Mathématiques, chimie, concours technicien de la police technique et scientifique Paris 2023.

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Mathématiques
Exercice M1
( 5 points).
Une étude menée clans la population de Ia ville à la fin de la période hivernale a permis de constater gue :
. 40 % de la population est vaccinée .
8 % des personnes vaccinées ont contracté la grippe ,
 20 % de la population a contracté la grippe.
On choisit une personne au hasard dans la populatior le la vilte et on considère tes éléments suivants :
V : " la personne est vaccinée contre la grippe "
G : " la personne a contracté Ia grippe "
1- a) Donnez la probabilité de l'évènement G. Détaillez votre réponse.
b) Construisez un arbre pondéré de la situation.

2- Déterminez la probabilité que la personne choisie ait contracté la grippe et soit vaccinée.
P( G n V) = 0,4 x0,08 =0,032
3. La personne choisie n'est pas vaccinée. Montrez, en détaillant votre réponse, que la probabilité qu'elle ait
contracté la grippe est égafe à 0,28.
P (G) = 0,20 = 0,032 +0,6x ; x = (0,20-0,032) / 0,6 =0,28.

Exercice  M2 ( 4 points)
1. Calculez l'intégrale suivante :

2. Calculez la limite en plus l'infini de l'expression suivante : 1/x2+x2.
1/x2 tend vers zéro et x2 tend vers plus l'infini.
3. Soit la fonction f{x} = 3x3+2x2-3x+1 définie sur R , calculez la fonction dérivée de f(x).
f '(x) = 9x2 +4x-3.
4. Soit la fonction g(x) = x(x+1) définie surR calculez ia fsncrion dérivée g'(x) de g(x).
On pose u = x et v = x+1 ; u' =1 ; v' = 1.
u'v+v'u  = x+1 +x = 2x+1.

Exercice M3 (5 points)
1- Soit u une fonction dérivable et stricternent positive sur un intervalle J et u' sa dérivée.
La dérivée de la fonction f{x)= ln(u(x)) sur J est :
a) f '{x)= u'(x) / u(x) vrai.
 b)
f '{x)= u(x) / u'(x).
f '{x)= u'(x) * u(x).
2. Soit a un réel strictement positif et n un entier naturel. ln( a½n) est égal à (plusieurs solutions possibles} :
a) n+½ln(a) ; b) n ln(a½) vrai ; c) n+ln(a½) ; d) ½n ln(a) vrai.
3. Soit la fonction g{x) = xex - ex +1. Calculez la dérivée g'{x) de g(x).
Dérivée de x ex: u = x ; v = ex ; u'=1 ; v' = ex ; u'v+v'u =ex+xex.
g'(x) =
ex+xex-ex =xex.
4. soit f une fonction dérivable en 2, le nornbre dérivé de f en 2 est :
a) f(2) ; b) (f(2+h) -f(2)) / h ; limite quand h tend vers zéro de
(f(2+h) -f(2)) / h vrai.
5. Soit f(x) = 1/(x+2)2 définie sur R-{-2}.
Calculez l'équation de la droite asymptote à la courbe représenrative de f(x).
En plus l'infini et en moins l'infini, f(x) tend vers zéro : l'axe des abscisses y =0 est asymptote.
Quand x tend vers -2, f(x) tend vers plus l'infini ; la droite d'équation x = -2 est asymptote.


Exercice M4 (5 points).
1. Donnez la bonne réponse. Soit n entier naturel non nul, la limite en plus l'infini de l'expression suivante est égale à :

