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Document d’accompagnement à la mise en œuvre de la Réforme des Collèges - Physique-chimie Académie de Strasbourg Descriptif de la ressource : Cette ressource présente une séquence complète de chimie de cycle 4 contextualisée autour de la cuisine. Elle traite l’attendu de fin de cycle « Décrire et expliquer les transformations chimiques ». Elle pourra éventuellement être prolongée par une séquence « De l’électricité dans la cuisine » qui traite « Réaliser des circuits électriques simples et exploiter les lois de l’électricité ». Elle peut être envisagée en classe de 4 ème . Séquence complète pour l’attendu de fin de cycle « Décrire et expliquer les transformations chimiques »: De la chimie dans la cuisine! Petit rappel : Les activités proposées s'appuient sur une forte contextualisation des contenus du programme de cycle 4. Il semble opportun de rappeler que si la contextualisation est importante, elle n'est pas suffisante . « Un apprentissage n’est libérateur que dans la mesure où ses acquis sont transférables. » TARDIF, Jacques. Le transfert des apprentissages. Chap.1 En effet, le transfert de connaissance se produit lorsqu'une connaissance acquise dans un contexte particulier peut être reprise d'une façon judicieuse et fonctionnelle dans un nouveau contexte, lorsqu'elle peut être recontextualisée. Dans cette optique, l'organisation des séances pourra s'articuler « autour de la triade » : « contextualisation – décontextualisation - recontextualisation » TARDIF, Jacques

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Document d’accompagnement à la mise en œuvre de la Réforme des Collèges - Physique-chimieAcadémie de Strasbourg

Descriptif de la ressource   :

Cette ressource présente une séquence complète de chimie de cycle 4 contextualisée autour de la cuisine. Elle traite l’attendu de fin de cycle « Décrire et expliquer les transformations chimiques ». Elle pourra éventuellement être prolongée par une séquence « De l’électricité dans la cuisine » qui traite « Réaliser des circuits électriques simples et exploiter les lois de l’électricité ». Elle peut être envisagée en classe de 4ème.

Séquence complète pour l’attendu de fin de cycle « Décrire et expliquer les transformations chimiques » :

De la chimie dans la cuisine!Petit rappel :Les activités proposées s'appuient sur une forte contextualisation des contenus du programme de cycle 4. Il semble opportun de rappeler que si la contextualisation est importante, elle n'est pas suffisante.

« Un apprentissage n’est libérateur que dans la mesure où ses acquis sont transférables. »TARDIF, Jacques.

Le transfert des apprentissages. Chap.1

En effet, le transfert de connaissance se produit lorsqu'une connaissance acquise dans un contexte particulier peut être reprise d'une façon judicieuse et fonctionnelle dans un nouveau contexte, lorsqu'elle peut être recontextualisée.

Dans cette optique, l'organisation des séances pourra s'articuler « autour de la triade » : « contextualisation – décontextualisation - recontextualisation » TARDIF, Jacques

Déroulement :Durant toute la séquence, l’élève suit un fil conducteur : l’histoire de Léa, une adolescente qui commence à préparer les repas, et se retrouve confrontée à des problématiques du quotidien. La séquence alterne des séances de préparation en classe inversée avec des activités expérimentales en classe, puis des exercices interactifs, eux aussi en classe, et enfin des séances de décontextualisation.

Différenciation :Les activités expérimentales sont proposées à trois niveaux différents : expert (distribué à tous les élèves), chercheur (avec des questions un peu plus détaillées) et savant (l’élève est guidé dans son travail).

Evaluation :Les séquences en classe inversées sont toujours suivies, en classe, d’un QCM pour évaluer les connaissances acquises par les élèves (après avoir répondu aux éventuelles questions).

