Physique-Chimie · 4ème · Exercice

Corrigés — La transformation chimique 4e

Les coefficients de ces corrigés ne sont pas saisis : le moteur les cherche, en essayant systématiquement toutes les combinaisons jusqu'à huit, et retient la plus petite.

4ème Physique-Chimie Exercice
Durée 40 min par fiche
Barème Sur 20
Format PDF A4
Accès Gratuit
Les trois types de transformations du programme, avec leur équation équilibrée et le signe visible de chacune : combustion, réaction acide-base, réaction acide-métal.

Ce que les corrigés tiennent

Les coefficients d'une équation ne sont pas recopiés : le module les cherche. Il essaie systématiquement toutes les combinaisons jusqu'à huit, dans l'ordre de leur somme, et retient la première qui équilibre — c'est ce qu'un élève fait à tâtons, en plus méthodique.

Le contrôle confronte ensuite ce qu'il trouve à des résultats connus : la combustion du méthane, celle du dihydrogène, la corrosion du fer, la neutralisation, la combustion du propane. Un corrigé ne peut donc pas publier de coefficients faux.

Chaque équation imprimée est relue par l'autre chemin — l'analyseur de formules de l'article 143 — et vérifiée équilibrée élément par élément.

La nature d'une solution est déduite de son pH, jamais déclarée, et le module refuse un pH hors de l'échelle de 0 à 14.

1 sur 5

Identifier une espèce par un test

Quatre espèces, quatre gestes — et ce qu'on voit quand le test échoue.

Les quatre couples espèce-test, et ce que « caractéristique » veut dire.

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Les résultats positifs et négatifs, et le protocole rédigé.

On ne décide pas qu'une transformation est chimique : on le montre.

  • L'eau de chaux
  • Le sulfate de cuivre
  • La bûchette
  • La détonation

Le barème, exercice par exercice total : 20 points

Exercice 1 — Quel test pour quelle espèce 8 points

Relie chaque espèce chimique au test qui permet de la reconnaitre.

  • Un test ne se devine pas : il s'apprend, et il se fait toujours de la même façon.
  • Un indice peut avoir plusieurs causes ; un test caractéristique n'en a qu'une.

Exercice 2 — Lire un test dans les deux sens 6 points

Complète les deux dernières colonnes : ce qu'on voit si l'espèce est là, et ce qu'on voit si elle n'y est pas.

  • Une absence n'est une information que si l'on sait à quoi elle ressemble.
  • C'est ce que le programme appelle « identifier expérimentalement une transformation chimique » : on ne le décide pas, on le montre.

Exercice 3 — Rédiger un protocole 6 points

On veut savoir si la combustion d'une bougie produit de l'eau. Réponds en une phrase par question.

  • Un protocole dit ce qu'on fait, dans quel ordre, et ce qu'on regardera.
  • Prévoir le résultat négatif avant l'expérience évite de l'interpréter après coup.

2 sur 5

Les trois types de transformations

Combustion, acide-base, acide-métal : le programme les nomme, et elles ne se reconnaissent pas de la même façon.

Les trois branches complétées, avec leurs équations et leurs signes.

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Le tri des huit situations, et l'équation de la corrosion.

Même réactif, même produit, autre allure : c'est pourquoi la corrosion est nommée à part.

  • La combustion
  • L'acide-base
  • L'acide-métal
  • La corrosion

Le barème, exercice par exercice total : 20 points

Exercice 1 — La carte des trois types 8 points

Complète les feuilles de chaque branche : ce qui se passe, l'équation, et ce à quoi on la reconnait.

  • C'est le seul des trois types qui produise un gaz qu'on identifie par une détonation.
  • Le mélange chauffe aussi : une réaction acide-base libère de l'énergie.

Exercice 2 — Reconnaitre le type 6 points

Range les huit situations dans la bonne colonne.

  • Une combustion demande toujours trois choses : un combustible, du dioxygène, et de quoi démarrer.
  • Même réactif, même produit, autre allure : c'est pourquoi le programme la nomme à part.

Exercice 3 — La corrosion du fer 6 points

Réponds en une ou deux phrases.

  • Les coefficients ne se devinent pas : on les trouve en comptant les atomes des deux côtés.
  • Trois montages qui ne diffèrent que par un point : c'est ainsi qu'on isole une cause.

