Dossier de révision Cours de chimie - 4 G - Mme Bozbiyik - Athénée Royal de Bruxelles 2
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Dossier de révision Cours de chimie - 4 G Mme Bozbiyik ANNÉE ACADÉMIQUE 2019-2020 ATHÉNÉE ROYAL DE BRUXELLES 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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 2Table 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 Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 3
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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 42. Complète le tableau en indiquant le numéro correspondant à la famille
Symbole de Nom de Famille Symbole de Nom de Famille
l’élément l’élément l’élément l’élément
Al Ne
Be Au
Br Si
B Ba
Li Na
Mg N
He Ca
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 53. Donne le nom et le symbole de l’élément qui correspond aux critères
Famille Période Symbole de Nom de l’élément
l’élément
Ia 1
VIIIa 2
Va 4
VIIIa 1
IIIa 3
IVa 2
VIIa 4
IVa 6
Ib 4
VIIb 4
VIIIb 4
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 64. Complète le tableau suivant :
Nom de l’atome Symbole Z Ar Famille
(numéro atomique) (masse atomique
relative)
Chlore
Tungstène
Soufre
Potassium
Phosphore
Aluminium
Fer
5. Complète le tableau suivant :
Nom de Symbole Z Ar p+ e- n°
l’atome (numéro (masse atomique (nombre de (nombre (nombre de
atomique) relative) proton) d’électron) neutron)
Bore
Plomb
Étain
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 76. 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:2L:8M:3
K : 2 L : 8 M : 18 N : 6
K:2L:8M: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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 87. 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 2 8
de valence
Famille IIa VIa
N° de période 2
Nombres de couches 4 2 3
électroniques
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 ?
…………………….
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 9Formules 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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 102. 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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 113. Construis la formule chimique des molécules formées des atomes et/ou groupements suivants :
Atomes qui composent Formule moléculaire Atomes qui composent Formule moléculaire
la molécule la molécule
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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 12Transformation 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 :
État initial = système chimique initial État final = système chimique final
Il comprend les réactifs de départ et Il comprend les produits qui sont
Réaction chimique
leur état solide (solide, liquide, apparus au cours de la réaction et
gazeux, ….) leur état (solide, liquide, gazeux,…)
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 ».
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 13Pour 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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 14Exemple : 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.
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 15Équation 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)
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 16Exercices
1. Introduisons du phosphore blanc dans le dichlore. Après quelques
instants, le phosphore commence à brûler avec une flamme jaune. Il y
a production d’une fumée blanche : c’est le chlorure de phosphore(V).
phosphore + dichlore chlorure de phosphore (V)
réactifs produit
Formule chimique (chiasme)
Équation chimique non pondérée
+
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 17Équation chimique pondérée
+ Équation pondérée
Lecture moléculaire/ atomique de l’équation pondérée
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 182. 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
Équation chimique non pondérée
+
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 19Équation chimique pondérée
+ Équation pondérée
Lecture moléculaire/ atomique de l’équation pondérée
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 203. Pondère les équations suivantes en ajoutant les coefficients manquants aux endroits prévus :
Na2S + Pb(NO3) →PbS+….. Na(NO3)
2
CO + ….H2 → CH4 + H2O
Ca + ….H2O → Ca(OH) + H2
2
HNO3 +….Mg → Mg(NO3) + H2
2
3 H2SO4 + Ca3(PO4)2 → …..H3PO4 + …..Ca(SO4)
2 KClO3→ ….KCl + ….O2
Fe2S3 + …..HCl→2 FeCl3 + 3 H2S
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 214. 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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 225. 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.
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 23Les grandeurs chimiques
Exercices
1. Complète le tableau suivant
Corps étudiés Quantité Masse molaire M masse m Nombre d’entités
de matière (molécules ou atomes ou
n (en mol) (g/mol) (en g) 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 :
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 244. Complète le tableau
Nom de Nombre de masse d’un
symbole Ar M (g/mol)
l’atome p+ et de n° atome (en g)
Phosphore
Potassium
Brome
Bore
5. Complète le tableau
Masse moléculaire Masse molaire masse du
Formule Nom de la molécule
(u) (g/mol) composé (en g)
H2S
H2SO4
Fe(OH)3
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 256. 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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 2610. 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.
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 2715. 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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 2818. 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.
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 29Étude 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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 302. 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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 313. 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
Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 32Bibliographie Experts chimie-Plantyn Essentia Chimie -Plantyn Mme Bozbiyik Année académique 2019-2020 33
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