National · 2016

Examen National Physique-Chimie — 2BAC SVT — Session Normale 2016

180 minutes 20 questions 20 points

Sujet officiel de l'examen national de physique-chimie, filière Sciences de la Vie et de la Terre (option française), session normale 2016. Code : NS 27F.

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Question 1 · 1 pt

L'acide benzoïque a pour constante d'acidité $K_A = 6,31 \times 10^{-5}$. Dans une solution de $pH = 2,95$, quelle espèce prédomine ?

A. L'ion benzoate, car $pK_A = 4,20 > pH$ B. L'acide benzoïque, car $pH = 2,95 < pK_A = 4,20$ C. L'acide benzoïque, car $pK_A = 5,20$ D. Les deux en quantités égales

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Question 2 · 1 pt

On dose 10,0 mL d'une solution d'acide benzoïque par de la soude à $1,0 \times 10^{-2}$ mol/L ; l'équivalence est à 18,0 mL. Que vaut la concentration de l'acide ?

A. $C_A = 1,0 \times 10^{-2}$ mol/L B. $C_A = 1,8 \times 10^{-2}$ mol/L C. $C_A = 5,6 \times 10^{-3}$ mol/L D. $C_A = 1,8 \times 10^{-1}$ mol/L

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Question 3 · 1 pt

Cette solution ($C_A = 1,8 \times 10^{-2}$ mol/L) a été obtenue en dissolvant des cristaux dans $V_0 = 100$ mL ($M = 122$ g/mol). Quelle masse d'acide pur contenaient-ils ?

A. $m = 22,0$ mg B. $m = 220$ mg C. $m = 2,20$ g D. $m = 1,8$ g

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Question 4 · 1 pt

Un chimiste a préparé $m_0 = 244$ mg de cristaux, dont le dosage révèle 220 mg d'acide pur. Quelle est leur pureté ?

A. $111\ \%$ B. $90\ \%$, soit $10\ \%$ d'impuretés C. $24\ \%$ D. $90\ \%$, soit $90\ \%$ d'impuretés

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Question 5 · 1 pt

On chauffe $n = 0,3$ mol d'acide benzoïque et $0,3$ mol de méthanol ; la constante d'équilibre vaut $K = 4$. Quel avancement atteint-on à l'équilibre ?

A. $x_{eq} = 0,3$ mol B. $x_{eq} = 0,2$ mol C. $x_{eq} = 0,1$ mol D. $x_{eq} = 0,24$ mol

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Question 6 · 1 pt

Pour cette estérification ($n = 0,3$ mol de chaque réactif, $x_{eq} = 0,2$ mol), que vaut le rendement ?

A. $r = 20\ \%$ B. $r = 66,7\ \%$ C. $r = 50\ \%$ D. $r = 100\ \%$

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Question 7 · 1 pt

On ajoute de l'acide benzoïque au mélange déjà à l'équilibre. Laquelle de ces affirmations est fausse ?

A. Le système évolue dans le sens direct B. Le rendement de la réaction augmente C. Le méthanol devient le réactif limitant D. La constante d'équilibre augmente

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Question 8 · 1 pt

Le fluor 18 ($Z = 9$) est un émetteur $\beta^+$. Quel noyau produit-il ($Z$ : O 8, F 9, Ne 10) ?

A. $^{18}_{10}Ne$ B. $^{18}_{8}O$ C. $^{17}_{9}F$ D. $^{18}_{9}F$

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Question 9 · 1 pt

Parmi ces affirmations sur les noyaux, laquelle est vraie ?

A. Le noyau $^{18}_{9}F$ contient 18 neutrons B. La masse d'un noyau est inférieure à la somme des masses de ses nucléons séparés C. L'énergie de liaison s'exprime en MeV par nucléon D. La constante radioactive vaut $\lambda = t_{1/2} \times \ln 2$

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Question 10 · 1 pt

Trois noyaux ont pour énergie de liaison par nucléon 7,765 MeV ($^{18}_{8}O$), 7,473 MeV ($^{14}_{7}N$) et 7,338 MeV ($^{18}_{10}Ne$). Lequel est le plus stable ?

A. $^{18}_{8}O$ B. $^{14}_{7}N$ C. $^{18}_{10}Ne$ D. Les trois sont également stables, leurs valeurs étant proches

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Question 11 · 1 pt

Une dose de fluor 18 ($t_{1/2} = 110$ min) préparée à 5 h est injectée à 10 h ; son activité vaut alors $5,0 \times 10^{8}$ Bq. Quelle était l'activité à la préparation ?

