CNC 2015 MP Chimie : sujet en PDF

Sujet de l'épreuve de Chimie du Concours National Commun (CNC), Maroc, session 2015, filière MP, en 2 heures. Thème : Le dihydrogène, un combustible d'avenir.

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Ce que traite le sujet, partie par partie

• Partie 1 : atomistique. Isotopes de l'hydrogène, échelle de ses nombres d'oxydation, exploitation d'un spectre de masse pour obtenir les abondances relatives, puis existence de H2 et non-existence de He2.
• Partie 2 : production du dihydrogène par reformage du gaz naturel. Vaporeformage du méthane sur catalyseur au nickel : rôle du catalyseur, influence de la température sur les deux équilibres et intérêt d'un excès d'eau. Enthalpie libre standard et constante d'équilibre à 760 °C, taux de dissociation du méthane déduit de la composition en sortie du four, bilan environnemental du procédé.
  À revoir : Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre, Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique, Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• Partie 3 : stockage du dihydrogène. Hydrure de zirconium : maille cubique à faces centrées, sites octaédriques et tétraédriques, rayons maximaux des sites et sites compatibles avec l'hydrogène. Formule de l'hydrure, capacité volumique d'adsorption et masse de zirconium équivalente à un réservoir de gaz liquéfié.
• Partie 4 : énergie libérée par la combustion du dihydrogène dans une pile à combustible. Énergie de combustion du dihydrogène comparée à celle de l'essence, puis pile hydrogène-oxygène en milieu potasse : schéma, demi-équations, force électromotrice, charge débitée et consommation des gaz. Application à l'alimentation électrique et à l'eau produite lors d'un vol spatial.
  À revoir : Oxydoréduction et piles électrochimiques, Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques

Chapitres à revoir avant de traiter ce sujet

• Optimisation d'un procédé : facteurs d'équilibre et déplacement d'équilibre
• Second principe : enthalpie libre, potentiel chimique et équilibre chimique
• Premier principe appliqué aux transformations physico-chimiques : grandeurs standard de réaction et effets thermiques
• Oxydoréduction et piles électrochimiques

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