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p. 1-11
1. Constitution et transformations de la matière
Constitution de la matière à l'échelle microscopique et macroscopique
Ouverturep. 12-13
Modélisation des transformations de la matière et transfert d'énergie
Ouverturep. 108-109
2. Mouvement et interactions
Mouvement et interactions
Ouverturep. 212-213
3. L'énergie, conversions et transferts
L'énergie : conversions et transferts
Ouverturep. 276-277
4. Ondes et signaux
Ondes et signaux
Ouverturep. 318-319
Méthode
Annexes
Rabats de début
Rabats
Lexique
p. 415
Rabats de fin
Rabats
/ 415
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Chapitre 1
Exercices

Pour s'échauffer - Pour commencer

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Savoir-faire - parcours d'apprentissage

Pour commencerDifférenciationPour s'entraîner
Calculer la masse molaire d'une espèce chimique :
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Calculer une quantité de matière à partir d'une masse :
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Calculer une quantité de matière à partir d'un volume de gaz :
17
Déterminer la composition permettant la description d'un système chimique :
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Pour s'échauffer

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5
Masse molaire

Placeholder pour Photographie macro de feuilles d'or, d'argent et de platine froissées dans des tubes. Métaux précieux brillants.Photographie macro de feuilles d'or, d'argent et de platine froissées dans des tubes. Métaux précieux brillants.

Retrouver les masses molaires des métaux précieux platine (\text{Pt}), argent (\text{Ag}) et or (\text{Au}).
  • \text{Pt}

  • \text{Ag}

  • \text{Au}
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6
Masse molaire

Calculer les masses molaires des molécules de diiode \text{I}_2, d'ammoniaque \text{NH}_3 et d'acide sulfurique \text{H}_2\text{SO}_4.
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7
Masse molaire

1. Déterminer les masses molaires des cations suivants \text{Cu}^{2+}, \text{Ag}^+, \text{Cr}^{3+}, \text{Fe}^{3+} et \text{NH}^{+}_4 .

2. Calculer les masses molaires des anions \text{Cl}^-, \text{S}^{2-}, \text{NO}^-_3 et \text{MnO}^-_4 .
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8
Quantité de matière

Calculer la quantité de matière de 25 g de fer \text{Fe} solide.
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9
Masse d'un échantillon

Calculer la masse de 0,052 mol de plomb \text{Pb} solide.
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10
Quantité de matière

L'éthanol liquide a une masse volumique \rho = 0,79 kg·L-1 et une masse molaire moléculaire M = 46 g·mol -1.
Calculer la quantité de matière d'un volume de 15 mL d'éthanol.
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11
Quantité de matière

Calculer la quantité de matière de 40 L de méthane gazeux dans les conditions de T = 0 °C et P = 1,013 bar.
Donnée
  • À P= 1{,}013 bar et à T = 0 °C, V_m = 22{,}4 L·mol-1.
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12
Volume d'un échantillon

Calculer le volume de 4{,}7 \times 10^{-2} mol de \text{CO}_2 (g) dans ces conditions de température et pression.
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Pour commencer

Masse Molaire

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13
Quelques monomères de plastique

✔ APP : Extraire l'information utile sur supports variés

Le chlorure de vinyle, de formule brute \text{C}_2\text{H}_3\text{Cl}, est un monomère utilisé pour la fabrication du PVC, servant pour les fenêtres, les tuyaux de canalisation ou les balles de tennis de table.
Le bisphénol A, de formule brute \text{C}_{15}\text{H}_{16}\text{O}_2, est un monomère à l'origine de la fabrication de résines époxydes, revêtements intérieurs de certaines boîtes de conserve.
Remarque
Le bisphénol A est un perturbateur endocrinien avéré et son usage dans le conditionnement alimentaire tend à disparaître.
Déterminer les masses molaires de ces deux molécules.
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14
Polluants atmosphériques

✔ APP : Extraire l'information utile sur supports variés

L'air contient des polluants à diverses teneurs, comme le formaldéhyde \text{CH}_2\text{O}, l'ozone \text{O}_3 et le dioxyde de soufre \text{SO}_2.
Déterminer les masses molaires de ces trois gaz.
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15
Le plasma sanguin

✔ APP : Extraire l'information utile sur supports variés

Les ions \text{K}^+, \text{H}_2\text{PO}_4^- et \text{HCO}^{-}_{3} sont présents dans le plasma sanguin.
Déterminer les masses molaires de ces ions.
Placeholder pour Micrographie médicale montrant des lymphocytes et globules rouges dans un échantillon sanguin.Micrographie médicale montrant des lymphocytes et globules rouges dans un échantillon sanguin.

Plasma sanguin vu au microscope optique.
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Détermination de la quantité de matière

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16
Juste un morceau de sucre

✔ RAI/MOD : La quantité de matière

Un morceau de sucre en forme de cube pèse 3 g. Le sucre est un corps pur : le saccharose \text{C}_{12}\text{H}_{22}\text{O}_{11}.

