dossier de révision

Dossier de révision Cours de chimie - 4 G

Mme Bozbiyik ANNÉE ACADÉMIQUE 2019-2020 ATHÉNÉE ROYAL DE BRUXELLES 2

Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020

2

Chers élèves de 4G

Le coronavirus a pris le dessus. Et hop vos rêves se réalisent ! Vous ne devez plus venir à l’école.

MAIS, valorisons cette période de confinement en prenant bien soin de nous.

N’oubliez pas, nous ne savons pas précisément l’origine de ce virus (chauve-souris ou pangolin ?) mais nous

savons exactement comment il se propage.

Restons donc chez nous et sauvons des vies!

Il est aussi très important de garder un rythme régulier de travail à domicile. C’est pourquoi, je vous ai préparé

un petit dossier de révision du cours de chimie.

Veuillez-vous baser sur la matière vue en classe pour répondre aux questions posées et n’oubliez pas d’utiliser

le tableau périodique.

4GECO : Exercices jusqu’à la page 23

4GSI : Exercices jusqu’à la page 32

A vous de jouer ! !

Au plaisir de vous revoir en pleine santé !

Mme Bozbiyik


3

Table de matières

Le tableau périodique des éléments ___________________________________________________ 4

Formules chimiques ______________________________________________________________ 10

Transformation chimique et réactions chimiques_______________________________________ 13

Les grandeurs chimiques __________________________________________________________ 24

Étude quantitative de la réaction chimique ____________________________________________ 30

Bibliographie ___________________________________________________________________ 33


4

Le tableau périodique des éléments

Exercices

1. Revoir les notions essentielles

Les familles Ia, IIa, et IIIa comptent surtout des ………………………………………………………

• La famille des ………………………………………… : Li, Na, K, Rb, Cs, Fr

• La famille des ………………………………………… : Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra (leurs propriétés se

situent entre celles des alcalins et des alcalino-terreux)

• La famille des …………………………………………. : B, Al, Ga, In, Tl (l’aluminium est un des

éléments les plus abondants dans la croûte terrestre)

Les familles IVa, Va, VIa, VIIa, et VIIIa referment surtout des ………………………………………..C’est

le cas, du moins, des premiers éléments de la famille.

• La famille des ……………………………………………… (de la famille du carbone) : C, Si, Ge, Sn,

Pb

• La famille des ……………………………………………… (de la famille de l’azote) : N, P, As, Sb, Bi

• La famille des ……………………………………………… (de la famille du soufre) : O, S, Se, Te, Po

• La famille des ……………………………………………… (de la famille des sels) : F, Cl, Br, I, At

• La famille des ………………………………………………: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn


5

2. Complète le tableau en indiquant le numéro correspondant à la famille

Symbole de

l’élément

Nom de

l’élément

Famille Symbole de

l’élément

Nom de

l’élément

Famille

Al Ne

Be Au

Br Si

B Ba

Li Na

Mg N

He Ca


6

3. Donne le nom et le symbole de l’élément qui correspond aux critères

Famille Période Symbole de

l’élément

Nom de l’élément

Ia 1

VIIIa 2

Va 4

VIIIa 1

IIIa 3

IVa 2

VIIa 4

IVa 6

Ib 4

VIIb 4

VIIIb 4


7

4. Complète le tableau suivant :

Nom de l’atome Symbole Z

(numéro atomique)

Ar

(masse atomique

relative)

Famille

Chlore

Tungstène

Soufre

Potassium

Phosphore

Aluminium

Fer

5. Complète le tableau suivant :

Nom de

l’atome

Symbole Z

(numéro

atomique)

Ar

(masse atomique

relative)

p+

(nombre de

proton)

e-

(nombre

d’électron)

n°

(nombre de

neutron)

Bore

Plomb

Étain


8

6. Choisis la (ou les) bonne(s )réponse(s)

• Que représente « Z » pour n’importe quel atome ?

� le nombre d’électrons

� le nombre de protons

� le nombre de neutrons

� le nombre de nucléons

� le nombre de proton + le nombre de neutrons

� le nombre de protons + le nombre d’électrons

• Dans l’écriture 200Hg, la grandeur représentée par 200 est :

� le nombre atomique

� le nombre de masse

� le nombre d’électrons

� le nombre de neutrons

• « Z est le nombre atomique de l’élément chimique ». Parmi les propositions suivantes, la seule

qui ne convient pas est :

� Z représente le nombre de protons du noyau de l’atome

� Z représente le nombre d’électrons de l’atome de cet élément

� Z représente le nombre de neutrons du noyau de l’atome

� Z représente le numéro d’ordre de l’élément chimique dans la classification périodique

• L’élément As est caractérisé par la répartition des électrons en couches :

� K : 2 L : 8 M : 3

� K : 2 L : 8 M : 18 N : 6

� K : 2 L : 8 M : 8

� K : 2 L : 8 M : 18 N : 5

• L’élément appartenant à la période 4 et à la famille Va est :

� L’arsenic

� L’étain

� Le vanadium

� Le zirconium


9

7. Complète le tableau à l’aide des deux données concernant chaque atome :

Nom de l’élément ? ? ? ? ? ?