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Séance 1 : Pourquoi tourner le bouton de la gazinière ne suffit pas ?Compétences travaillées :

Pratiquer des démarches scientifiques (domaine 4) : identifier des questions de nature scientifique Lire et comprendre des documents scientifiques (domaine 1) Expliquer les fondements des règles de sécurité en chimie, électricité et acoustique (domaine 3 et5)

Léa rentre seule chez elle déjeuner, mais sa mère, débordée, n’a mal malheureusement pas eu le temps de lui préparer son plat pour le réchauffer au micro-ondes. Pas de souci, elle va se préparer un bon plat de pâtes. Elle met de l’eau dans une casserole, n’oublie pas d’ajouter une pincée de sel, et tourne le bouton de la gazinière… Malheureusement, rien ne se passe.

Niveau expert   : A l’aide des documents ci-dessous, aidez Léa à chauffer l’eau de ses pâtes, et expliquer pourquoi il est dangereux de ne tourner que le bouton.

Au cours de la formation des Jeunes Sapeurs Pompiers (photo ci-contre), il est fait mention d’un triangle particulier : le triangle de feu.Voici ce que l’on peut lire à ce sujet :

Pour déclencher une combustion, il est nécessaire de mettre en présence un corps (le combustible), du dioxygène (le comburant) et une source de chaleur (l’énergie d’activation). Si un seul de ces trois éléments manque, la combustion s’arrête immédiatement.

Aux trois sommets du triangle de feu figurent respectivement, le combustible (toutes les matières à l’état solide, liquide ou gazeux qui ont la propriété de pouvoir brûler ou de se consumer), le comburant (le dioxygène de l’air est le comburant par excellence, il permet d’entretenir la combustion) et l’énergie d’activation (énergie nécessaire pour faire « démarrer » la combustion qui peut avoir des origines diverses : chaleur, radiations, frottements, pression, court-circuit électrique, étincelle …).

Lorsque le triangle de feu est complet, le risque d’incendie est très important !

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Niveau Savant   : 1) D’après le document 1, quels sont les éléments nécessaires pour

déclencher une combustion ? Compléter le triangle du feu.2) Qu’est-ce que le brûleur d’une gazinière ? Que se passe-t-il au niveau du

brûleur ?3) Expliquez à Léa ce qu’elle doit faire pour faire chauffer l’eau de ses pâtes.4) Que se passera-t-il si Léa ne réagit pas rapidement ?5) Pourquoi est-ce risqué ?

Niveau chercheur   : 1) Soulignez dans le texte du document 1 les trois éléments nécessaires au déclenchement et à l’entretien d’une combustion.2) Tracez le triangle du feu et le compléter.3) Dans ce que l’on appelle la règle des 3 « C » (ou celle du triangle de feu), que signifie chacune des lettres C ?4) Qu’est-ce que le brûleur d’une gazinière ? Que se passe-t-il au niveau du brûleur ?5) Qu’a oublié de faire Léa pour allumer le brûleur ? Expliquez pourquoi cela est nécessaire.6) Que se passe-t-il si Léa n’apporte pas l’énergie d’activation pour mettre en route la gazinière ?7) Quel risque court alors Léa ?

Trace écrite dans le cahier :Pour qu'une combustion démarre et continue, il faut réunir :

un combustible un comburant de l’énergie

Si on prive la combustion de l'un des trois, elle s'arrête immédiatement.

Extrait d’un mode d’emploi de gazinièreAllumage des brûleurs :Un petit cercle plein près de chaque manette BRULEUR indique le brûleur associé à ce dernier. Pour allumer un brûleur du plan de cuisson :1. Approchez une flamme ou un allume-gaz2. Poussez sur la manette du BRULEUR tout en le tournant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre jusqu’au symbole grande flamme3. Pour régler la puissance de la flamme souhaitée, tournez le manette BRULEUR dans le sens inverse des aiguilles d’une montre : sur la position minimum, sur la position maximum ou sur une position intermédiaire

Risques directs liés au gaz naturel

Incendie : le gaz naturel est un combustible. En présence d’oxygène et d’une source de chaleur, il peut s’enflammer et exploser pour une concentration de gaz naturel dans l’air comprise entre 5 et 15% ;

Explosion : pour qu’il y ait explosion, en cas d’inflammation d’un mélange air/gaz, il faut que le milieu soit confiné. En milieu libre (non confiné), le gaz naturel ne détonne pas car il se dilue rapidement dans l’atmosphère.

