BAC BLANC 2014

BAC BLANC 2014

iBACCALAURÉAT BLANCi Lycée Massignon 10/02/2014 PHYSIQUE-CHIMIE Série S DURÉE DE L’ÉPREUVE : 3h30 – coefficient L’usage des calculatrices EST autorisé Ce sujet comporte tr numérotées de 1 à 1 celle-ci. L’ANNEXE I E or 12 Sni* to View Le candidat doit traiter les trois exercices, ur 13 pages OPIE. qui sont indépendants les uns des autres : l. Le saut de F. Baumgartner (9 pts) Il. Communication entre les insectes : les phéromones (15 pts) Ill. Exoplanètes (6 pts) page 1/ 13 EXERCICE 1 (9 pts) Document 1 : Le saut de F.

Baumgartner L’autrichien Félix Baumgartner est devenu le st rénergie fournie au système qui la subit lorsqu’il se déplace. Il s’exprime en joules (J ). AB cos Travail d’une force de frottements . Si un solide est soumis à une force de frottement d’intensité constante f, constamment opposé à sa vitesse, le travail de cette force lors d’un déplacement est toujours résistant . Remarque : Le sens de la force de frottement, toujours contraire mouvement, change avec celui du vecteur vitesse. Par conséquent, le travail qu’elle fournit dépend du chemin suivi par son point d’application.

Données . -11 -2 constante de gravitation : G 6,67. IO m kg s 24 masse

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de la Terre MT = 5,97. IO kg masse de Baumgartner avec sa comblnaison m — -110 kg vitesse du son V – 402T C) +273 rayon de la Terre RT = 637 PAGF 12 valeur algébrique de son accélération. Montrer que l’équation horaire du mouvement de Baumgartner 2 1. 3. 2 – Calculer l’instant t auquel le record de vitesse v = 1341 km/h a été atteint ? – Après quelle distance parcourue ce record de vitesse aurait-il été atteint ? – Quelle serait alors son altitude ? – Chute réelle et record de vitesse Le graphe 1 donnent l’évolution de la vitesse en chute réelle en onction du temps (courbe b). Le graphe 2 donne l’évolution de son altitude z en fonction du temps, enregistrée à l’aide de 4 balises GPS placées dans sa combinaison. 2*1. D’après le document 1, quelle est la valeur de sa vitesse record en m. s ? A quel instant et à quelle altitude a t-il atteint cette vitesse? 2. 2. Quelle est d’après le document 1, la vitesse du son au moment où Baumgartner atteint sa vitesse record ? En déduire la température de l’air à cette altitude.

Cette température correspond t-elle à celle obtenue à partir du graphe 3? 3- Chute réelle et forces 19 de la force e frottement. 3. 3. Calculer la valeur algébrique moyenne de son accélération entre les instants t 1 = 605 et t2 = 805. En déduire la valeur moyenne de la force de frottement f entre ces deux instants. La valeur de la force de frottement peut être obtenue par une autre méthode 3. 4. Donner l’expression littérale de l’énergie mécanique du parachutiste. Calculer la variation de l’énergie mécanique de Baumgartner entre les dates tl et t2 3. 5. Y a t-il eu conservation de l’énergie mécanique entre ces deux dates?

Pourquoi ? 3. 6. Déterminer le travail de la force f entre ces deux dates. En déduire la valeur f de la force de frottement. Page 3/ 13 page 4/ 13 2 : LA COMMUNICATION ENTRE LES INSECTES : LES PHEROMONES (1 5 pts) Le transfert d’informations par signaux chimiques entre individus, d’espèces différentes ou de même espèce est courant chez les êtres vivants. une phéromone est une substance (ou un mélange de substances) qui, après avoir été sécrétée en quantité très faible à l’extérieur par un individu émetteur), est perçue par un individu de la même espè chez lequel 9 reproduction.

Voici quelques exemples de phéromones Phéromone d’alarme de rabeille Molécule A : (C7H1402) Phéromone de piste de la fourmi coupeuse de feuille : Atta texana o Molécule B : (C7H9N02) Phéromone sexuelle d’un insecte nuisible pour les conifères HO Molécule C : (C8H1 60) Partie A : La phéromone d’alarme de l’abeille , • la molécule A 1- Etude de la molécule Reproduire la molécule A puis entourer et nommer son groupe caractéristique. PAGF s 9 simplification on notera R-OH le 3-méthylbutan-l -01.

