CNC 2024 · TSI · Chimie
CNC 2024, filière TSI, matière chimie, épreuve 1.
- Durée : 4 h
- 28 questions
- Difficulté : 3/5
Présentation du sujet
Deux sujets en un. Une partie courte sur l'acide benzoïque en solution aqueuse, puis le protoxyde d'azote suivi de bout en bout : structure électronique et nombres d'oxydation de l'azote, préparation industrielle abordée par la thermodynamique (Ellingham, van't Hoff, déplacement d'équilibre, variance), et enfin cinétique de sa décomposition, d'ordre 1, jusqu'à l'énergie d'activation par la loi d'Arrhenius.
Thèmes abordés
- équilibres acido-basiques
- structure électronique
- nombres d'oxydation et oxydoréduction
- thermodynamique chimique
- loi de van't Hoff
- variance et déplacement d'équilibre
- cinétique d'ordre 1
- loi d'Arrhenius
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 pKa=-log(Ka), et des concentrations [C6H5COOH] et [C6H5COO-].
- 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 · Le protoxyde d'azote — 1. Atomes et molécules
- 1.1 Donner la configuration électronique de l'azote N et celle de l'oxygène O dans leur état fondamental.
- 1.2 Quel est le nombre d'électrons de valence de l'atome d'azote ?
- 1.3 Donner le nombre d'oxydation de l'azote dans les espèces suivantes : N2, NH4+, NO3−, NH4NO3 et N2O.
- 1.4 La demi-équation redox du couple N2O/N2 en milieu acide s'écrit : N2O(g) + αH3O+(aq) + ne− ⇌ N2(g) + βH2O(l). Déterminer les entiers α, n et β, et exprimer le potentiel de Nernst du couple N2O/N2.…
Partie 2 · Le protoxyde d'azote — 2. Préparation du protoxyde d'azote
- 2.1 Le protoxyde d'azote N2O est obtenu par décomposition thermique du nitrate d'ammonium liquide à la température T=520K. L'équation-bilan de cette réaction est : NH4NO3(l) ⇌ 2H2O(g) + N2O(g) (E). Dans…
Partie 2 · Le protoxyde d'azote — 3. Cinétique de la décomposition du protoxyde d'azote
Le corrigé détaillé, question par question, est disponible gratuitement sur cette page.