Source : http://www.connaissancedesenergies.

org

Risques directs liés au gaz naturel

Incendie : le gaz naturel est un combustible. En présence d’oxygène et d’une source de chaleur, il peut s’enflammer et exploser pour une concentration de gaz naturel dans l’air comprise entre 5 et 15% ;

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Risques directs liés au gaz naturel

Incendie : le gaz naturel est un combustible. En présence d’oxygène et d’une source de chaleur, il peut s’enflammer et exploser pour une concentration de gaz naturel dans l’air comprise entre 5 et 15% ;

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Séance 2 : Un barbecue de printemps

Compétences travaillées : Pratiquer des démarches scientifiques (domaine 4):

o Identifier des questions de nature scientifique.o Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer des conclusions et les communiquer en

argumentant. Lire et comprendre des documents scientifiques (domaine 1)

Le week-end arrive, et avec le retour des beaux jours, Léa, son frère et ses parents rêvent d’un barbecue. Depuis ses mésaventures avec la gazinière, Léa a pris conscience qu’il est nécessaire de faire attention aux combustions. Elle se demande quel est le combustible que son père utilise, et ce qu’il devient. Elle se renseigne et trouve la vidéo suivante sur internet :https://www.youtube.com/watch?v=by5Yw8XNZ8E

Document 1 : Physique ou chimique ?Lors d'une transformation physique, les molécules restent les mêmes alors qu'au cours d'une transformation chimique, les molécules sont différentes entre le début et la fin.On décrit une transformation chimique à l’aide du diagramme suivant :

Niveau Expert   : A l’aide de la vidéo, dressez le diagramme bilan de la combustion du charbon présentée dans la vidéo.

Niveau Savant   : 1) Quels sont les éléments nécessaires pour une combustion ?2) Une étincelle peut-elle être considérée comme de la matière ?3) Que nous met en évidence l’eau de chaux, utilisée dans la vidéo ?4) Dressez le diagramme bilan de la combustion du charbon présentée dans

la vidéo.

Niveau chercheur   : 1) Quels sont les trois éléments nécessaires à une combustion ?2) Trouve-t-on du feu en boîte au supermarché ? Une étincelle peut-elle être

considérée comme de la matière ?3) Dressez la liste des réactifs nécessaires à la combustion du charbon.4) Que nous met en évidence l’eau de chaux, utilisée dans la vidéo ?

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5) Quel est le produit de cette combustion ?6) Dressez le diagramme bilan de la combustion du charbon présentée dans

la vidéo.

Trace écrite dans le cahier :

Lors d’une combustion :

La combustion du charbon (carbone) :

La combustion du charbon de bois dans le dioxygène pur s'arrête par manque d'un des réactifs: soit le carbone s'il n'y a plus de charbon de bois, soit le dioxygène s'il est entièrement consommé.

Le dioxyde de carbone est l'unique produit de cette réaction : on peut l'identifier grâce au test de reconnaissance à l’eau de chaux (celle-ci se trouble = il apparaît un précipité blanc).

La réaction chimique s’écrit :Réactifs Produits

Soit

Carbone + Dioxygène Dioxyde de carbone

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Partie en classe inversée : Atomes et molécules, quelles différences ? ( à faire à la maison )

Compétences travaillées : Passer d’une forme de langage scientifique à une autre (domaine 1)

Après avoir visionné la vidéo suivante https://www.youtube.com/watch?v=ZM8tPmB2W7k, et complété le tableau-bilan ci-contre, et sans oublier de vous y référer, vous compléterez le document ci-dessous :

Nom de la molécule

Modèle Composition(écrire la phrase)

Formule chimique

DioxygèneLa molécule de dioxygène est composée de deux atomes d’oxygène.

