CNC 2024 · PSI · Chimie
CNC 2024, filière PSI, matière chimie, épreuve 1.
- Durée : 4 h
- 36 questions
- Difficulté : 3/5
Présentation du sujet
Un sujet en deux parties indépendantes. Une brève étude de l'équilibre acido-basique de l'acide benzoïque, puis un parcours complet consacré au phosgène : structure de Lewis, thermodynamique de sa synthèse industrielle par l'approximation d'Ellingham (variance, van't Hoff, Le Chatelier), cinétique avec dégénérescence de l'ordre et mécanisme radicalaire à pré-équilibres, avant son rôle en chimie organique dans la synthèse industrielle de l'ibuprofène (stéréochimie, dosage colorimétrique).
Thèmes abordés
- équilibres acido-basiques
- structure électronique
- thermodynamique chimique
- loi de van't Hoff
- cinétique chimique
- mécanisme réactionnel
- stéréochimie
- chimie organique
- dosages
Parties et questions
Partie 1 · Solution aqueuse d'acide benzoïque
- 1 Écrire l'équation bilan de la réaction de mise en solution de l'acide benzoïque dans l'eau.
- 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 · Phosgène — 1. Atomes et molécule
- 1.1 Donner la configuration électronique dans l'état fondamental des atomes de carbone, d'oxygène et de chlore.
- 1.2 Donner la position du chlore dans le tableau de Mendeleïev.
- 1.3 Indiquer pour chaque atome les électrons de valence.
- 1.4 Proposer un schéma de Lewis pour l'espèce chimique $COCl_2$ (l'atome de carbone est central).
Partie 2 · Phosgène — 2. Synthèse du phosgène (thermodynamique)
- 2.1 Calculer la variance du système siège de l'équilibre (E), dans le cas général et interpréter la valeur trouvée.
Partie 2 · Phosgène — 3. Cinétique de la synthèse du phosgène
Partie 2 · Phosgène — 4. Utilisation du phosgène en chimie organique (synthèse de l'ibuprofène)
Le corrigé détaillé, question par question, est disponible gratuitement sur cette page.