Aller au contenu
ConcoursBFRéussir ensemble
  1. Accueil
  2. Annales
  3. Baccalauréat
  4. Physique-Chimie

Examens nationaux

Baccalauréat · Série D · Physique-Chimie — 2022

BAC D — Physique-Chimie — Sujet type n° 3

  • Série D
  • ⏱ 3 h
  • Coefficient 4
  • Niveau difficile
  • 14 questions

Consignes

  • Le candidat traitera la partie CHIMIE et la partie PHYSIQUE.
  • La calculatrice non programmable est autorisée.
  • Toute équation chimique doit être équilibrée et tout résultat accompagné de son unité.

Chimie — Dosage acido-basique et estérification

A. Dosage d'une solution d'acide éthanoïque

On dose un volume VA=20,0 mLV_A = 20{,}0\ \mathrm{mL} d'une solution d'acide éthanoïque CH3COOH\mathrm{CH_3COOH} de concentration CAC_A inconnue par une solution d'hydroxyde de sodium de concentration CB=0,100 molL1C_B = 0{,}100\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.

L'équivalence est atteinte pour un volume versé VBE=16,0 mLV_{BE} = 16{,}0\ \mathrm{mL}. Le pH à l'équivalence vaut 8,78{,}7.

1.
Écrire l'équation de la réaction de dosage.
1 pt
2.
Calculer la concentration CAC_A de la solution d'acide.
1,5 pts
3.
Justifier que le pH à l'équivalence soit supérieur à 7.
1,5 pts
4.
Parmi les indicateurs colorés suivants, lequel convient le mieux à ce dosage ?
1 pt

B. Estérification

On fait réagir 0,50 mol0{,}50\ \mathrm{mol} d'acide éthanoïque avec 0,50 mol0{,}50\ \mathrm{mol} d'éthanol C2H5OH\mathrm{C_2H_5OH}, en présence de quelques gouttes d'acide sulfurique concentré. À l'équilibre, il reste 0,17 mol0{,}17\ \mathrm{mol} d'acide.

5.
Écrire l'équation de la réaction et nommer l'ester formé.
2 pts
6.
Calculer le rendement de l'estérification, en pourcentage.
1,5 pts
7.
Quel est le rôle de l'acide sulfurique ? Modifie-t-il le rendement ?
1,5 pts

Physique — Mouvement d'un projectile et radioactivité

A. Mouvement dans le champ de pesanteur

Un joueur lance un ballon depuis le point OO avec une vitesse initiale v0=15 ms1v_0 = 15\ \mathrm{m\cdot s^{-1}} faisant un angle α=40\alpha = 40^{\circ} avec l'horizontale. On néglige les frottements de l'air et on prend g=10 ms2g = 10\ \mathrm{m\cdot s^{-2}}.

v₀αxyx(S)HPOS
1.
Établir les équations horaires x(t)x(t) et y(t)y(t) du mouvement.
2 pts
2.
Calculer la hauteur maximale HH atteinte par le ballon.
1,5 pts
3.
Calculer la portée OPOP, distance horizontale parcourue avant le retour au sol.
1,5 pts
4.
Pour quel angle la portée serait-elle maximale, à vitesse initiale égale ?
1 pt

B. Radioactivité

Le cobalt 60, noté 2760Co^{60}_{27}\mathrm{Co}, est utilisé en radiothérapie. Il est radioactif β\beta^{-} et sa demi-vie vaut t1/2=5,27t_{1/2} = 5{,}27 ans.

5.
Écrire l'équation de désintégration du cobalt 60 et identifier le noyau fils.
1,5 pts
6.
Calculer la constante radioactive λ\lambda, en an1\mathrm{an^{-1}}.
1 pt
7.
Une source contient initialement N0N_0 noyaux. Au bout de combien d'années n'en restera-t-il plus que 10 %10\ \% ?
1,5 pts