O2

Diazote

Dioxyde de carbone

Eau

Méthane

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Séance 3 : Décontextualisation – Jeu Loto des molécules (auteur Danièle Jacob, collège de Pouilley les vignes)

Compétences travaillées : Passer d’une forme de langage scientifique à une autre (domaine 1)

Vidéos à visionner avant la séance : Comment des molécules peuvent-elles se transformer?

a. De quoi sont constituées les molécules? https://www.youtube.com/watch?v=ZM8tPmB2W7k

b. Que deviennent les molécules au cours d'une transformation chimique?https://www.youtube.com/watch?v=wxaSaNDslA4&feature=youtu.be

Le loto des molécules de Danièle Jacob (voir annexe en fin de document)

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Partie en classe inversée : Que se passe-t-il à l’échelle microscopique lors de la combustion du charbon ? (à faire à la maison)

Compétences travaillées : Passer d’une forme de langage scientifique à une autre (domaine 1)

Visionner la vidéo à l’adresse ci-dessous : https://www.youtube.com/watch?v=wxaSaNDslA4&feature=youtu.be

1) De quoi est constituée une molécule ?2) Voici comment on peut résumer ce qui a lieu à l’échelle microscopique lors de la combustion du carbone

a) Combien y-a-t-il d’atomes d’oxygène dans les réactifs ? Dans les produits ?b) Combien y-a-t-il d’atomes de carbone dans les réactifs ? Dans les produits ?c) Pourquoi Lavoisier disait-il : « Rien ne se perd, rien ne se crée, tout se transforme ?

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Séance 4 : Décontextualisation: Tâche complexe sur les centrales thermiques (d’après académie de Grenoble)

Compétences travaillées : Pratiquer des démarches scientifiques (domaine 4) Pratiquer des langages (domaine 1)

Doc. 1 : Article du 24/10/2014 sur francetv info.fr : Les pays membres de l'union européene ont décidé de réduire d'au moins 40% les émissions de gaz à effet de serre de l'UE d'ici à 2030.Un objectif ambitieux pour un accord historique.[...] A l'issue de discussions ardues, qui ont duré près de huit heures à Bruxelles, le président du Conseil européen, Herman Van Rompuy, s'est félicité sur Twitter que l'UE adopte la "politique énergétique et de climat la plus ambitieuse au monde". [...]"L'Europe montre l'exemple", s'est pour sa part félicité le président français François Hollande. "S'il n'y a pas d'accord" entre Européens, "comment convaincre les Chinois ou les Américains ?", avait-il demandé à son arrivée au sommet.

Doc 2 : D'après wikipedia.fr : Une centrale thermique [...] produit de l'électricité à partir d'une source de chaleur [...]. L'origine de cette source de chaleur dépend du type de centrale thermique : Réaction nucléaire, combustible fossile (gaz, fioul ou charbon). Les centrales thermiques au charbon sont les plus répandues dans le monde, notamment dans les pays ayant d'importantes réserves de charbon (Inde, Chine, États-Unis, Allemagne, etc.).

Doc. 3 : D'après wikimini.fr : L'effet de serre :Le gaz à effet de serre est un gaz présent dans l'atmosphère terrestre qui est opaque au rayonnement infrarouge émis par la surface de la Terre. Un des principal gaz à effet de serre est le dioxyde de carbone. […] L'effet de serre est très probablement lié au réchauffement climatique.

D'après les echos.fr du 28/03/2013, 10 centrales thermiques au charbon devraient fermer en France en 2015 car elles sont trop vétustes. Ségolène Royal, Ministre de l'environnement, veut savoir s’il vaut mieux les rénover ou les fermer définitivement.