A. $7,6 \times 10^{7}$ Bq B. $3,3 \times 10^{9}$ Bq C. $1,5 \times 10^{9}$ Bq D. $2,5 \times 10^{9}$ Bq

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Question 12 · 1 pt

Un générateur de courant constant $I_0 = 2 \times 10^{-5}$ A charge un condensateur ; la courbe $u_C(t)$ est une droite de pente 20 V/s. Que vaut la capacité ?

A. $C = 20\ \mu$F B. $C = 1\ \mu$F C. $C = 0,4\ \mu$F D. $C = 10\ \mu$F

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Question 13 · 1 pt

Un condensateur chargé se décharge dans un conducteur ohmique. Quelle équation différentielle vérifie $u_C$, et quelle est la solution ?

A. $RC\dfrac{du_C}{dt} + u_C = E$, avec $u_C = E\left(1 - e^{-t/\tau}\right)$ B. $RC\dfrac{du_C}{dt} + u_C = 0$, avec $u_C = E\,e^{-t/\tau}$ et $\tau = RC$ C. $RC\dfrac{du_C}{dt} - u_C = 0$, avec $u_C = E\,e^{t/\tau}$ D. $\dfrac{du_C}{dt} + RC\,u_C = 0$, avec $u_C = E\,e^{-RCt}$

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Question 14 · 1 pt

Lors de cette décharge, la tangente à l'origine coupe l'axe des temps à 2 ms, et $C = 1\ \mu$F. Que vaut la résistance ?

A. $R = 2\ \Omega$ B. $R = 2$ k$\Omega$ C. $R = 2$ M$\Omega$ D. $R = 500\ \Omega$

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Question 15 · 1 pt

Dans un circuit RLC série, comment exprimer l'énergie totale à partir des tensions $u_C$ et $u_R$ ?

A. $\mathcal{E} = \frac{1}{2}Cu_C^2 + \frac{1}{2}Lu_R^2$ B. $\mathcal{E} = \frac{1}{2}Cu_C^2 + \frac{1}{2}\dfrac{L}{R^2}u_R^2$ C. $\mathcal{E} = \frac{1}{2}Cu_C^2 + \frac{1}{2}LR^2u_R^2$ D. $\mathcal{E} = \frac{1}{2}Cu_C^2 - \frac{1}{2}\dfrac{L}{R^2}u_R^2$

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Question 16 · 1 pt

Dans ce circuit ($C = 1\ \mu$F), $u_C$ passe de 6 V à 1 V, le courant étant nul aux deux instants. Que vaut la variation d'énergie et pourquoi ?

A. $+1,75 \times 10^{-5}$ J, apportée par la bobine B. $-1,75 \times 10^{-5}$ J, dissipée par effet Joule dans le conducteur ohmique C. $-1,8 \times 10^{-5}$ J, dissipée par effet Joule D. $0$ J : l'énergie totale d'un circuit RLC se conserve

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Question 17 · 1 pt

Un solide est lancé horizontalement à la vitesse $v_0$ depuis une hauteur $h = 1$ m ($g = 9,8$ m/s²). Au bout de combien de temps touche-t-il le sol ?

A. $t_I = 0,20$ s B. $t_I = 0,45$ s C. $t_I = 0,10$ s D. Cela dépend de $v_0$

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Question 18 · 1 pt

On triple la vitesse de lancement $v_0$ de ce même solide, toujours depuis $h = 1$ m. Que devient la durée de chute ?

A. Elle triple : $t' = 1,35$ s B. Elle est divisée par trois : $t' = 0,15$ s C. Elle est inchangée : $t' = 0,45$ s D. Elle dépend aussi de la masse du solide

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Question 19 · 1 pt

Pour un oscillateur élastique, la courbe $E_{pe} = f(x^2)$ est une droite de pente 5 SI, et la zone accessible s'arrête à $E_{pe,max} = 8 \times 10^{-3}$ J. Que valent $K$ et l'amplitude ?

A. $K = 5$ N/m et $X_m = 5,7$ cm B. $K = 10$ N/m et $X_m = 4$ cm C. $K = 10$ N/m et $X_m = 1,6$ mm D. $K = 2,5$ N/m et $X_m = 8$ cm

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Question 20 · 1 pt

Un oscillateur d'amplitude $X_m = 4$ cm passe par sa position d'équilibre à $v = 0,25$ m/s. Que vaut sa période propre ?

A. $T_0 = 0,16$ s B. $T_0 = 1$ s C. $T_0 = 6,28$ s D. On ne peut pas conclure sans connaître la masse

Examen National Physique-Chimie — 2BAC SVT — Session Normale 2016

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