3 sur 5

Acides, bases et pH

Une échelle de 0 à 14, et deux ions qui décident.

Les six solutions placées, et les trois groupes.

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Les cinq réponses, et l'équation de la neutralisation.

Neutraliser, c'est atteindre 7 — ni s'arrêter avant, ni aller au-delà.

  • L'échelle
  • L'ion H+
  • L'ion OH−
  • La neutralisation

Le barème, exercice par exercice total : 20 points

Exercice 1 — Six solutions sur l'échelle 8 points

Écris sous chaque valeur de pH le nom de la solution qui lui correspond.

  • La frontière est à 7, et elle est nette : en dessous acide, au-dessus basique, exactement 7 neutre.
  • Les deux ions sont toujours présents ensemble : c'est celui qui l'emporte qui donne son caractère à la solution.

Exercice 2 — Cinq questions à choix 6 points

Coche la bonne réponse.

  • L'échelle n'est pas une échelle de danger : c'est une échelle d'acidité.
  • Diluer ne fait pas disparaitre l'acide : cela l'étale dans plus d'eau.

Exercice 3 — La neutralisation 6 points

On verse peu à peu de la soude dans de l'acide chlorhydrique, en suivant le pH.

  • Une réaction acide-base donne toujours de l'eau et un sel : c'est ce qui la caractérise.
  • Neutraliser, c'est atteindre 7 — ni s'arrêter avant, ni aller au-delà.

4 sur 5

Vérifier, puis équilibrer une équation

On ajoute des coefficients devant les formules. Jamais on ne touche aux indices.

Les quatre étapes appliquées, et l'équation du propane.

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Les cinq équations jugées, et deux autres à équilibrer.

Oublier un coefficient laisse une équation fausse ; changer un indice invente une espèce.

  • Le coefficient
  • L'indice
  • Le propane
  • Vérifier

Le barème, exercice par exercice total : 20 points

Exercice 1 — Le programme d'équilibrage 8 points

On veut équilibrer la combustion du propane, C3H8 + O2 -> CO2 + H2O. Applique les quatre étapes.

  • Un coefficient se place devant une formule entière et multiplie tous ses atomes.
  • Vérifier n'est pas facultatif : c'est la seule façon de savoir qu'on a fini.
  • Beaucoup de classes vont plus loin que le texte sur ce point ; savoir vérifier reste le minimum.

Exercice 2 — Cinq équations d'élèves 6 points

Pour chaque équation, dis si elle est équilibrée. Si elle ne l'est pas, écris celle qui convient.

  • Oublier un coefficient laisse une équation fausse ; changer un indice invente une espèce chimique.
  • L'indice appartient à l'espèce, le coefficient à l'équation.

Exercice 3 — Deux équations à équilibrer 6 points

Trouve les coefficients qui manquent.

  • Deux molécules d'eau demandent deux molécules de dihydrogène et une seule de dioxygène.
  • Le chlore est en deux exemplaires à droite : c'est lui qui impose le coefficient de gauche.
  • Un élément par ligne, un compte à gauche, un compte à droite : c'est toute la vérification.

5 sur 5

La combustion incomplète, et pourquoi les règles existent

Une règle de sécurité qu'on ne comprend pas est une règle qu'on oublie.

Les deux maillons manquants, et les deux équations comparées.

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Les quatre fondements, et la différence entre les deux oxydes de carbone.

La règle se retient d'autant mieux qu'on sait ce qu'elle empêche.

  • Le monoxyde
  • La ventilation
  • Les lunettes
  • L'acide dans l'eau

Le barème, exercice par exercice total : 20 points

Exercice 1 — La chaîne de l'accident 8 points

Complète les deux maillons manquants.

  • Ce n'est pas une réaction ratée : c'est une autre réaction, avec ses propres produits.
  • On coupe une chaîne causale au plus tôt, jamais au plus tard.

Exercice 2 — Quatre règles, quatre raisons 6 points

Lis les quatre règles, puis réponds.

  • La règle se retient d'autant mieux qu'on sait ce qu'elle empêche.
  • Un test de laboratoire est une expérience calibrée : la quantité fait partie du protocole.

Exercice 3 — Les gaz produits, et ce qu'ils font 6 points

Réponds en une ou deux phrases.

  • Le dioxyde de carbone n'est pas toxique aux concentrations ordinaires : son problème est climatique, pas sanitaire.
  • Une lettre de différence dans la formule, deux dangers qui n'ont rien à voir.

