Cours et exercices Physique chimie les atomes et molecules, Exercises of Chemistry

Download Cours et exercices Physique chimie les atomes et molecules and more Exercises Chemistry in PDF only on Docsity! Chapitre 4 : Atomes et transformation chimique I. Que devient la masse au cours d’une transformation chimique ? Fiche d’activité : Que devient la masse au cours d’une transformation chimique ? Expérience : faisons brûler un morceau de carbone dans un flacon rempli de dioxygène en posant le récipient sur une balance. Observations : • Complète les indications des balances. • Que peux-tu dire de la masse au cours de la transformation chimique ? elle est tout le temps restée la même. Interprétation : • Qu’est-ce qui disparaît au cours de cette transformation chimique (réactifs) ? Le carbone et le dioxygène disparaissent. • Qu’est-ce qui apparaît (produit) ? Le dioxyde de carbone apparaît. • Pourquoi, bien que le morceau de carbone et le dioxygène aient disparu, la masse totale est-elle restée la même ? Elle est restée la même car la disparition du carbone et du dioxygène a été compensée par l’apparition du dioxyde de carbone en masse équivalente. Conclusion : complète avec : formés, chimique, constante, consommés, conserve Au cours d’une transformation chimique, la masse se conserve (elle reste constante tout au long de la transformation) c'est-à-dire que « la masse des produits formés est égale à celle des réactifs consommés. » Exemple : Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir en faisant brûler 12g de carbone dans 32g de dioxygène ? Quelle est la masse des réactifs ? Mcarb + Mdiox = 12 + 32 = 44 g Donc quelle est la masse du produit ? La masse du produit est donc de 44g (la masse se conserve) Fais une phrase pour répondre à la question ? On va obtenir 44 g d edioxyde de carbone. II. Atomes et molécules Nous avons vu que l’eau ou l’air étaient constitués de particules toutes petites : des molécules. Mais pour expliquer les transformations chimiques, le modèle des molécules ne suffit pas. Les chimistes ont montré que les molécules sont elles-mêmes constituées de particules plus petites liées entre elles : les atomes. 1°) Les atomes : Fiche d’activité : Les atomes Regarde la vidéo et réponds aux questions. • De quoi est constituée toute la matière (vivante et inerte) qui nous entoure ? Elle est constituée d’atomes. • Peut-on voir ces particules à l’œil nu ? Pourquoi ? On ne peut pas les voir car elles sont beaucoup trop petites. • Classe du plus grand au plus petit : atome, cellule, être vivant, molécule : être vivant, cellule, molécule, atome. • Comment, dans ses maquettes, Jamy représente-t-il les atomes ? Il les représente par des boules de couleur. 524,5 g Au début de la combustion 524,5g A la fin de la combustion • Combien existe-t-il de types d’atomes différents dans l’Univers ? Il en existe environ une centaine. • Dans le tableau qui regroupe tous les atomes existants, par quoi est remplacé le nom de l’atome ? Il est remplacé par une ou deux lettres : le symbole de l’atome. Il y a quatre atomes à connaître en 4e : - l’atome de carbone (représenté par une boule noire) - l’atome d’hydrogène (représenté par une petite boule blanche) - l’atome d’oxygène (représenté par une boule rouge) - l’atome d’azote (représenté par une boule bleue) Complète le tableau ci-contre. Utilise l’extrait du tableau périodique des éléments pour trouver les symboles. Conclusion : complète avec : atomes, boule, centaine, lettres, matière, modèle, particules, symbole Toute la matière (inerte et vivante) qui nous entoure est constituée de particules microscopiques : des atomes. Il existe une centaine de types d’atomes différents. A chaque atome correspond un symbole (composé d’une ou deux lettres) ; certains d’entre eux sont représentés par une boule colorée, leur modèle. Remarque : - le symbole d’un atome est une lettre majuscule suivie éventuellement d’une lettre minuscule (ex : Fe pour l’atome de fer) ; - le symbole d’un atome n’est pas toujours la première lettre de son nom (ex : N pour azote). 2°) Les molécules Fiche d’activité : Les molécules Les atomes peuvent s’assembler entre eux pour former des édifices plus compliqués : des molécules. A chaque molécule correspond une formule chimique fabriquée à partir des symboles des atomes qui la constitue. On peut représenter une molécule par son modèle, fabriqué à partir des modèles (boules colorées) des atomes qui la constitue. Exemple : la molécule de propane, formule C3H8. • D’après sa formule chimique, de quels types d’atomes est-elle constituée ? Elle est constituée d’atomes de carbone (C) et d’atomes d’hydrogène (H). Nom Modèle (représentation) Symbole (lettres utilisées) Atome de carbone Atome d’hydrogène Atome d’oxygène C H O Atome d’azote N Fiche activité : interprétation de la combustion du méthane Pour brûler une molécule de méthane, il faut 2 molécules de dioxygène. • Colorie les molécules avant la combustion. • Combien