Symbole de l’élément

Nombre d’électrons

Nombre de protons 17

Nombre de neutrons 18 16

Nombre d’électrons

de valence

2 8

Famille IIa VIa

N° de période 2

Nombres de couches

électroniques

4 2 3

Nombre atomique

Nombre de masse

8. Questions rapides

Quel est le nom et le symbole de l’atome dont Z vaut 74 ? ………………………………….

Quel est le nom et le symbole de l’atome dont Ar vaut 19 ? …………………………………

Où se trouvent les neutrons ? ……………………………..

Que vaut Ar pour chrome ? ……………………………….

Que vaut Z pour le baryum ? ……………………………...

Quel est le nom et le symbole de l’atome qui possède huit protons ? …………………………..

Quel est le nom et le symbole de l’atome qui possède six neutrons et cinq électrons ?

…………………….


10

Formules chimiques

Exercices

1. Complète le tableau suivant à l’aide du tableau périodique :

Atome Valence Atome Valence Atome Valence

Ca Na Be

Si P K

As Al Br

Cl Ar C

Baryum Cobalt Hydrogène

Soufre Néon Oxygène

Lithium Iode Or

Zinc Manganèse Magnésium


11

2. Utilise la méthode du chiasme afin de trouver les formules moléculaires des associations suivantes :

Fer (III) et oxygène

Magnésium et chlore

Hydrogène et fluor

Hydrogène et groupement phosphate


12

3. Construis la formule chimique des molécules formées des atomes et/ou groupements suivants :

Atomes qui composent la molécule

Formule moléculaire Atomes qui composent la molécule

Formule moléculaire

Ca et O C et O

Mg et Cl Cl et O

K et OH Cu (I) et SO4

Na et PO4 Fe (III) et OH

4. Inverse la méthode du chiasme pour trouver la valence de l’atome souligné dans les molécules

suivantes :

Cu(OH)2 FeCl3 Ag(NO3) Pb(SO4)2 HgO


13

Transformation chimique et réactions chimiques Rappel

Une transformation chimique est la modification d’un système chimique qui évolue d’un état initial à un état

final : des corps de départ mis en contact disparaissent lors que de nouveaux corps apparaissent. Un

transformation chimique est donc une transformation de la matière.

Toute transformation chimique est identifiable par des phénomènes visibles (macroscopiques), tels que le

changement de couleur, l’apparition d’un solide mais aussi d’un gaz (effervescence), le dégagement de chaleur,

et aussi l’apparition ou la disparition d’une odeur.

Les espèces chimiques au départ de la transformation chimique portent le nom de réactifs et les espèces

chimiques qui apparaissent sont appelés produits.

Les chimistes modélisent les transformations de la matière, dans un système chimique donné, sous forme d’une

réaction chimique.

La transformation de la matière est due à la réaction entre les corps de départ. Lorsqu’il y a une réaction

chimique, le mélange formé est appelé mélange réactionnel.

Une réaction chimique a lieu chaque fois que des corps « disparaissent », « se transforment », pour devenir

d’autres corps aux propriétés différentes. Les corps de départ reçoivent le nom de « réactifs », tandis que les

corps obtenus reçoivent le nom de « produits » de la réaction.

La réaction chimique peut alors être schématisée comme suit :

La flèche représente le moment de la transformation chimique de ou des espèces chimiques. Cela signifie qu’ils

« réagissent ensemble pour former » ou « se transforme(nt) en ».

État initial = système chimique initial

Il comprend les réactifs de départ et leur état solide (solide, liquide, gazeux, ….)

État final = système chimique final

Il comprend les produits qui sont apparus au cours de la réaction et leur état (solide, liquide, gazeux,…)

Réaction chimique


14

Pour décrire la transformation des réactifs en produits (composés résultant de la réaction), les chimistes

utilisent des équations chimiques. Dans l’équation, la transformation est indiquée par une flèche → .

Pendant une réaction chimique, le nombre d’atomes est conservé. En effet, lors d’une réaction, il n’y a ni

perte, ni gain d’atomes mais les atomes des réactifs sont groupés autrement pour former les produits de la

réaction (la loi de Lavoisier).