1. Calculer la masse molaire du saccharose.


2. En déduire la quantité de matière de saccharose dans ce morceau de sucre.
Remarque
En chimie, une quantité (de matière) d'entités fait toujours référence à une valeur exprimée en mol. Attention donc au vocabulaire employé !
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17
Bonus écologique

✔ VAL : Analyser un résultat numérique : analyse comparative

Pour bénéficier d'un bonus écologique, un véhicule doit émettre moins de 4{,}55 \times 10^{1} mol de \text{CO}_2 aux 100 km. Un véhicule moyen rejette 6\text{,}05 \times 10^{3} L de \text{CO}_2 aux 100 km.

1. Calculer la quantité de \text{CO}_{2} émise par ce véhicule.


2. En déduire si ce véhicule bénéficie ou pas du bonus.

Donnée
  • Volume molaire : V_{m} = 24{,}0 L·mol-1.
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18
Mouvement à quartz

✔ RAI/ANA : Faire le lien entre les modèles microscopiques et les grandeurs macroscopiques

À la fin des années 1960, les premiers mouvements à quartz sont apparus dans les montres. Leur fonctionnement se base sur la vibration d'un cristal de quartz, formé principalement de silice \text{SiO}_2, taillé en diapason. Il contient en moyenne une quantité n = 3\text{,}33 \times 10^{-6} mol de silice.
Placeholder pour Photographie d'un mécanisme de montre à quartz doré. Gros plan sur les rouages affichant les jours et les mois.Photographie d'un mécanisme de montre à quartz doré. Gros plan sur les rouages affichant les jours et les mois.

1. Calculer la masse molaire de la silice.


2. Déterminer la masse moyenne d'un cristal de quartz.
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Composition d'un système chimique

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19
Dureté d'une eau

✔ RAI/MOD : La quantité de matière
✔ MATH : Calcul littéral (résoudre une équation)

La dureté d'une eau (ou titre hydrotimétrique) est d'autant plus élevée qu'elle est calcaire. Un agriculteur a reçu la composition de son eau de puits et veut connaître la dureté associée. Il est indiqué une masse de 84 mg d'ions \text{Ca}^{2+} et 24 mg d'ions \text{Mg}^{2+} pour 1 L d'eau.

1. Calculer les quantités de matière en ions calcium et en ions magnésium correspondantes.

2. Calculer la dureté de cette eau.

3. Comment peut-on qualifier cette eau de puits ?
Données
  • Pour 1 L d'eau, 1°TH = 10^{-4} mol d'ions \text{Ca}^{2+} ou \text{Mg}^{2+}.
  • La dureté est la somme des deux valeurs en °TH.
  • Plage de dureté de l'eau :
Dureté de l'eau
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A
Bouteille d'air comprimé

✔ MATH : Calcul littéral (résoudre une équation)

Une bouteille d'air comprimé contient, en quantité de matière, 78,08 % de N2, 20,95 % de O2, 0,93 % de Ar et 0,04 % d'autres gaz.

Déterminer les quantités de chacun des gaz dans une bouteille d'air comprimé suceptible de dégager 800 L d'air à la pression atmosphérique et à 0°C.

Données
  • À P= 1{,}013 bar et à T = 0 °C, V_m = 22{,}4 L·mol-1.
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Une notion, trois exercices
Différenciation

Savoir-faire : Calculer une quantité de matière à partir du volume d'un gaz
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Donnée

  • À T = 20 °C et P= 15 bar, à V_m = 1,62 L·mol‑1
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20
Le protoxyde d'azote et la cuisine

✔ RAI/MOD : La quantité de matière

Le protoxyde d'azote, de formule brute \text{N}_2\text{O}, est un gaz utilisé en cuisine pour les siphons. Il est vendu en cartouche de 0,30 L pour 15 bar de pression à 20 °C.

1. Rappeler la formule reliant le volume V, le volume molaire V_m et la quantité de matière n.

2. Calculer la quantité de gaz dans la cartouche.

3. Calculer la masse molaire du protoxyde d'azote.

4. En déduire la masse de gaz dans la cartouche.
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21
Le protoxyde d'azote et le tuning

✔ RAI/MOD : La quantité de matière

Pour augmenter la puissance de leurs moteurs, certains préparateurs américains de tuning posent des kits NOS de protoxyde d'azote \text{N}_2\text{O}. Une bouteille de ce gaz en contient 37 L à 20 °C, sous une pression de 15 bar.

Placeholder pour Photographie d'une bouteille bleue de protoxyde d'azote NOS, montée sur un support, avec un manomètre. Utilisation course automobile.Photographie d'une bouteille bleue de protoxyde d'azote NOS, montée sur un support, avec un manomètre. Utilisation course automobile.

Une bouteille de gaz NOS.

1. Calculer la quantité de gaz.

2. En déduire la masse de gaz dans la bouteille.

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22
Le protoxyde d'azote et la chirurgie

✔ RAI/MOD : La quantité de matière

Le protoxyde d'azote \text{N}_2\text{O} est un gaz utilisé en mélange comme anesthésiant. Il est stocké en bouteille de 442 L, à une température de 20 °C et à une pression de 15 bar.

Déterminer la masse de gaz dans la bouteille.

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