Tu es un conseiller du gouvernement : En t’appuyant sur les documents, ainsi que sur tes connaissances sur les combustions, tu dois rédiger un compte-rendu détaillé qui permette à la Ministre de faire son choix.

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Séance 5 : Et le feu créa l’eau!

Compétences travaillées : Pratiquer des démarches scientifiques (domaine 4):

o identifier des questions de nature scientifique o Proposer une ou des hypothèses pour répondre à une question scientifique. Concevoir une

expérience pour la ou les tester.o Interpréter des résultats expérimentaux, en tirer des conclusions et les communiquer en

argumentant. Pratiquer des langages

o Lire et comprendre des documents scientifiques (domaine 1)o Utiliser la langue française en cultivant précision, richesse de vocabulaire et syntaxe pour rendre

compte des observations, expériences, hypothèses et conclusions.

De retour au collège, Léa décide de raconter ses mésaventures de gazinière à son ami Léo… Celui-ci fort intéressé, lui répond  : « Mais alors dans un briquet aussi, il est nécessaire d’avoir une énergie d’activation ! 

- Tu as raison, d’où peut bien provenir cette énergie d’activation ?- Nous devrions même aller plus loin et faire des recherches sur le combustible

utilisé.- Je crois même me souvenir d’avoir lu dans un livre qu’un briquet créait de l’eau,

ajouta Léo, qui est un petit peu le petit chercheur de la classe.- Non, je ne te crois pas, c’est impossible, se moque Léa!

Dans ce cas, nous pourrions même essayer de déterminer les produits de cette réaction, conclut Léo !

Léo et Léa font donc des recherches sur le fonctionnement du briquet et trouvent les documents ci-dessous. Aidez-les dans leurs investigations !

Le bouton poussoir permet d’ouvrir la valve qui bouche le réservoir de gaz.

La molette frotte sur la pierre à feu, créant une étincelle. Le réservoir de gaz est rempli de butane liquide

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Niveau expert   : Vous rédigerez un article scientifique qui explique le fonctionnement d’un briquet. Dans cet article devront figurer les schémas des expériences qui permettent de déterminer les produits de la réaction chimique qui a lieu.Vous compléterez notamment le schéma ci-dessous :

1source: http://eds24.free.fr

Niveau Chercheur   :

PARTIE 1:Observer le briquet et en déduire son fonctionnementPARTIE 2 : Quels sont les réactifs de cette combustion ?PARTIE 3: Quels sont les produits de la combustion du butane ?

Quelques idées:– Quel est le produit de la combustion du carbone ?– Approcher un verre à pied froid au-dessus de la flamme du briquet. Qu'observe –t-on?

Compléter le schéma ci-dessous:

––––

Niveau savant   :

PARTIE 1:Quels sont les réactifs de cette combustion?

1) Observer le contenu du briquet : est-il contradictoire avec le fait que le butane est un gaz?2) On actionne uniquement le bouton poussoir pour laisser s'échapper le butane (attention, ne pas déclencher la combustion sur un briquet automatique !). Le butane s'enflamme-t-il ? Est-il gazeux ou liquide ?3) Expliquer ce changement d'état se produisant avant la combustion.4) Pourquoi faut-il actionner la roulette crantée en même temps que le bouton poussoir?5) Quel gaz contenu dans l'air est nécessaire à la combustion ?

Conclusion: Quels sont les réactifs mis en jeu dans cette combustion ?

PARTIE 2: Que produit la combustion du butane ?

TransformationChimique:

combustion

AprèsAvant

-

TransformationChimique: combustion

AprèsAvant

-

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Quelques idées:– Quel est le produit de la combustion du carbone ?– Approcher un verre à pied froid au-dessus de la flamme du briquet. Qu'observe –t-on?

1) Décrire le test d'identification du dioxyde de carbone. Le réaliser...2) Proposer et réaliser un test permettant de déterminer si le gaz qui s'échappe du briquet contient de la vapeur d'eau.

