CNC 2025 · MP · Chimie
CNC 2025, filière MP, matière chimie, épreuve 1.
- Durée : 4 h
- 33 questions
- Difficulté : 3/5
Présentation du sujet
Le carbone, suivi de l'atome jusqu'à la séquestration du CO₂. Le sujet part de la structure électronique et de la géométrie moléculaire, passe aux variétés allotropiques (compacité du diamant, et la pression qu'il faut pour le former), puis au CO₂ dissous dans l'océan et à son dosage, avant d'aborder le procédé CarbFix, qui transforme le CO₂ en pierre. Thermodynamique et équilibres en solution s'y répondent.
Thèmes abordés
- structure électronique et VSEPR
- cristallographie
- thermodynamique de la réaction
- loi de van't Hoff
- équilibres acido-basiques
- dosages
- solubilité
Parties et questions
Partie 1 · Structures atomique et moléculaire
- 1.1 Donner la configuration électronique du carbone dans son état fondamental. Indiquer quels sont les électrons de la couche de valence.
- 1.2 Dans quelle colonne et dans quelle ligne du tableau périodique trouve-t-on le carbone ?
- 1.3 Donner la configuration électronique de l'atome d'oxygène dans son état fondamental. Indiquer quels sont les électrons de la couche de valence.
- 1.4 En respectant la valence de chacun des atomes de carbone et d'oxygène, donner la représentation de Lewis de la molécule de dioxyde de carbone de formule moléculaire $CO_2$.
- 1.5 Quelle est la géométrie de la molécule de $CO_2$ ? Justifier.
Partie 2 · Variétés allotropiques du carbone
- 2.1.1 Dans la structure diamant, les atomes de carbone forment une structure cubique à faces centrées avec la moitié des sites tétraédriques occupés. Chaque atome de carbone est lié à ses proches voisins…
- 2.1.2 Définir et calculer la coordinence et le nombre d'atomes par maille.
- 2.1.3 Montrer que, dans la structure diamant, le paramètre de maille $a$ et le rayon $r$ d'un atome de carbone sont liés par la relation : $r = \dfrac{a\sqrt{3}}{8}$.
- 2.1.4 En déduire la compacité du diamant. Calculer sa valeur numérique.
Partie 3 · Le dioxyde de carbone en solution aqueuse
Partie 4 · Transformer le dioxyde de carbone en pierre
Le corrigé détaillé, question par question, est disponible gratuitement sur cette page.