L’équation chimique doit rendre compte de ce fait : le nombre de chaque type d’atomes doit être

identique des deux côtés de la flèche de réaction.

Attention!!!

Dans une équation chimique, la flèche symbolise la transformation des réactifs en produits. On n’utilise

jamais un signe =, car les réactifs et les produits sont des composés chimiques différents (i.e. ayant des

propriétés chimiques et physiques différentes).

Méthode pour équilibrer l'équation-bilan

1. Identifier les différents types d'atomes (C : carbone; H : hydrogène; O : oxygène; Fe : fer; S : soufre;

Mg : magnésium; P : phosphore)

2. A l'aide du chiffre placé juste après le symbole de l'atome, déterminez le nombre de chaque atome d'un

côté de la flèche (en commençant par le nombre le plus grand)

3. Vérifiez qu'il y a le même nombre de cet atome de l'autre côté de la flèche, sinon placez le chiffre

devant la formule moléculaire qui permet d'obtenir ce même nombre d'atomes

4. Procédez de la même façon pour chaque type d'atome

5. Pour terminer, vérifiez que l'équation est bien équilibrée en recomptant les atomes de chaque type

présents dans les réactifs et dans les produits


15

Exemple : réaction entre le cuivre et le soufre

Chauffons un mélange de cuivre (solide rouge- métallique) et de soufre (poudre jaune)

avec un brûleur Bunsen. Après quelques instants, il y a apparition d’une incandescence

qui se propage à travers tout le mélange : le cuivre et le soufre réagissent avec dégagement

de chaleur.

Le produit résultant de la réaction est un solide noir bleuâtre : le sulfure de cuivre(I).

cuivre + soufre sulfure de cuivre (I)

réactifs produit

Formule chimique

cuivre Cu

soufre S

sulfure de cuivre (I) Cu S

I II Cu2S

Équation chimique non pondérée

Cu + S Cu2S Équation non

pondérée

1 atome de Cu 1 atome de S 1 molécule de Cu2S

2 atomes de Cu

1 atome de S

L’équation n’est pas pondérée parce que le nombre d’atomes de cuivre n’est pas le même des deux côtés de la

flèche de réaction.


16

Équation chimique pondérée

Lors de la réaction, il n’y a pas de création d’atomes. Par conséquent, on a besoin de deux atomes de cuivre

pour former une molécule de Cu2S.

Dans l’équation chimique, on ajoute le coefficient 2 devant Cu :

2 Cu + S Cu2S Équation pondérée

2 x 1 atome de Cu 1 atome de S 1 molécule de Cu2S

= 2 atomes de Cu 2 atomes de Cu

1 atome de S

Lecture moléculaire/ atomique de l’équation pondérée

Deux atomes de cuivre réagissent avec un atome de soufre pour former une molécule de sulfure de

cuivre (I) ( contenant 2 atomes de cuivre et un atome de soufre)


17

Exercices

1. Introduisons du phosphore blanc dans le dichlore. Après quelques

instants,lephosphorecommenceabrûleravecuneflammejaune.Ily

aproductiond’unefuméeblanche:c’estlechloruredephosphore(V).

phosphore + dichlore chloruredephosphore (V)

réactifs produit

Formule chimique (chiasme)


+


18


+ Équation pondérée



19

2. Préparons des solutions aqueuses de nitrate de plomb(II) et d’iodure de potassium par

dissolution des sels respectifs dans l’eau. Les deux solutions sont incolores. Dans un tube

à essais, mélangeons les deux solutions. Il se forme un précipité jaune : l’iodure de

plomb(II). L’iodure de plomb(II) formé lors de la réaction est un sel jaune,

pratiquement insoluble dans l’eau. Le deuxième produit, le nitrate de potassium

(salpêtre), est un sel incolore, bien soluble dans l’eau.

nitrate de plomb(II) + iodure de potassium iodure de plomb(II) + nitrate de potassium

réactifs produits

Formules chimiques (chiasme)

Réactifs Produits

nitrate de plomb(II) iodure de plomb(II)

iodure de potassium nitrate de potassium


+


20


+ Équation pondérée



21

3. Pondère les équations suivantes en ajoutant les coefficients manquants aux endroits prévus :

Na2S + Pb(NO3)2→PbS+….. Na(NO3)

CO + ….H2 → CH4 + H2O

Ca + ….H2O → Ca(OH)