Quand n tend vers plus l'infini, cette expression tend vers zéro. Réponse a.
a) 0 Uj +oo e)-* dlon treraitpas
2. La limite en plus l'infini de l'expression suivante est égale à :
(x2-3x+1) / (x9+8x-1).
En plus l'infini cette expression est équivalente à x2 / x9 = 1 /x7.
Elle tend donc vers zéro. Réponse a.
3. Dans les deux cas ci-dessous, un est une suite géométrique de prernier terrne u0 et raison q.
a) §achant que u0=1 et que q= -4/3, trouvez u18.
u18 = u0 x q18=(-4/3)18 =(4/3)18 .
b) Sachant que u25 =1 et u31=729, calculez q (2 solutions possibles).
u25 = u0 x q25=q25 = 1 ;   u31 = u0 x q31 = q31=q25 x q6= 729.
q6= 729 ; q2 =racine cubique (729) = 9 ; q = ±3.
4. Soit la fonction définie sur R par f{x} =(2+ex)½.
a) En plus l'infini, la limite de f(x) est  :
0 ; +oo vrai ; -oo ; on ne sait pas.
b.
En plus l'infini, la limite de f(x) est  :
3½ ; +oo ; -oo ; 2½ vrai.
En moins l'infini ex tend vers zéro.

5. Donnez la b0nne réponse.
Soient ,A ef B deux éiéments tels que p(B) différe de zéro. Exprimez pB(A) e nfonction de pA(B).
pB(A) = p(A n B) / p(B) ; pA(B) = p(A n B) / p(A) .
pB(A) =pA(B)p(A) / p(B). Réponse a.

Chimie
Exercice C1
(1,5 points)
On veut préparer 10 rnL d'une solutisn S2 à une concentration massique de 10 µg / mL à partir d'une solution S1 à
une concentration massique de 1 rng / mL
1. Quel volume de S1 doit-on mesurer ?
1 mg = 1000 µg ; facteur de dilution  : 100 ; volume de S1 à mesurer 10 / 100 = 0,10 mL.
2. Quelle dilution a t-on ef{eetué ?
Facteur de dilution  : 100
3. Quelle formule permet de relier la concentration massique Cm et la concentration motaire C d'un composé et
définissez chaque terme supplémentaire ?
Cm = C M  avec M masse molaire en g / mol.

Exercice C2 ( 1 point)
Donnez la bonne réponse.
1. L'acétonitrite est un solvant polaire. H3C--CN. Vrai ( présence du groupe nitrile).
2. L'hexane est un solvant polaire. Faux. ( présence d'une longue chaine carbonée H3C-(CH2)4-CH3).

Exercice C4(0,5 point)
Quel est Ie pH de l'eau de javel?
12,5 vrai ; 2,2 ; 7,4.

Exercice C5(1,5 point)
1. Un acide est:
a) un accepteur de proton
b) un donneur de proton vrai
c) un accepteur de neutron.

2. Comrnent appelle-t-on une molécule qui peut à la fois jouer le rôle d'une base et le rôle d'un acide ?
a) une rnolécule amphibie
b) une molécule amphotère vrai
c) une molécule réductrice.

3. Quelle est l'équation de réaction entre  l'ammoniaque et l'acide éthanoïque?
NH3 + CH3COOH --> NH4+ + CH3COO- réponse b.

Exercice C5 (1point)
1. Une réaction avec une perte d'électron est une :
a) Réduction ; b) Oxydation vrai ; c) Oxydo-réduction.
Un réducteur cède des électrons, il s'oxyde.
2: Cu2+(aq) + 2e-+ Cu (s) correspond à une :
a) Réduction vrai; b) Oxydation ; c)Oxydo-réduction.
Cu2+aq gagne des électrons, c'est un oxydant qui se réduit.

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Exercice C6 (1,5 points)
On attaque par une solution concentrée d'acide chlorhydrique un rnélange constitué de poudre de cuivre et de poudre de zinc.
1. Cette attaque fera-t-elle passer fa totalité de la poudre en solution ? Expliquez.
Seul le zinc est oxydé par l'acide chlorhydrique tandis que le cuivre n'est pas attaqué.
2. Donnez le nom,la forrnule et la couleur de la solution obtenue.
Solution de chlorure de zinc, incolore Zn2+aq + 2Cl-aq.

