Sujet du BAC D 2022 de physique-chimie, avec corrigé

Exercice 1 · 5 points

1. La formule brute d'un alcool A est ${\mathrm{C}}_4{\mathrm{H}}_{10}\mathrm{O}$. Son oxydation ménagée conduit à un composé organique B qui réagit avec la 2,4-DNPH mais est sans action sur le réactif de Schiff.

   Recopie, pour chacune des propositions ci-dessus, le numéro suivi de la lettre correspondant à la bonne réponse.

   1. 1. L'alcool A est de :

      1. Aclasse primaire
      2. Bclasse secondaire
      3. Cclasse tertiaire

   2. 2. La formule semi-développée de l'alcool A est :

      1. A$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{C}(\mathrm{OH})(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3)-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3$
      2. B$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2\mathrm{OH}$
      3. C$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{CH}(\mathrm{OH})-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3$

   3. 3. La fonction chimique du composé B est :

      1. Aacide carboxylique
      2. Baldéhyde
      3. Ccétone

   4. 4. La formule semi-développée du composé B est :

      1. A$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{CO}-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3$
      2. B$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{CH}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3)-\mathrm{COOH}$
      3. C$\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{CHO}$
2. B

   Recopie et complète les équations-bilans des réactions chimiques suivantes :
   1. $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{CH}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3)-\mathrm{COOH}+\mathrm{N}{\mathrm{H}}_3\stackrel{\text{chauffage}}{\to }\dots +\dots$
   2. $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{CH}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3)-\mathrm{COOH}+\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{CH}(\mathrm{OH})-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3\rightleftharpoons \dots +\dots$

3. Associe le numéro de chaque formule semi-développée du diagramme A à la lettre correspondant à son nom dans le diagramme B. Tu t'aideras de l'exemple suivant : 5 – a.

   

   1. 1. $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{CH}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3)-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{COO}-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3$

   2. 2. $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{CO}-\mathrm{CH}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3)-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3$

   3. 3. $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{CH}(\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3)-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2-\mathrm{COOH}$

   4. 4. $\mathrm{C}{\mathrm{H}}_3-\mathrm{CH}(\mathrm{N}{\mathrm{H}}_2)-\mathrm{COOH}$

   1. a2-méthylbutan-2-ol
   2. bacide 2-aminopropanoïque
   3. cpropanoate d'éthyle
   4. d3-méthylbutanoate d'éthyle
   5. e3-éthylpentan-2-one
   6. facide 4-méthylhexanoïque

4. PHYSIQUE (2 points)

   Une bille, assimilable à un point matériel, est lancée à partir du point O d'un repère orthonormé $(O,\vec{i},\vec{k})$ avec une vitesse ${\vec{v}}_0$ faisant un angle $\alpha$ avec horizontale (voir figure ci-dessous).

   

   Recopie, pour chacune des propositions ci-dessus, le numéro suivi de la lettre correspondant à la bonne réponse.

   1. 1. Les coordonnées du vecteur accélération $\vec{a}$ de la bille sont :

      1. A$a_x=0$ ; $a_z=g$
      2. B$a_x=-g$ ; $a_z=0$
      3. C$a_x=0$ ; $a_z=-g$

   2. 2. L'expression de l'équation horaire $v_z(t)$ est :

      1. A$v_z(t)=v_0\cos \alpha$
      2. B$v_z(t)=-gt+v_0\sin \alpha$
      3. C$v_z(t)=-gt+v_0\cos \alpha$

   3. 3. L'expression de l'équation horaire $x(t)$ est :

      1. A$x(t)=(v_0\cos \alpha )t$
      2. B$x(t)=(v_0\sin \alpha )t$
      3. C$x(t)=-\frac{1}{2}g{t}^2+(v_0\cos \alpha )t$

   4. 4. L'expression de l'équation horaire $z(t)$ est :

      1. A$z(t)=\frac{1}{2}g{t}^2+(v_0\sin \alpha )t$
      2. B$z(t)=-\frac{1}{2}g{t}^2+(v_0\cos \alpha )t$
      3. C$z(t)=-\frac{1}{2}g{t}^2+(v_0\sin \alpha )t$

5. Dans chacun des cas représentés ci-dessous, une particule chargée pénètre en O entre les armatures d'un condensateur plan où règne un champ électrostatique uniforme $\vec{E}$.

   Reproduis les schémas et représente qualitativement dans chaque cas :
   1. le vecteur champ électrostatique $\vec{E}$ ;
   2. la force électrostatique $\vec{F}$ qui s'applique sur la particule au point M.

   

   1. Schéma 1 : $\vec{E}$ est dirigé…

   2. Schéma 1 : $\vec{F}$ en M est dirigé…

   3. Schéma 2 : $\vec{E}$ est dirigé…

   4. Schéma 2 : $\vec{F}$ en M est dirigé…

Le corrigé de cet exercice est offert, à la fin de l’énoncé

Exercice 2 · 5 points

1. 1

   Définis une base au sens de Brönsted.

2. 2

   Écris l'équation-bilan de la réaction de la méthylamine avec l'eau.

3. 3

   Indique les propriétés chimiques du mélange.

4. 4

   Détermine :
   4.1 la concentration molaire volumique des espèces chimiques présentes dans la solution de méthylamine ;
   4.2 la concentration molaire volumique $C_b$ ;
   4.3 le volume $V_2$ de la solution utilisée dans l'expérience 2.

Exercice 3 · 5 points

1. 1

   Donne la définition :
   1.1 des isotopes d'un élément chimique ;
   1.2 de la période radioactive T d'un nucléide.

2. 2

   Écris l'équation-bilan de la réaction de désintégration du carbone 14.

3. 3

   Détermine :
   3.1 la constante radioactive $\lambda$ du carbone 14 ;
   3.2 l'activité initiale $A_0$ du carbone 14 dans l'ossement.

4. 4

   Déduis de ce qui précède l'âge de l'ossement en secondes puis en années.

Exercice 4 · 5 points

1. 1

   Donne l'expression de l'impédance du circuit en fonction de R, L, C et $N_1$.

2. 2

   Montre que l'impédance Z du circuit est égale à R.

3. 3

   Déduis-en l'état particulier dans lequel se trouve le circuit.

   1. Le circuit est…

4. 4

   Détermine :
   4.1 les valeurs de $U_R$, $U_L$ et $U_C$ ;
   4.2 l'intensité efficace I du courant dans le circuit ;
   4.3 les valeurs de L et C ;
   4.4 la différence de phase $\phi$ entre la tension appliquée aux bornes du circuit et l'intensité du courant électrique.