CONCLUSION: Quels sont les produits de la réaction chimique ?

Compléter le schéma ci-dessous:

Evaluation possible :

Critère primordial Critère secondaire Critère de perfectionnement

TbmL’article scientifique comporte des connaissances précises et aboutit de façon compréhensible au bilan de la combustion du butane.

Une démonstration logique. Une forme adaptée, avec des schémas clairs des expériences.

Peu ou pas de fautes de langue, schéma clair

20

Trop de fautes de langue, schéma peu soigné

19

Ms

Organisation maladroite de la démonstration mais la forme est adaptée.

Peu ou pas de fautes de langue, schéma clair

18

Trop de fautes de langue, schéma peu soigné

17

L’article scientifique comporte des connaissances mais incomplètes (et/ou réalisée avec des aides). Le bilan de la combustion du butane est incomplet

Une forme adaptée du document, avec des schémas des expériences.

Peu ou pas de fautes de langue, schéma clair

15-16

Trop de fautes de langue, schéma peu soigné

13-14

Mf

Organisation confuse ou absence d'organisation

Peu ou pas de fautes de langue, schéma clair

11-12

Trop de fautes de langue, schéma peu soigné

9-10

Peu ou pas de connaissances, peu d'informations malgré les

Organisation maladroite Peu ou pas de fautes de langue, schéma clair

7-8

Trop de fautes de langue, 5-6

TransformationChimique:

combustion

AprèsAvant

-

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aidesschéma peu soigné

Mi Aucune organisation Peu ou pas de fautes de langue, schéma clair

3-4

Trop de fautes de langue, schéma peu soigné

1-2

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Séance 6 : Institutionnalisation – Comment les chimistes écrivent-ils le bilan d’une réaction chimique ?

Compétences travaillées : Passer d’une forme de langage scientifique à une autre (domaine 1)

Fiche-élève   : 1) Trouvez le bilan de la réaction de combustion du méthane (on écrit le nom des

composés en toutes lettres) :

Indice : Les produits sont identiques à ceux de la combustion du butane.

2) Trouvons l’équation de la réaction en utilisant les formules chimiques :

a) Réaliser, à l’aide des modèles moléculaires, une molécule de méthane et une molécule de dioxygène. (Faire vérifier par le professeur).

b) « Casser » ces deux molécules puis essayer de former les produits en n’utilisant que les atomes qui constituaient les réactifs. Pourquoi ne peut-on pas former uniquement les produits voulus ?

c) Si on forme une molécule de CO2 , que manque-t-il pour former 2 molécules d’eau ?

d) Si on forme 2 molécules d’eau, que manque-t-il pour former une molécule de CO2 ?

e) Quel est le plus petit nombre de molécules de méthane et de dioxygène permettant de ne former que des molécules de dioxyde de carbone et d’eau ?

f) Compléter le tableau ci-dessous représentant le bilan de la combustion du méthane en dessinant le bon nombre de molécules (qui réagissent et qui sont formées) :

Réactifs Produits

Dessin des molécules

+ +

g) Ecrire l’équation de la réaction chimique de combustion du méthane :

……………….. + ………………… ……………….. + …………………

Exercices interactifs d’application (en classe de préférence) :

Equilibres d’équations de réaction : http://physiquecollege.free.fr/quatrieme.htm n°33-34-35

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Séance 7 : (Décontextualisation) : Tâche complexe sur les centrales électriques(d’après académie de Grenoble)

Compétences travaillées : Pratiquer des démarches scientifiques (domaine 4) Pratiquer des langages (domaine 1)

Grâce à tes compte-rendus, le Ministre de l'environnement a compris que les centrales électriques thermiques fonctionnant avec du charbon (carbone) ou avec du gaz naturel (méthane) sont nocives car elles produisent du dioxyde de carbone qui contribue à l'effet de serre, donc au réchauffement climatique. Cependant, le Ministre veut savoir quelle sorte de centrale est la moins nocive.

