National · 2021

Examen National Physique-Chimie — 2BAC SVT — Session Normale 2021

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 2021. Code : NS 27F.

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Question 1 · 1 pt

On fait réagir 1,0 g de zinc ($M = 65,4$ g/mol) avec 40 mL d'acide à 0,5 mol/L, selon $Zn + 2\,H_3O^+ \rightarrow Zn^{2+} + H_2 + 2\,H_2O$. Quel est le réactif limitant ?

A. Le zinc, car $1,5 \times 10^{-2} < 2 \times 10^{-2}$ mol B. L'ion oxonium, car son rapport quantité sur coefficient est le plus petit C. Les deux, le mélange étant stœchiométrique D. Le zinc, car il est solide

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Question 2 · 1 pt

Pour cette réaction où $x_{max} = 10^{-2}$ mol, quelle ordonnée faut-il reporter sur la courbe $x(t)$ pour lire le temps de demi-réaction ?

A. 10 mmol B. 5 mmol C. 2,5 mmol D. 7,5 mmol

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Question 3 · 1 pt

La tangente à la courbe $x(t)$ en $t = 400$ s passe par $(400\ \text{s}\ ;\ 6\ \text{mmol})$ et $(520\ \text{s}\ ;\ 7\ \text{mmol})$, pour $V = 40$ mL. Que vaut la vitesse volumique ?

A. $8,3 \times 10^{-6}$ mol·L⁻¹·s⁻¹ B. $2,08 \times 10^{-4}$ mol·L⁻¹·s⁻¹ C. $2,08 \times 10^{-2}$ mol·L⁻¹·s⁻¹ D. $1,25 \times 10^{-3}$ mol·L⁻¹·s⁻¹

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Question 4 · 1 pt

On refait la même expérience en doublant la concentration initiale de l'acide. Que devient le temps de demi-réaction ?

A. Il double, la quantité de réactif étant doublée B. Il diminue, la concentration étant un facteur cinétique C. Il est inchangé, le zinc restant en excès D. Il devient nul, la réaction étant instantanée

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Question 5 · 1 pt

Une solution d'acide propanoïque de concentration $C = 2 \times 10^{-3}$ mol/L a un pH de 3,79. Que vaut le taux d'avancement final ?

A. $\tau = 0,81\ \%$ B. $\tau = 8,1\ \%$ C. $\tau = 19\ \%$ D. $\tau = 81\ \%$

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Question 6 · 1 pt

Pour cette solution, $pK_{A1} = 4,85$ alors que le pH mesuré vaut 3,79. Quelle espèce du couple prédomine ?

A. L'acide $C_2H_5CO_2H$, car $pH < pK_{A1}$ B. L'ion propanoate $C_2H_5CO_2^-$, car $pH < pK_{A1}$ C. Les deux en quantités égales D. L'ion propanoate, car la solution est acide

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Question 7 · 1 pt

La réaction entre l'acide propanoïque et l'ion benzoate a pour constante $K = \dfrac{K_{A1}}{K_{A2}} = 0,23$, avec $K_{A1} = 1,43 \times 10^{-5}$. Que vaut $K_{A2}$ ?

A. $3,29 \times 10^{-6}$ B. $6,22 \times 10^{-5}$ C. $6,22 \times 10^{-6}$ D. $1,61 \times 10^{-4}$

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Question 8 · 1 pt

Sur une cuve à ondes, trois intervalles entre rides successives couvrent 15 mm. Que vaut la longueur d'onde ?

A. $\lambda = 15$ mm B. $\lambda = 5$ mm C. $\lambda = 45$ mm D. $\lambda = 7,5$ mm

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Question 9 · 1 pt

Un point $M$ situé à 17,5 mm de la source reproduit son mouvement avec un retard, la célérité valant 0,25 m/s. Quelle relation lie les élongations ?

A. $y_M(t) = y_S(t - 0,07)$ B. $y_M(t) = y_S(t + 0,07)$ C. $y_M(t) = y_S(t - 0,7)$ D. $y_M(t) = y_S(t) - 0,07$

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Question 10 · 1 pt

À 50 Hz, la célérité vaut 0,25 m/s ; à 100 Hz avec $\lambda' = 3$ mm, elle vaut 0,30 m/s. Qu'en conclut-on sur l'eau de la cuve ?

