Exercices par capacités · 2nde générale
Dernière mise à jour : 21 octobre 2026
Indiquer pour chaque situation s'il s'agit d'une transformation physique ou chimique :
Justifier, en une phrase, pourquoi la condensation de la vapeur d'eau sur une vitre froide est une transformation physique et non chimique.
Avant et après, l'espèce chimique est la même : ce sont des molécules d'eau \(H_2O\). Seul l'état physique change (vapeur → liquide). Aucune nouvelle espèce n'apparaît : c'est donc une transformation physique.
Classer les transformations suivantes dans le tableau : physique, chimique ou nucléaire.
| Situation |
|---|
| (a) Fusion d'un cube de glace |
| (b) Combustion du méthane dans une chaudière |
| (c) Désintégration radioactive d'un noyau d'uranium |
| (d) Sublimation du dioxyde de carbone solide (carboglace) |
| (e) Digestion d'un aliment par l'organisme |
On chauffe du sucre dans une casserole : il fond d'abord (devient liquide et transparent), puis brunit et dégage une odeur de caramel.
Lors de la combustion du carbone dans le dioxygène, il se forme du dioxyde de carbone. L'équation est : \(C + O_2 \rightarrow CO_2\).
« Le zinc réagit avec l'acide chlorhydrique (constitué d'ions \(H^+\)) pour former des ions zinc \(Zn^{2+}\) et du dihydrogène gazeux. »
Identifier les réactifs et les produits décrits dans cette phrase.
Réactifs : le zinc \(Zn\) et les ions hydrogène \(H^+\).
Produits : les ions zinc \(Zn^{2+}\) et le dihydrogène \(H_2\).
Le fer chauffé réagit avec le soufre pour donner du sulfure de fer \(FeS\). Écrire l'équation de la réaction (formules : fer \(Fe\), soufre \(S\)).
Réactifs : fer et soufre ; produit : sulfure de fer.
\(Fe + S \rightarrow FeS\).
Vérification : 1 atome de Fe et 1 atome de S de chaque côté ; l'équation est déjà ajustée.
On donne l'équation de la synthèse de l'eau : \(2\,H_2 + O_2 \rightarrow 2\,H_2O\).
Ajuster l'équation de la synthèse de l'eau : \(H_2 + O_2 \rightarrow H_2O\).
On ne peut modifier que les coefficients. Pour équilibrer l'oxygène (2 à gauche), on met 2 devant \(H_2O\), ce qui donne 4 H à droite ; on met donc 2 devant \(H_2\) :
\(2\,H_2 + O_2 \rightarrow 2\,H_2O\).
Vérification : 4 H et 2 O de chaque côté. ✓
Ajuster l'équation de la combustion complète du carbone et celle de la formation de l'ammoniac :
Ajuster l'équation de la combustion complète du méthane : \(CH_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O\).
Carbone : 1 C à gauche → 1 \(CO_2\). Hydrogène : 4 H à gauche → 2 \(H_2O\) (qui apportent 4 H).
Oxygène à droite : \(2\) (de \(CO_2\)) \(+\) \(2\) (de \(2\,H_2O\)) \(= 4\) atomes O, soit \(2\,O_2\) à gauche.
\(CH_4 + 2\,O_2 \rightarrow CO_2 + 2\,H_2O\).
Vérification : 1 C, 4 H, 4 O de chaque côté. ✓
Ajuster l'équation de la combustion complète du butane : \(C_4H_{10} + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O\).
Carbone : 4 C à gauche → \(4\,CO_2\). Hydrogène : 10 H à gauche → \(5\,H_2O\).
Oxygène à droite : \(4 \times 2 = 8\) (de \(CO_2\)) \(+\) \(5\) (de \(H_2O\)) \(= 13\) atomes O, soit \(\dfrac{13}{2}\,O_2\). Pour avoir des coefficients entiers, on multiplie toute l'équation par 2 :
\(2\,C_4H_{10} + 13\,O_2 \rightarrow 8\,CO_2 + 10\,H_2O\).
Vérification : 8 C, 20 H, 26 O de chaque côté. ✓
12 g de carbone réagissent complètement avec 32 g de dioxygène pour former du dioxyde de carbone. Quelle masse de dioxyde de carbone obtient-on ?
D'après la conservation de la masse (Lavoisier) : masse des produits = masse des réactifs.
\(m(CO_2) = 12 + 32 = 44\) g.
On fait réagir 56 g de fer avec du soufre pour former du sulfure de fer. On récupère 88 g de sulfure de fer. Quelle masse de soufre a réagi ?
Conservation de la masse : \(m(Fe) + m(S) = m(FeS)\).
\(m(S) = m(FeS) - m(Fe) = 88 - 56 = 32\) g de soufre.
Une bougie (constituée de paraffine) brûle dans l'air. On observe que sa masse diminue au cours de la combustion. Pourtant, la loi de Lavoisier affirme que la masse se conserve. Expliquer ce paradoxe.
La masse se conserve si l'on tient compte de tous les réactifs et produits. La combustion consomme aussi du dioxygène de l'air (réactif non pesé) et libère du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau (produits gazeux qui s'échappent).
Si l'on pesait l'ensemble (bougie + dioxygène consommé) puis (cire restante + gaz formés), on retrouverait l'égalité des masses. La masse de la bougie seule diminue car la matière part sous forme de gaz.
On réalise la combustion complète de 16 g de méthane (\(CH_4\)) : \(CH_4 + 2\,O_2 \rightarrow CO_2 + 2\,H_2O\). Il se forme 44 g de dioxyde de carbone et 36 g d'eau.
Pour chaque changement d'état, indiquer si la matière absorbe ou libère de l'énergie, puis le qualifier d'endothermique ou d'exothermique :
Règle générale : aller vers l'état gazeux coûte de l'énergie, revenir vers l'état solide en rend.
Un élève écrit : « Le glaçon donne son froid à la boisson, c'est pour ça qu'elle refroidit. » Expliquer pourquoi cette phrase est fausse, et donner la bonne explication.
Le froid n'est pas une substance et ne se transfère pas : seule l'énergie se transfère, et elle va toujours du corps le plus chaud vers le plus froid.
Explication correcte : la fusion du glaçon est endothermique. Pour fondre, le glaçon doit prélever de l'énergie autour de lui, donc dans la boisson. La boisson, qui cède cette énergie, voit sa température baisser.
On chauffe régulièrement de la glace sortie du congélateur et on relève la température au cours du temps. On observe une montée, puis un palier à 0 °C, puis une nouvelle montée.
Classer les quatre transformations suivantes en deux groupes, endothermiques et exothermiques, puis indiquer dans chaque cas si le milieu extérieur se réchauffe ou se refroidit :
Exothermiques (elles libèrent de l'énergie, le milieu se réchauffe) : (a) la combustion du gaz et (d) la prise du ciment.
Endothermiques (elles absorbent de l'énergie, le milieu se refroidit) : (b) le pack de froid et (c) l'évaporation de l'alcool.
Le raisonnement est le même pour une transformation physique (b, c) et pour une transformation chimique (a, d) : on regarde toujours dans quel sens l'énergie circule.