D'après common.wikipedia.org

Doc1 Le méthane : D'après edf.com : Comme le pétrole, le gaz naturel est une énergie fossile qui se forme à partir de la décomposition d’organismes au fond des océans et dont les réserves sont inégalement réparties sur la planète. Le gaz naturel est principalement constitué de méthane (CH4), un hydrocarbure simple composé d'un atome de carbone et de quatre atomes d'hydrogène. Le gaz naturel est incolore, inodore, insipide, sans forme particulière, et extrêmement inflammable. Il a un pouvoir calorifique (énergie thermique dégagée lors de la combustion) environ 2 fois plus importante que celle du charbon (carbone).Le gaz naturel est issu de la transformation naturelle de matières organiques (restes de plantes et d'animaux) accumulées au fond des lacs et des océans durant des millions d'années, en gaz. Expulsé hors des sols marins dans lesquels il s'était déposé, il a rempli les pores de la roche pour créer des réservoirs situés en profondeur sous la surface terrestre ou des océans.

Tu es très performant ! Le ministre fait à nouveau appel à toi. A l’aide du bilan des réactions chimiques qui ont lieu dans les centrales thermiques, il faut que tu lui expliques quelle centrale produit le moins de molécules de dioxyde de carbone pour créer autant d'énergie thermique. Ton compte-rendu devra contenir :

– l'équation-bilan équilibrée de combustion du carbone ainsi que celle du méthane,– les mots suivants : dioxyde de carbone, molécule, produit.

Aide possible :

Équilibrer une réaction chimique : Pour qu’une équation de réaction soit équilibrée, il faut qu’il y ait les mêmes atomes et en même nombre dans les produits et dans les réactifs. Pour équilibrer une équation de réaction, on peut ajouter des molécules ou des atomes présents dans le bilan de la réaction. On ajoute donc des coefficients devant les formules chimiques des molécules ou devant les symboles des atomes. Ces coefficients indiquent le nombre de molécules ou d'atomes qui interviennent lors de la réaction. Il est interdit de modifier la formule de la molécule ou d'ajouter des molécules et des atomes qui ne figurent pas dans le bilan de la réaction.Exemple : bilan de la combustion du fer : fer + dioxygène → oxydes de ferEquation-bilan de la combustion du fer non équilibrée Equation-bilan de la combustion du fer équilibrée

Fe + O2 → Fe3O4 3 Fe + 2 O2 → Fe3O4

Nombre d'atomes de fer 1 3 Nombre d'atomes de fer 3 3

Nombre d'atomes d'oxygène 2 4 Nombre d'atomes d'oxygène 4 4

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Annexe : Le loto des molécules de Danièle Jacob (collège de Pouilley les vignes)

Chimie 4ème Savoir écrire des équations-bilans et expliquer leur signification

Obstacle à surmonter :Savoir ce que signifient les différents nombres dans des équations chimiques pour calculer le nombre d'atomes de chaque sorte dans les réactifs et dans les produits.

Les élèves ont besoin de beaucoup de temps et d'exercices d'entraînement pour assimiler les différents "codes" des chimistes et, leur principale difficulté est de savoir à qui associer les différents nombres.Par exemple l'écriture 3H2O nous informe qu'il s'agit de 3 molécules d'eau et non de 3atomes d'hydrogène et que dans chaque molécule il y a 2 atomes d'hydrogène et non 2atomes d'oxygèneCette connaissance doit absolument être acquise avant l'écriture des équations chimiques ...Les élèves doivent avoir mémorisé cette règle de lecture mais doivent aussi s'être entraînés à l'utiliser.Ces exercices d'entraînement demandent une certaine attention de la part des élèves car cette connaissance est tout à fait nouvelle dans leur cursus scolaire... Ils ne peuvent pas "se raccrocher" à d'anciens apprentissages... et ces exercices peuvent vite devenir fastidieux ... surtout pour ceux qui n'ont pas fait les efforts nécessaires d'assimilation au départ.

