CNC 2024 · MP · Chimie
CNC 2024, filière MP, matière chimie, épreuve 1.
- Durée : 4 h
- 29 questions
- Difficulté : 3/5
Présentation du sujet
Deux parties indépendantes. Une entrée courte sur l'acide benzoïque en solution aqueuse, puis le phosgène suivi de bout en bout : structure électronique et schéma de Lewis, thermodynamique de sa synthèse industrielle (variance, Ellingham, van't Hoff, optimisation en température, pression et composition), et enfin cinétique de sa formation par un mécanisme radicalaire en trois étapes, jusqu'à l'ordre global.
Thèmes abordés
- équilibres acido-basiques
- structure électronique
- schémas de Lewis
- thermodynamique chimique
- loi de van't Hoff
- variance
- cinétique et dégénérescence de l'ordre
- mécanismes réactionnels et intermédiaires
Parties et questions
Partie 1 · Solution aqueuse d'acide benzoïque
- 1 Une solution aqueuse d'acide benzoïque $C_6H_5COOH$ de concentration $C=10^{-2}\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$ a un $pH$ de $3{,}1$. On donne la constante d'acidité du couple…
- 2 Exprimer le $pH$ de la solution d'acide benzoïque en fonction de la grandeur $pK_a=-\log(K_a)$, et des concentrations $[C_6H_5COOH]$ et $[C_6H_5COO^-]$.
- 3 Représenter sur une échelle de $pH$ les domaines de prédominance de l'acide benzoïque et de sa base conjuguée.
- 4 Quelle espèce prédomine dans la solution au $pH=3{,}1$ ?
Partie 2 · Atomes et molécule
- 1.1 À température ordinaire, le phosgène ($COCl_2$) est un gaz incolore ou légèrement jaunâtre, plus lourd que l'air, hautement toxique. Numéro atomique du carbone : $Z(C)=6$. Numéro atomique de…
- 1.2 Indiquer pour chaque atome les électrons de valence.
- 1.3 Donner la position du chlore dans le tableau de MENDELEIEV.
- 1.4 Proposer un schéma de LEWIS pour l'espèce chimique $COCl_2$ (l'atome de carbone est central).
Partie 2 · Synthèse du phosgène
- 2.1 Industriellement, la synthèse du phosgène est réalisée à la température $T=250°C$ par réaction entre le monoxyde de carbone ($CO$) et le dichlore ($Cl_2$) en phase gazeuse avec un catalyseur sur…
Partie 2 · Cinétique de la synthèse du phosgène
Le corrigé détaillé, question par question, est disponible gratuitement sur cette page.