2+ H2

HNO3 +….Mg → Mg(NO3)2 + H2

3 H2SO4 + Ca3(PO4)2 → …..H3PO4 + …..Ca(SO4)

2 KClO3→ ….KCl + ….O2

Fe2S3 + …..HCl→2 FeCl3 + 3 H2S


22

4. Pondérer les équations suivantes

….N2 + ….H2 →….NH3

....Al + ….O2 → ….Al2O3

….H2S + ....O2 → ….SO2 + ….H2O

.…NH3 + ….O2 → .... NO + ….H2O

….KOH + ....H3PO4 → .…K3PO4 + ….H2O

....CaCO3 + ....HNO3 → ….CO2 +…..H2O +….Ca(NO3)2

…..H2O2 → ….O2 + ….H2O

…..HCl + ….Na3PO4 → .…H3PO4 +….NaCl


23

5. Établir et pondérer les équations des réactions suivantes :

a) Le fer réagit avec le soufre pour former du sulfure de fer(II)

b) Lors de la combustion du chlorure d’hydrogène, il y a formation d’eau et de dichlore.

c) Le potassium réagit avec le diiode pour former de l’iodure de potassium.

d) Le fer réagit avec le dichlore pour former du chlorure de fer(II).

e) Le carbonate de calcium se dissocie à haute température en oxyde de calcium et en dioxyde de

carbone.

f) Le calcium réagit avec le dichlore pour former du chlorure de calcium.

g) L’aluminium réagit avec le dibrome pour former du bromure d’aluminium.

h) Le potassium réagit violemment avec l’acide sulfurique (H2SO4) pour former du sulfate de

potassium et du dihydrogène.

i) L’oxyde de manganèse (IV) réagit avec l’acide chlorhydrique pour former du dichlore, du chlorure

de manganèse (II) et de l’eau.


24

Les grandeurs chimiques Exercices

1. Complète le tableau suivant

Corps étudiés Quantité de matière n (en mol)

Masse molaire M

(g/mol)

masse m

(en g)

Nombre d’entités (molécules ou atomes ou

ions)

H2O 3

Ca 1

NO2 1

Ag(OH) 2

Al2O3 1/4

H2CO3 5

2. Détermine le nombre de molécules ou d’atomes contenus dans :

a. 1 mole de Fer :

b. 0,2 mole de Plomb :

c. 10-3 mole de Plomb :

d. 1 mole de sulfate de cuivre (II) :

3. Calcule la quantité de matière (en mole) correspondant à :

a. 1,2. 1024 molécules d’eau :

b. 1,8. 1024 molécules de nitrate de potassium :

c. 7,2.1023 molécules de diode :

d. 3,6 .1028 ions de chlorure :


25

4. Complète le tableau

Nom de l’atome symbole

Nombre de

p+ et de n° Ar M (g/mol) masse d’un

atome (en g)

Phosphore

Potassium

Brome

Bore

5. Complète le tableau

Formule Nom de la molécule Masse moléculaire

(u)

Masse molaire

(g/mol)

masse du

composé (en g)

H2S

H2SO4

Fe(OH)3


26

6. Combien de moles d’eau y a-t-il dans une goutte d’eau qui contient 15. 1018 molécules ?

7. Donne la formule moléculaire et calcule la masse molaire de : (utilise les valeurs entières)

a. Oxyde de magnésium :

b. Chlorure de sodium :

c. Oxyde de potassium :

d. Chlorure de calcium :

e. Nitrate de sodium :

f. Sulfate d’hydrogène :

g. Hydroxyde de magnésium :

h. Sulfite d’aluminium:

8. Calcule la quantité de matière, en mol, correspondant à

a. 15 g d’hydroxyde de magnésium

b. 10 g de sulfate d’aluminium

9. Calcule la masse, en g, correspondant à une quantité de matière de …

a. 1/10 mol d’eau

b. 3 mol d’hydroxyde de sodium

c. 1,5 mol de nitrate de calcium


27

10. Combien de molécules d’eau avales-tu lorsque tu bois un verre d’eau de 200mL

11. Un comprimé d’aspirine de 500 mg contient 60% d’acide acétylsalicylique (C9H8O4). Détermine le

nombre de molécules de cet acide, qui se retrouve dans ton organisme lorsque tu as avalé un comprimé.

12. Sachant qu’une canette de coca contient 7 morceau de sucre, et qu’un morceau de sucre pèse 5 grammes,

combien de moles de sucre (saccharose C12H22O11) contient une canette de coca ?

13. La caféine est un alcaloïde présent dans le café. Sa formule chimique brute est C8H10N7O2. Un café fort

contient 6,55.10-3 moles de caféine par litre de café.

a) Quelle masse de caféine y a-t-il dans un litre de café ?

b) Combien de molécules de caféine y a-t-il dans une tasse de café de 150 mL ?