Une stratégie : un jeu de "loto"- pour apprendre ce nouveau langage en s'entraînant à passer des

dessins à des écritures codées- pour s'entraîner à imaginer ce qui se cache derrière une écriture

codée - pour mettre en appétit les élèves et essayer d'éviter l'ennui des

exercices répétitifs "classiques".

Je prépare 25 cartes de jeu différentes que j'imprime sur du papier cartonné.Je prépare une feuille de réponses personnelle pour gagner du temps lors des vérifications.

Page 19:  · Web viewLa séquence alterne des séances de préparation en classe inversée avec des activités expérimentales en classe, puis des exercices interactifs, eux aussi en classe,

Document d’accompagnement à la mise en œuvre de la Réforme des Collèges - Physique-chimieAcadémie de Strasbourg

Exemple : carte A

H Cl S C O N

A1 A2

A3

A4

A5 A6

1 ère séquence Evaluation formative en fin de "leçon" (après apprentissage des "codes" et correction d'un exercice d'entraînement) : passage du dessin à l'écriture codée.Durée approximative 20 min1) Chaque élève reçoit une carte différente et doit noter sur une feuille en langage codé

(formules chimiques) ce qui est représenté dans chaque case. Exemple : carte A

A1 H2S A2 NO2

A3 3NO A4 CH4

A5 HCl A6 3H2

2) Le professeur note l'exercice sur 3 points au fur et à mesure et souligne les fautes3) Les élèves doivent aussitôt se corriger seuls ou avec l'aide de camarades ayant réussi.4) Quand la correction est terminée et si les élèves ne se posent plus de questions, le

professeur distribue une nouvelle carte à chaque élève. Les élèves recommencent le même exercice.Cet exercice est de nouveau noté sur 3 points.

La réussite est presque totale. Les élèves ayant eu du mal à assimiler dans un premier temps reprennent ainsi confiance et espèrent réussir au prochain contrôle.Et… leurs camarades expliquent tellement mieux que la prof....2 ème séquence

Séquence d'entraînement : passage de l'énoncé oral des "codes"au dessin

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Durée variant de 20 à 30 min selon les classesLes élèves jouent au jeu de loto.Le professeur partage la classe en 4 ou 5 équipes. Les noms des équipes et des membres de chaque équipe sont écrits au tableau..Chaque élève joue pour une équipe. Chaque élève reçoit une carteChaque élève prépare sur une feuille une grille avec 6 cases numérotées (exemple F1, F2,...) Le professeur tire au sort des écritures symboliques qu'il énonce oralement.Chaque élève doit mentalement associer des dessins à ces codes et doit identifier sur sa carte les dessins qui correspondent à ce code.Dans le cas ou l'élève identifie sur sa carte "le dessin" qui correspond au code énoncé, il l'écrit dans la bonne case de sa grille de réponse.Dès qu'un élève a trouvé les 6 réponses, le professeur vérifie aussitôt l'exactitude des réponses à l'aide de sa grille et ainsi il ne se déplace pas (gain de temps).Si l'élève a bien su associer les "codes" énoncés et les dessins il marque 1 point pour son équipe.S'il a fait une ou plusieurs fautes, son équipe perd un point... et collectivement on aide l'élève qui s'est trompé à identifier son erreur.Le premier élève qui a terminé sa carte sans erreur apporte 5 points supplémentaires à son équipe, le second 4 points, le 3éme 3 points, le 4ème 2 points et le 5éme 1 point.

Tous les élèves de l'équipe gagnante obtiennent une note de 5/5

Les élèves font souvent très attention pour ne pas pénaliser l'équipe et cet entraînement est assez gratifiant (pour les élèves et pour le professeur)

Danièle JACOB Collège de Pouilley-les-Vignes