CNC 2025 · TSI · Chimie
CNC 2025, filière TSI, matière chimie, épreuve 1.
- Durée : 4 h
- 33 questions
- Difficulté : 3/5
Présentation du sujet
Le carbone, suivi de l'atome jusqu'à sa capture géologique. Le sujet part de la structure atomique et isotopique du carbone, étudie la molécule de CO2 et sa dissolution acido-basique dans l'eau (jusqu'à un diagramme de solubilité en fonction du pH), puis un dosage pH-métrique de l'ion hydrogénocarbonate, avant d'aborder le procédé CarbFix, qui transforme le CO2 en roche carbonatée par voie sèche puis aqueuse.
Thèmes abordés
- structure électronique et isotopie
- schéma de Lewis et VSEPR
- équilibres acido-basiques
- diagramme de prédominance et solubilité
- dosage pH-métrique
- thermodynamique chimique
- loi de van't Hoff
- stockage géologique du CO2
Parties et questions
Partie 1 · Structure atomique
- 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 ?
- 1.3.1 Le carbone présente des isotopes : les carbones 12, 13 et 14 de masses molaires respectivement 12,000 g, 13,000 g et 14,000 g. Donner la structure des noyaux des trois isotopes du carbone.
- 1.3.2 Sachant que la masse molaire du carbone naturel est de 12,011 g et en supposant que celui-ci ne contient pas de carbone 14, déterminer les fractions massiques des carbones 12 et 13.
Partie 2 · Le dioxyde de carbone — 1. La molécule et sa dissolution dans l'eau
- 2.1.1 Donner la configuration électronique de l'atome d'oxygène dans son état fondamental. Indiquer quels sont les électrons de la couche de valence.
- 2.1.2 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 CO2.
- 2.1.3 Quelle est la géométrie de la molécule de CO2 ? Justifier.
- 2.2.1 Écrire l'expression de la concentration molaire de l'acide carbonique [H2CO3(aq)] en fonction de la pression partielle du dioxyde de carbone gazeux PCO2 et de la constante d'équilibre K2.
- 2.2.2 On donne PCO2 = 4×10⁻⁴ bar, calculer la concentration molaire en dioxyde de carbone dissous dans l'eau à 298 K.
Partie 2 · Le dioxyde de carbone — 2. Dosage de l'ion hydrogénocarbonate
Partie 3 · Transformer le dioxyde de carbone en pierre
Le corrigé détaillé, question par question, est disponible gratuitement sur cette page.