14. Au laboratoire, tu désires déterminer le nombre de molécules d’eau présentes dans le chlorure de cuivre

(II) hydraté. Pour ce faire, tu chauffes 3 g de chlorure de cuivre (II) hydraté dans un tube essai. Après

un certain temps, tu pèses à nouveau le composé ; sa mase est maintenant de 2,33 g.


28

15. Le cola contient 120 g de sucre saccharose C12H22O11 par litre de boisson

a. Calcule la masse de sucre contenue dans une canette de 33 cL

b. Sachant qu’un morceau de sucre pèse 5,6 g combien de morceaux de sucre contient un verre de 20 cL

de cola ?

c. Calcule la concentration molaire du sucre dans le cola

16. Choisir le récipient le plus concentré, en considérant qu’un paquet = 0,05 mole. Calcule pour chacun le nombre de moles d’espèce chimique dans 1 litre.

17. Suite à des analyses médicales, le médecin doit communiquer à son patient ses résultats. Que va-t-il annoncer ? Justifie ta réponse par des calculs

Test Résultats du patient Valeurs de référence

Glucose 7 mmol/L 0,7 à 1,05 g/L

Urée (M=60g/mol) 0,35 g/L 1,66 à 7,47 mmol/L

Cholestérol (M = 386,65 g/mol) 2,05 g/L 3,87 à 5,68 mmol/L

Créatinine (113,1 g/mol) 62 µmol/L 5 à 13 mg/L


29

18. Quelle sera la concentration molaire de la solution résultant du mélange de 20 mL d’une solution aqueuse de HNO3 3 mol/L avec 80 mL d’eau ?

19. Le vinaigre commercial est une solution aqueuse d’acide acétique ou éthanoïque (formule CH3COOH) sur l’étiquette, on lit vinaigre à 8°. Sachant que 8° signifie que l’on a 8 g d’acide par 100 g de vinaigre, déterminer la concentration massique et molaire en acide acétique.

20. On ajoute 10 mL de H2SO4 0,5 mol/L à 90 mL de H2SO4 0,1 mol/L, quelle sera la concentration finale

de la solution ainsi obtenue ?

21. Calculer la concentration molaire d’une solution de chlorure d’hydrogène sachant que sur l’étiquette, on trouve les renseignements suivant

22. Pour une séance de laboratoire, un professeur doit préparer 1 litre de solution de soude caustique de concentration 0,1 mol/L quelle dilution doit-il effectuer à partir d’une solution 0,5 mol/L

23. Lors d’une expérience, un élève de ta classe doit ajouter 100 mL d’eau à 50 mL de H2SO4 de concentration 6 mol/L. quelle sera la concentration molaire de la nouvelle solution ? Quel facteur de dilution.


30

Étude quantitative de la réaction chimique

1. Méthode de résolution de problèmes stœchiométriques sans excès de réactifs 1. Le dioxyde de carbone est l’un des principaux gaz responsable de l’effet de serre. Lors de la réaction de

combustion du carbone dans l’air, il se forme du dioxyde de carbone.

a) Donne l’équation chimique

b) Combien d’atomes de carbone trouve-t-on dans 10 g de carbone pur ?

c) Quelle masse de CO2 sera produite par la combustion complète de 10 g de carbone ?

Données

Lecture molaire

ni (mol)

Dn (mol)

nf (mol)

Réponse finale


31

2. Un chimiste prépare 250 mL de solution de chlorure d’hydrogène de molarité 1 mol/L. Maladroit, il

renverse la solution sur une table de laboratoire. Il recouvre alors le liquide avec du carbonate de

calcium solide afin de neutraliser l’acide. Il observe, entre autres, un dégagement de dioxyde de carbone.

Quelle masse da carbonate de calcium devra-t-il sur la table pour neutraliser l’acide ?

Données

Lecture molaire

ni (mol)

Dn (mol)

nf (mol)

Réponse finale


32

3. Quel volume d’hydroxyde de sodium (aq) 0,1 mol/L doit-on utiliser pour neutraliser 10 mL d’une

solution contenant 1,96. 10-2 de sulfate d’hydrogène ? Le volume d’hydroxyde de sodium pour

neutraliser cette même masse d’acide devrait-il différent si l’acide se trouvait dans 20 mL de solution

au lieu de 10 ? Justifie

Données

Lecture molaire

ni (mol)

Dn (mol)

nf (mol)

Réponse finale


33

Bibliographie

Experts chimie-Plantyn

Essentia Chimie -Plantyn

dossier de révision

Documents