Ce que le générateur refuse

Une équation qu'aucun jeu de coefficients jusqu'à huit n'équilibre : le module s'arrête plutôt que de publier une équation fausse.

Des coefficients qui ne seraient pas ceux que le module retrouve sur des cas connus — la combustion du méthane, celle du dihydrogène, la corrosion du fer, la neutralisation, la combustion du propane.

Une copie donnée pour juste qui ne serait pas équilibrée, ou donnée pour fausse qui le serait.

Un test dont on ne saurait pas lire l'échec, ou deux tests portant sur la même espèce.

Un type de transformation dont aucun produit ne se testerait : « identifier expérimentalement » n'aurait alors pas de sens.

Une combustion incomplète qui produirait la même chose que la complète, ou qui ne produirait pas de monoxyde de carbone.

Un pH hors de l'échelle de 0 à 14, ou une nature annoncée que le pH ne donne pas.

Une règle de sécurité énoncée sans son fondement.

Une échelle de pH qui ne serait pas rangée dans l'ordre croissant.

Une extension d'un schéma partagé

L'échelle du pH est dessinée avec le schéma de frise du site, qui espace ses repères régulièrement : un pH de 2 et un de 3 y paraissent aussi éloignés qu'un de 10 et un de 14. Le dire vaut mieux que de le laisser croire, et une légende l'annonce sous l'axe.

Le tracé savait déjà écrire une légende ; la hauteur réservée, elle, était fixe, et la ligne se serait imprimée par-dessus ce qui suit. La réserve dépend maintenant de la présence d'une légende. Les 33 frises du site ont été mesurées : aucune n'en portait, et toutes gardent exactement leur hauteur d'avant.

Méthode et vérification

Contenu produit à partir du programme de physique-chimie du cycle 4 (arrêté du 9 novembre 2015 modifié, BOEN n° 31 du 30 juillet 2020), partie « Décrire et expliquer des transformations chimiques » et compétence « Expliquer les fondements des règles de sécurité en chimie ». Les coefficients des équations sont cherchés par essai systématique et confrontés à des résultats connus ; chaque équation imprimée est relue et vérifiée équilibrée élément par élément ; la nature d'une solution est déduite de son pH. La lecture des formules est déléguée à l'analyseur unique du site, écrit pour l'article 143.

Rédaction : Fiches Scolaires Mise à jour :
  • Programme de physique-chimie du cycle 4, arrêté du 9 novembre 2015 modifié — BOEN n° 31 du 30 juillet 2020.

Questions fréquentes

Comment savoir si une transformation chimique a eu lieu ?
En cherchant une espèce qui n'était pas là au départ, avec un test caractéristique. L'eau de chaux se trouble en présence de dioxyde de carbone ; le sulfate de cuivre anhydre, blanc, devient bleu au contact de l'eau ; une bûchette incandescente se rallume dans le dioxygène ; une flamme approchée du dihydrogène provoque une détonation.
Quels sont les trois types de transformations au programme de 4e ?
Les combustions, où une espèce brûle dans le dioxygène de l'air ; les réactions acide-base, où un acide et une base se neutralisent en formant de l'eau et un sel ; et les réactions acides-métaux, où un acide attaque un métal en dégageant du dihydrogène. La corrosion d'un métal est nommée à part : c'est la même chimie qu'une combustion, mais sur des semaines au lieu de quelques secondes.
Comment équilibrer une équation chimique ?
On compte chaque élément des deux côtés, on repère celui qui n'est pas en même nombre, et on ajoute un coefficient devant une formule entière — puis on recompte. Le conseil du métier : commencer par l'élément qui apparait dans le moins de formules, et garder l'oxygène pour la fin. On ne modifie jamais un indice : changer H₂O en H₄O₂, ce n'est plus de l'eau.
Pourquoi une combustion incomplète est-elle dangereuse ?
Parce qu'elle produit du monoxyde de carbone au lieu du dioxyde. Ce gaz est incolore et inodore — on ne le détecte pas — et il se fixe dans le sang à la place du dioxygène. Elle survient quand le dioxygène manque autour de la flamme : appareil mal réglé, pièce mal ventilée, conduit obstrué. C'est pourquoi on fait vérifier une chaudière chaque année.

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