible (fermer le gaz) ou le comburant (étouffer avec un couvercle). (1)
- c)Il s’arrête quand le combustible est épuisé, c’est-à-dire quand tout le bois a brûlé (ou si le dioxygène vient à manquer). (1)
- d)Un coupe-feu est une bande sans végétation : il supprime le combustible, il ne refroidit rien. (1)
Méthode — Un geste d’extinction supprime un côté du triangle : le combustible, le comburant ou l’énergie.
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Ce contrôle de chimie 4ᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Combustions : carbone, méthane, butane » : 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 — Un feu de camp ★★/ 4 pts
- Exercice 2 — Le désherbeur thermique ★★/ 4 pts
- Exercice 3 — Que contient la cire d’une bougie ? ★★/ 4 pts
- Exercice 4 — Un groupe électrogène dans le garage ★★★/ 4 pts
- Exercice 5 — Éteindre : corriger des affirmations ★★★/ 4 pts
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 « Combustions : carbone, méthane, butane » ?
- 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 quatrième ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Combustions : carbone, méthane, butane » du programme officiel de chimie en quatrième.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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