Réactions chimiques — Équation et conservation — contrôle Approfondi

Question 1

Expérience A : un élève conclut que la bougie a perdu de la matière. Explique ce qui s'est réellement passé, en nommant les produits concernés.

Accepted Answer

La bougie a réagi avec le dioxygène de l’air : elle a formé du dioxyde de carbone et de l’eau, à l’état de gaz, qui se sont échappés dans l’air. Rien n’a disparu : ces produits ne sont simplement plus sur la balance.

Un gaz qui part n’est pas un gaz qui disparaît ; à l’air libre, la balance ne pèse plus tout le système.

Question 2

Expérience B : la balance affiche davantage à la fin. Lavoisier aurait-il tort ? Explique l'origine de ce supplément.

Accepted Answer

Non. La rouille se forme à partir du fer et du dioxygène de l’air : ce réactif, venu de l’air, n’était pas sur la balance au début, mais il se retrouve dans la rouille, qui reste sur le plateau.

C’est le même raisonnement que pour A, à l’envers : un réactif gazeux entre dans le système pesé au lieu d’en sortir.

Question 3

Quelle masse de matière venue de l'air a été fixée dans la rouille du clou ?

Accepted Answer

0,3 g. — La différence des deux pesées donne ce qui a été ajouté au système : 5,3 - 5,0 = 0,3.

Question 4

Propose une expérience qui montrerait que la masse se conserve lors de la combustion de la bougie. Dis ce que l'on devrait observer.

Accepted Answer

Faire brûler la bougie dans un récipient fermé contenant de l’air, et peser l’ensemble avant et après la combustion : la balance doit afficher la même valeur.

En système fermé, aucun gaz ne s’échappe et aucun n’entre ; il faut de l’air dans le récipient, sinon la bougie ne brûle pas.

Question 5

Ligne 2 — un symbole qui fait de la réaction une égalité.

Accepted Answer

Les coefficients sont justes ; seul le signe égal est faux. On écrit une flèche : $C H_{4} + 2 O_{2} ⟶ C O_{2} + 2 H_{2} O$ .

La flèche dit le sens de la transformation : les réactifs disparaissent, les produits apparaissent. Ce n’est pas une égalité.

Question 6

Ligne 3 — un test cité sans son résultat.

Accepted Answer

Il fallait écrire l'observation, « l'eau de chaux s'est troublée », avant de conclure. — Un test nommé sans son résultat attendu ne prouve rien : c'est le trouble qui signale le dioxyde de carbone.

Question 7

Ligne 5 — des grammes apparus de nulle part.

Accepted Answer

8 + 32 = 40 g au départ, mais 22 + 20 = 42 g à l’arrivée : 2 g seraient apparus. La masse d’eau juste est 40 − 22 = 18 g.

La masse des produits formés doit égaler celle des réactifs consommés : 2 g sont apparus de nulle part.

Question 8

Ligne 6 — une dilution qui renverse le caractère de la solution.

Accepted Answer

Le vinaigre dilué reste acide : son pH se rapproche de 7 sans jamais le dépasser. — La dilution atténue, elle ne renverse pas : une solution acide diluée reste acide.

Question 9

Lien 1 — les atomes se conservent, donc la masse se conserve.

Accepted Answer

La masse d'un système est celle de tous ses atomes. Puisqu'aucun atome n'apparaît ni ne disparaît au cours de la réaction, la masse des produits formés égale celle des réactifs consommés. — C'est la règle d'or du chapitre : les atomes se réorganisent, c'est pour cela que la masse totale se conserve.

Question 10

Lien 2 — le coefficient et l'indice : un point commun, une différence.

Accepted Answer

Point commun : tous deux sont des nombres d’une équation. Différence : le premier, placé en tête d’une formule, dit combien de molécules on prend et peut varier ; le second, en bas à droite d’un symbole, fixe la composition de la molécule : $H_{2} O_{2}$ n’est pas de l’eau.