Le mécanisme réactionnel proposé pour la réaction d’estérification conduisant au composé A est proposé ci- dessous : 23. Sans justifier, indiquer le type de réactions correspondant aux ?tapes 2 et 4 du mécanisme. 2. 4 pour l’étape 2, sur l’ANNEXE 1 À RENDRE AVEC LA COPIE indiquer le site donneur ou accepteur de doublet d’électrons de chacun des réactifs et justifier. 2. 5. sur l’ANNEXE 1 À RENDRE AVEC LA COPIE, dessiner les flèches courbes schématisant les transferts électroniques dans l’étape 2. 2. 6.

Pour que la réaction se déroule en un temps relativement court, la présence de l’acide sulfurique est impérative. Comment le cation H intervient-il dans le mécanisme ? Quel est son rôle et comment l’appelle-ton ? Page 6/ 13 3- Synthèse Données : Composé PAGF 19 44,8 mL d’alcool et quelques grains de pierre ponce dans le ballon bicol. Placer ce ballon dans un bain d’eau froide. Placer sept béchers dans un bain d’eau glacée. Étape 2 : Cl Retirer le ballon du bain d’eau froide, l’essuyer, et y ajouter avec précautions, quelques 2gouttes d’une solution d’acide su furique ( 2H 30 (aq) + S04 (ag)).

Cl Insérer le ballon dans le montage et fixer la température de chauffage à = 200C. Déclencher le chronomètre, prélever aussitôt 5 ml_ du mélange réactionnel, refermer le bicol, placer ce prélèvement dans un des béchers situés dans le ain d’eau glacée. Montage pour l’estérification Etape 3 Mettre en œuvre une expérience permettant de déterminer la quantité d’acide éthanoïque restant dans le prélèvement de 5mL Étape 4: Faire six autres prélèvements et déterminer la quantité d’acide éthanoïque restant aux dates t 3 min, puis 6 min, 12 min, 25 min, 60 min et 90 min. ?tape 5 : Reproduire les étapes 1, 2, 3 et 4 selon les variantes 1, 3, 4 et 5 décrites ci-dessous. variante 1 : e = 200C (pas de chauffage) sans ajout d’acide sulfurique, 7 2 protocole 3. 1. En analysant la nature des réactifs utilisés, quelles sont les récautions opératoires à respecter impérativement pour mettre en œuvre ce protocole ? 3. 2. Justifier la constitution du montage utilisé pour réaliser l’estérification. 3. 3. Proposer une explication rigoureuse justifiant l’utilisation de bains d’eau froide et d’eau glacée. 3,4.

Montrer que l’acide éthanoïque est introduit en excès. À partir du mélange initial, déterminer la quantité de matière maximale d’ester que l’on pourrait obtenir si la réaction était totale (pas de tableau d’avancement). Exploitation des résultats Les résultats expérimentaux obtenus sont représentés sur le raphique suivant : 3. 6. À la lecture du graphique, quels arguments permettent de justifier les affirmations suivantes ? des liaisons formées ou rompues au cours de la transformation chimique. Table de données pour la spectroscopie IR. amille liaison nombres d’onde (cm ) Largeur de la bande cétone aldéhyde acide carboxylique ester O Hlié O – Hlibre 1705 – 1725 1720-1740 2500 – 3200 1730- 1750 3200 – 3450 3600 – 3700 1740- 1800 des données (en annexe 1). 2- Analyse de la molécule 2. 1. Quel qualificatif utilise-t•on pour désigner l’atome de carbone noté 2 sur la représentation ci-dessus ? Justifier. 2. 2. Justifier la chiralité de la molécule C et représenter ses stéréoisomères en représentation de Cram (noter R pour le groupement volumineux). . 3. Préciser le type de stéréoisomérie liant ces deux stéréoisomères. 2. 4. Pensez-vous que ces deux stéréoisomères puissent être utilisés pour attirer les insectes vers les forêts non exploitées ? Expliquer. Inspiré du baccalauréat Amérique du nord 2004 Page 9/ 13 EXERCICE 3 : EXOPLANETES (6 pts) Rédiger une synthèse argumentée claire et précise d’une demi- page pour répondre à la problémati ue suivante Pourquoi est-il difficile de xoplanète et comment