de molécules de dioxyde de carbone et d’eau va-t-il alors se former ? Il va se former 1 molécule de dioxyde de carbone et deux molécules d’eau • Dessine les molécules présentes après la combustion. • Complète avec des nombres : Lors de la combustion du méthane, 1 molécule de méthane réagit avec 2 molécules de dioxygène pour former 1 molécule de dioxyde de carbone et 2 molécules d’eau. • Ecris l’équation de réaction avec les modèles : + → + • Ecris l’équation de réaction avec les formules : CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O Remarques : • Il y a le même nombre d’atomes de chaque sorte dans les réactifs et les produits : il y a donc conservation des atomes au cours d’une transformation chimique. • C’est parce que les atomes se conservent que la masse se conserve lors d’une transformation chimique. Ce qu’il faut savoir Ce qu’il faut savoir faire • Ce qu’est un atome, une molécule • Symboles et modèles des atomes de carbone, oxygène, hydrogène et azote • Les formules et les modèles des molécules de dioxygène, eau, méthane, dioxyde de carbone • Les règles pour écrire une formule chimique • Equations de réaction des combustions du carbone et du méthane. • Il y a conservation des atomes et de la masse lors d’une transformation chimique. • Utiliser la conservation de la masse • Enoncer la conservation de la masse • Donner la composition en atomes à partir d’une formule chimique et inversement • Passer d’une équation de réaction écrite avec les modèles à une équation de réaction écrite avec les formules et inversement. Avant la combustion Après la combustion Fiche activité : interprétation de la combustion du carbone On réalise la combustion du carbone en plaçant un morceau de carbone incandescent dans un flacon rempli d’un mélange de dioxygène et de diazote. • A partir de l’image projetée à l’écran, colorie les molécules du flacon. • Le mélange dans le flacon est-il de l’air ? Justifie. ……………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………… • Combien y a-t-il d’atomes de carbone dans le morceau ? ……………………. • Combien y a-t-il de molécules de dioxygène dans le flacon ? …………….. • Combien y a-t-il de molécules de diazote ? ……………………………………………. • Quel est le modèle de la molécule de dioxyde de carbone ? ……………… • Pour former une molécule de dioxyde de carbone, combien faut-il d’atome de carbone et de molécule de dioxygène ? …………………………………………………………………………………………………………………………………… • Tout le morceau de carbone va-t-il brûler ? Justifie. ………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… • Combien d’atomes va-t-il rester à la fin dans le morceau de carbone ? ………………... • Quelles seront les molécules présentes à la fin dans le flacon ? …………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… • Dessine ce qu’on obtient dans le flacon à la fin de la combustion. • Combien de molécules de dioxygène aurait-il fallu mettre dans le flacon pour brûler tout le morceau de carbone ? …………………………………………………………………………….. Conclusion : complète avec atome, molécule (2 fois), dioxygène, dioxyde de carbone, carbone (2 fois) Au cours de la combustion du …………………………, un …………………………. de ………………………… réagit avec une ………………………………….. de ………………………………… pour former une …………………………………….. de …………………………… ……………………………… . L’équation de réaction avec les modèles s’écrit : …………… + …………. → ……………. L’équation de réaction avec les formules s’écrit : …………… + …………. → ……………. Fiche activité : interprétation de la combustion du méthane Pour brûler une molécule de méthane, il faut 2 molécules de dioxygène. • Colorie les molécules avant la combustion. • Combien de molécules de dioxyde de carbone et d’eau va-t-il alors se former ? …………………………………............................................................................................................... ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… • Dessine les molécules présentes après la combustion. • Complète avec des nombres : Lors de la combustion du méthane, …….. molécule de méthane réagit avec …… molécules de dioxygène pour former …........ molécule de dioxyde de carbone et …….. molécules d’eau. • Ecris l’équation de réaction avec les modèles : + → + • Ecris l’équation de réaction avec les formules : …………… + …………. → ……………. + ………………………… Ce qu’il faut savoir Ce qu’il faut savoir faire • Ce qu’est un atome, une molécule • Symboles et modèles des atomes de carbone, oxygène, hydrogène et azote • Les formules et les modèles des molécules de dioxygène, eau, méthane, dioxyde de carbone • Les règles pour écrire une formule chimique • Equations de réaction des combustions du carbone et du méthane. • Il y a conservation des atomes et de la masse lors d’une transformation chimique. • Utiliser la conservation de la masse • Enoncer la conservation de la masse • Donner la composition en atomes à partir d’une formule chimique et inversement • Passer d’une équation de réaction écrite avec les modèles à une équation de réaction écrite avec les formules et inversement. Avant la combustion Après la combustion Fiche d’activité : Que devient la masse au cours d’une transformation chimique ? Expérience : faisons brûler un morceau de carbone dans un flacon rempli de dioxygène en posant le récipient sur une balance. Observations : • Complète les indications des balances. • Que peux-tu dire de la masse au cours de la transformation chimique ? …………………………………………. ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… Interprétation : • Qu’est-ce qui disparaît au cours de cette transformation chimique (réactifs) ? ………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. • Qu’est-ce qui apparaît (produit) ? ………………………………………………………………………………………………………… • Pourquoi, bien que le morceau de carbone et le dioxygène aient disparu, la masse totale est- elle restée la même ? ……………………………………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Conclusion : complète avec : formés, chimique, constante, consommés, conserve Au cours d’une transformation …………………….., la masse se ………………….. (elle reste …………………………. tout au long de la transformation) c'est-à-dire que « la masse des produits ……………………….. est égale à celle des réactifs ……………………………….. » Exemple : Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir en faisant brûler 12g de carbone dans 32g de dioxygène ? Quelle est la masse des réactifs ? .…………………………………………………………………………………………………………………….. Donc quelle est la masse du produit ? ………………………………………………………………………………………………………………… Fais une phrase pour répondre à la question ? ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. Exercice : compléter le tableau 9 atomes de carbone 4 atomes d’oxygène 8 atomes d’hydrogène 4 atomes de carbone 10 atomes d’hydrogène C6H12O6 CO butane monoxyde de carbone glucose aspirine Nom de la molécule Formule chimique Composition en atomes ……… g Au début de la combustion ……… g A la fin de la combustion Exercice sur la combustion du carbone Pour brûler complètement 3 g de carbone, il faut 8 g de dioxygène. 1°) Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 2°) On fait maintenant brûler 3 g de carbone dans un flacon contemant 10g de dioxygène. Tout le dioxygène va-t-il être utilisé ? Si non, combien en restera-t-il ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 3°) Quelle masse de dioxygène faut-il pour brûler complètement 9 g de carbone ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? Exercice sur la combustion du carbone Pour brûler complètement 3 g de carbone, il faut 8 g de dioxygène. 1°) Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 2°) On fait maintenant brûler 3 g de carbone dans un flacon contemant 10g de dioxygène. Tout le dioxygène va-t-il être utilisé ? Si non, combien en restera-t-il ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 3°) Quelle masse de dioxygène faut-il pour brûler complètement 9 g de carbone ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? Exercice sur la combustion du carbone Pour brûler complètement 3 g de carbone, il faut 8 g de dioxygène. 1°) Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 2°) On fait maintenant brûler 3 g de carbone dans un flacon contemant 10g de dioxygène. Tout le dioxygène va-t-il être utilisé ? Si non, combien en restera-t-il ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 3°) Quelle masse de dioxygène faut-il pour brûler complètement 9 g de carbone ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? Exercice sur la combustion du carbone Pour brûler complètement 3 g de carbone, il faut 8 g de dioxygène. 1°) Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 2°) On fait maintenant brûler 3 g de carbone dans un flacon contemant 10g de dioxygène. Tout le dioxygène va-t-il être utilisé ? Si non, combien en restera-t-il ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 3°) Quelle masse de dioxygène faut-il pour brûler complètement 9 g de carbone ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? Exercice sur la combustion du carbone Pour brûler complètement 3 g de carbone, il faut 8 g de dioxygène. 1°) Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 2°) On fait maintenant brûler 3 g de carbone dans un flacon contemant 10g de dioxygène. Tout le dioxygène va-t-il être utilisé ? Si non, combien en restera-t-il ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 3°) Quelle masse de dioxygène faut-il pour brûler complètement 9 g de carbone ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? Exercice sur la combustion du carbone Pour brûler complètement 3 g de carbone, il faut 8 g de dioxygène. 1°) Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 2°) On fait maintenant brûler 3 g de carbone dans un flacon contemant 10g de dioxygène. Tout le dioxygène va-t-il être utilisé ? Si non, combien en restera-t-il ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ? 3°) Quelle masse de dioxygène faut-il pour brûler complètement 9 g de carbone ? Quelle masse de dioxyde de carbone va-t-on obtenir ?