A. Rien : les deux mesures sont compatibles B. L'eau est un milieu dispersif, la célérité dépendant de la fréquence C. La longueur d'onde ne dépend pas de la fréquence D. L'eau est un milieu non dispersif comme le vide

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Question 11 · 1 pt

L'onde de longueur d'onde 5 mm franchit une ouverture de 4,5 mm. Que deviennent sa longueur d'onde et sa célérité au-delà ?

A. Elles diminuent toutes deux B. La longueur d'onde diminue, la célérité est inchangée C. Elles sont toutes deux inchangées, seul le front d'onde change de forme D. La célérité diminue, la longueur d'onde est inchangée

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Question 12 · 1 pt

Le molybdène 99 se transforme selon $^{99}_{42}Mo \rightarrow ^{99}_{43}Tc^* + X$. Quelle est la nature de $X$ ?

A. Un noyau d'hélium : radioactivité $\alpha$ B. Un électron : radioactivité $\beta^-$ C. Un positron : radioactivité $\beta^+$ D. Un neutron

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Question 13 · 1 pt

Pour cette désintégration, $m(Mo) = 98,884$ u, $m(Tc) = 98,882$ u et $m(e) = 5,486 \times 10^{-4}$ u. Quelle énergie est libérée ?

A. 0,0014 MeV B. 1,352 MeV C. 13,52 MeV D. 931,5 MeV

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Question 14 · 1 pt

Le technétium 99m a une demi-vie de 6 h. Peut-on refaire le même examen 48 h après l'injection sans nouvelle dose ?

A. Oui, l'activité n'a été divisée que par 8 B. Non, l'activité a été divisée par 256 : le traceur n'est plus détectable C. Oui, la demi-vie ne concerne que la moitié de l'échantillon D. Non, mais l'activité n'a été divisée que par 48

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Question 15 · 1 pt

Un condensateur chargé sous $E = 6$ V porte une charge $Q_0 = 3\ \mu$C. Que vaut sa capacité ?

A. $C = 18\ \mu$F B. $C = 0,5\ \mu$F C. $C = 2\ \mu$F D. $C = 0,5$ F

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Question 16 · 1 pt

On décharge ce condensateur successivement dans un conducteur ohmique, dans une bobine de résistance nulle, puis dans une bobine résistive. Quelle courbe correspond à quelle expérience ?

A. Décroissance exponentielle, oscillations amorties, oscillations constantes B. Décroissance exponentielle, oscillations d'amplitude constante, oscillations amorties C. Oscillations amorties, décroissance exponentielle, oscillations constantes D. Les trois donnent des oscillations d'allure comparable

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Question 17 · 1 pt

Sur la décharge dans le conducteur ohmique, la tangente à l'origine coupe l'axe des temps à 0,5 ms, avec $C = 0,5\ \mu$F. Que vaut la résistance ?

A. $R = 250\ \Omega$ B. $R = 1\ \mathrm{k}\Omega$ C. $R = 10\ \mathrm{k}\Omega$ D. $R = 100\ \Omega$

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Question 18 · 1 pt

Les oscillations non amorties ont une période $T_0 = 4$ ms, avec $C = 0,5\ \mu$F. Que vaut l'inductance de la bobine ?

A. $L_1 = 0,081$ H B. $L_1 = 0,81$ H C. $L_1 = 8,1$ H D. $L_1 = 1,6$ H

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Question 19 · 1 pt

La charge oscille selon $q(t) = 3 \times 10^{-6}\cos(500\pi t)$. Que vaut l'intensité maximale du courant ?

A. $I_{max} = 3\ \mu$A B. $I_{max} = 4,71$ mA C. $I_{max} = 1,5$ mA D. $I_{max} = 4,71\ \mu$A

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Question 20 · 1 pt

Dans ce circuit LC non amorti d'énergie totale $9\ \mu$J et de capacité $0,5\ \mu$F, quelle est la charge du condensateur à l'instant où les deux formes d'énergie sont égales ?

A. $q = 3\ \mu$C B. $q = 2,12\ \mu$C C. $q = 1,5\ \mu$C D. $q = 4,5\ \mu$C

Examen National Physique-Chimie — 2BAC SVT — Session Normale 2021

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