Exercîce C7 (4,5 points)
Le. permanganate de potassium (MnO4-/Mn2+) contient l'ion perrnanganate qui donne une couleur violette aux solutions le contenant. fion manganèse ll lui est incolore.
L'acide oxalique est lui aussi incolore (CO2 / C2H2O4).
On souhaite faire un dosage colorimétrique de l'acide oxalique dans ta solution S0.
On prélève  Va = 10 mL de la solution S0. On dilue 10 fois cette solution pour obtenir V1 = 10 mL de solution S1. Cette
solution est mise dans un bécher. Quelques gouttes.d'acide sulfurique ront rajoutées avant le dosage.
Dans une burette on met une salution de permanganate de potassium à une concentration C = 0,4 mol / L.
Suite au dosage on obtient l'équivalence à un volurne de Véq =10 mL.
1- Comrnent repère-t-on l'équivalence pour ce dosage ?
Avant l'équivalence, l'ion permanganate est en défaut, la solution est incolore.
Après l'équivalence, l'ion permanganate est en excès, la solution est violette.
2. Équitibrez les demi éguations suiyantes:
a) MnO4- + 8H++ 5e-= Mn2++ 4H2O.
b) C2H2O4 = 2CO2 + 2H+ + 2e-.
3. Écrivez l'équation bilan.
2 fois { MnO4- + 8H++ 5e-= Mn2++ 4H2O }
5 fois { C2H2O4 = 2CO2 + 2H+ + 2e- }.
Ajouter : 2
MnO4- + 16H++ 10e- +5 C2H2O4= 2Mn2++ 8H2O +10CO2 + 10H+ + 10e- .
2MnO4- + 6H+ +5 C2H2O4= 2Mn2++ 8H2O +10CO2 .
4. Comment s'appelle cette réaction ?
Oxydo-réduction.
5. Pourquoi doit-on ajouter quelques gouttes d'acide sulfurique dans le bécher d'acide oxalique ?
L'ion permanganate n'est oxydant qu'en milieu acide.
6. Calculez la concentration C1 puis C0 en détaillant vos calculs.
A l'équivalence : n(
MnO4-)=Véq C  ; n(C2H2O4) =V1C1.
n(C2H2O4) = 2,5 n(MnO4-) ;
V1C1 = 2,5 Véq C ; C1 = 2,5 Véq C / V1 =2,5 x 10 x0,4 / 10 =1,0 mol / L.
C0 = 10 C = 10 mol / L.

Exercice C8.(0,5 point)
En spectroscopie UV quelle loi relie la concentration (C) et l'absorbance (A) ? Donnez le nom de la loi, la formule avec le nom et les unités de chaque terme.

La relation fondamentale utilisée en spectrophotométrie est présentée sous la forme :

A= log (I0/I) = elc ( A est l'absorbance ou densité optique)

Cette loi est vérifiée lorsque la solution est de concentration inférieure à : c < 0,1 mol.L-1.

e (L mol-1 cm-1) est une caractéristique de la molécule. Plus e sera grand, plus la solution absorbe.

l est l'épaisseur de la cuve (cm) et c la concentration de la solution (mol/L).

Absorbance et concentration étant proportionnelles, cette relation peut être utilisée pour réaliser des dosages ou des suivis cinétiques.

Exercice C9 (4 points)
On considère le spectre lR de 4 molécules. A partir de la formule brute et des bandes caractéristiques observées vous devez identifier les 4 molécules en donnant leur formule semi-développée et leur nom :
a) C2H4O2  ; une bande large vers 2700 -3100 cm-1 ( liaison OH liée) et une bande fine vers 1714 cm-1( liaison C=O).
CH3COOH acide éthanoïque.
b) C2H6O ; Une bande large vers 3400-3600 cm-1(liaison OH lié ) et une bande fine vers 1060 cm-1 ( liaison C-O)
éthanol CH3CH2OH.
c) C3H6O2 ; Une bande vers 1748 çm-1 ( liaison C=O ester), et une autre vers 1245 cm-1 (liaison C-O ).
éthanoate de méthyle CH3-COO-CH3.
d) C3H6O - Une bande vers1700 cm-1.
propanone CH3 -CO-CH3.

Exercice C10 (4 points)
Complétez Ies équations de réactions suivantes et donnez le nom des molécules rajoutées :




  
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