Comparer, c’est donner au moins un point commun et une différence ; la différence est ici ce qui rend l’équilibrage possible.

Question 11

Lien 3 — applique ce lien à la combustion complète du carbone pur, qui ne contient aucun atome d'hydrogène : quels produits, et quel test suffit ?

Accepted Answer

Un combustible sans hydrogène ne peut pas former d’eau : le carbone pur donne seulement du $C O_{2}$ . L’eau de chaux suffit à le montrer ; le sulfate de cuivre anhydre resterait blanc.

La composition du combustible commande les produits : pas d’hydrogène dans les réactifs, pas d’eau dans les produits.

Question 12

Lien 4 — transformation physique et transformation chimique : un point commun, une différence.

Accepted Answer

Point commun : dans les deux cas, aucun atome n’est créé ni détruit. Différence : une transformation physique, comme une fonte, garde les mêmes molécules ; une transformation chimique les détruit et en forme de nouvelles.

La réaction chimique réorganise les atomes en molécules différentes ; un changement d’état ne change que l’état.

Question 13

Ajuste l'équation. Explique ta démarche, en particulier l'étape où un coefficient entier semble impossible.

Accepted Answer

Carbone : 4 devant CO₂ ; hydrogène : 5 devant H₂O. À droite, il y a alors 8 + 5 = 13 atomes d'oxygène, nombre impair qu'aucun nombre entier de molécules O₂ ne fournit. On double tous les coefficients : 2 C₄H₁₀ + 13 O₂ 8 CO₂ + 10 H₂O. — Doubler tous les coefficients garde l'équation équilibrée pour le carbone et l'hydrogène et rend le nombre d'oxygènes pair : 16 + 10 = 26 à droite, 13 × 2 = 26 à gauche.

Question 14

Dans l'équation ajustée, compte les molécules avant et après la flèche. Un camarade y voit une contradiction avec la conservation de la matière : réponds-lui en t'appuyant sur un décompte.

Accepted Answer

15 molécules avant (2 + 13), 18 après (8 + 10) : le nombre de molécules change. Mais les atomes se conservent : 8 atomes de carbone, 20 d’hydrogène et 26 d’oxygène de chaque côté. Il n’y a pas de contradiction.

Ce qui se conserve, ce sont les atomes ; les molécules sont détruites et reconstruites autrement, en nombre différent.

Question 15

Sous une tente fermée, la flamme du réchaud devient jaune et fumeuse. Explique ce qui se passe, nomme le danger et dis si l'équation de la question a décrit encore toute la réaction.

Accepted Answer

Le dioxygène manque : la combustion devient incomplète. Il se forme de la suie et du monoxyde de carbone, gaz incolore, inodore et mortel. L’équation de la question a ne décrit plus toute la réaction : elle ne fait apparaître que du dioxyde de carbone et de l’eau.

Une équation décrit une réaction précise ; quand les produits changent, l’équation de la combustion complète ne suffit plus. D’où la règle : jamais de réchaud dans un espace fermé.

Question 16

Une publicité imaginaire affirme : « Notre réchaud fait disparaître le butane sans rien rejeter. » Critique cette phrase.

Accepted Answer

Rien ne disparaît : les atomes du butane se retrouvent dans le dioxyde de carbone et l’eau formés, qui sont rejetés dans l’air sous forme de gaz.

Rien ne se perd, tout se transforme : une combustion transforme le combustible, elle ne le fait pas disparaître.

Réactions chimiques — Équation et conservation

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Ce que ce niveau évalue

Avant de commencer

Exercice 1 — Deux pesées qui semblent contredire la loi

Exercice 2 — Trouve l'erreur

Exercice 3 — Relier les notions

Exercice 4 — Le butane d'un réchaud

Barème — ce que le correcteur regarde

Et maintenant ?

Les autres contrôles de ce chapitre

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