Secondaire:
Chimie 111/2
Le cours Chimie 111/2 est conçu pour soutenir les élèves qui prévoient de faire des études postsecondaires dans le domaine de la chimie, du génie, de la médecine, de l’agriculture et des sciences de l’environnement. Pour acquérir des compétences en laboratoire, les élèves ont besoin d’expérimenter et d’explorer les comportements sûrs, la manipulation et l’élimination des produits, les normes du Système d’information sur les matières dangereuses utilisées au travail (SIMDUT), l’équipement de protection individuelle, la collecte de données et la conception d’expériences scientifiques. L’observation, la pensée systémique et la recherche seront des outils pour étudier l’histoire scientifique de la chimie, les modèles atomiques et les systèmes chimiques. Les sujets abordés durant ce cours comprendront les états de la matière, les éléments et les composés, les liaisons et les forces, ainsi que la stœchiométrie.
Il est fortement recommandé aux élèves de suivre le cours Sciences 10 – La science pour des sociétés durables et le cours Fondements des mathématiques 110 avant de suivre le cours Chimie 111/2.
À tous les niveaux du cours Chimie 111/2, on s’attend à ce que le personnel enseignant adapte le contenu du cours en termes d’étendue, de profondeur et de portée de l’enquête en fonction du niveau de prestation du programme. L’objectif pour les élèves est de faire preuve de pensée critique et de mettre en œuvre des compétences pertinentes et nécessaires au domaine d’apprentissage. Le cours de niveau 1 ne diffère pas par le nombre de descripteurs de compétences; en revanche, ce sont plutôt les attentes qui sont plus élevées dans ce cours en ce qui concerne la profondeur de la compréhension et l’efficacité de l’élève. Le personnel enseignant devrait offrir davantage d’occasions, dans le cadre du cours de niveau 1, de participer à des activités de réflexion de niveau supérieur.
CONTEXTES ET CONCEPTS
Matière
- Tableau périodique des éléments
- Vocabulaire de chimie
- Classification de la matière
- Théorie et modèle atomiques
- Électronégativité
- Systèmes de nomenclature
Liaisons
- Diagrammes de Lewis
- Théorie de la répulsion des paires d’électrons de la couche de valence
Forces intermoléculaires
- Équations de dissociation
- Équations d’ionisation
Moles
- Masse, solutions aqueuses, gaz
- Théorie cinétique moléculaire
- Conditions normales de température et de pression (CNTP), conditions ambiantes normales de température et de pression (CNTP ambiantes)
- Équation des gaz parfaits
Transformations chimiques
- Équilibre des équations
- Prédiction des produits
Application et pratique
- Utilisation de la calculatrice
- Unités de mesure appropriées et précision
- Compétences de laboratoire
- Comportements et pratiques sûrs
- Histoire des sciences
- Exploration de carrières
- Applications des sciences et technologies chimiques
11e Année
Volet : Structures et propriétés
Grande idée : Matière
Descripteur de compétence : Examiner les formes de la matière.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Utiliser le vocabulaire de la chimie pour différencier les atomes, les éléments, les composés, les ions, les molécules, les substances pures ou les mélanges, les propriétés chimiques et physiques, les mélanges hétérogènes et homogènes.
- Classer les métaux et les non-métaux, les périodes et les groupes, les éléments représentatifs et de transition, et les familles, comme l’illustre le tableau périodique des éléments.
Descripteur de compétence : Analyser les modèles atomiques
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Expliquer la relation entre les isotopes, la masse atomique et la masse atomique moyenne.
- Différencier les atomes, les ions et les molécules, y compris les particules subatomiques, la masse atomique, le numéro atomique, le nombre de masse, les électrons de valence, les électrons internes et les isotopes.
- Étudier le développement de la théorie atomique (théorie de Dalton sur le modèle mécanique quantique moderne).
- Décrire l’énergie et la distribution de probabilité des électrons pour chaque type d’orbitale atomique selon le modèle de la mécanique quantique.
- Écrire les configurations d’électrons et créer des diagrammes de boîtes d’électrons pour les atomes et les ions en appliquant la règle de Hund, le principe d’exclusion de Pauli et le principe d’Aufbau.
- Appliquer les connaissances en électronégativité pour prédire les types de liaison.
- Prédire les charges ioniques des éléments des groupes principaux (représentatifs).
Descripteur de compétence : Analyser les composés.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Différencier les composés ioniques et moléculaires, y compris les acides et les bases, au moyen de la conductivité et des indicateurs de pH.
- Décrire la solubilité des composés ioniques et moléculaires dans des solvants polaires et non polaires, y compris des sphères de solvatation.
- Nommer les composés ioniques (binaires, multivalents, polyatomiques et les hydrates) et moléculaires ainsi que des acides et écrire leur formule en utilisant le système de nomenclature classique et celui de l’Union internationale de chimie pure et appliquée (IUPAC).
Grande idée : Liaisons
Descripteur de compétence : Examiner les liaisons chimiques.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Repérer les doublets non liants, les électrons liants, déduire la capacité de liaison, tracer des structures de Lewis et des formules développées planes;
- Expliquer la formation des liaisons ioniques, covalentes et métalliques à l’aide des structures de Lewis.
Descripteur de compétence : Analyser la forme moléculaire et les angles de liaison.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Déterminer les formes tridimensionnelles de répulsion des paires d’électrons de la couche de valence (jusqu’à quatre groupes d’électrons) de diverses molécules à partir de diagrammes structuraux.
- Expliquer la relation entre les formes tridimensionnelles de répulsion des paires d’électrons de la couche de valence et les angles de liaison.
- Déterminer la polarité des molécules à l’aide des formes tridimensionnelles de répulsion des paires d’électrons de la couche de valence et de l’électronégativité.
Volet : Stoichiometry
Grande idée : Moles
Descripteur de compétence : Examiner les moles et la masse.
Compétences globales : PCRP
Indicateurs de réussite :
- Définir la mole en fonction du nombre d’Avogadro de particules.
- Déterminer la masse molaire des atomes à l’aide du tableau périodique.
- Calculer la masse molaire des composés.
- Convertir nombre de particules, masse et moles de substances pures.
Descripteur de compétence : Examiner les moles et les solutions aqueuses.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Expliquer le concept de concentration comme quantité de soluté par quantité de solvant/solution.
- Calculer la concentration molaire en mol/L.
- Convertir moles, volume et concentration molaire.
- Expliquer le processus de dilution qualitativement et quantitativement.
Descripteur de compétence : Examiner les notions de moles et de gaz.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Expliquer les concepts de température, de zéro absolu et de pression en termes de comportement moléculaire.
- Convertir des degrés Celsius en Kelvin, et inversement.
- Calculer la pression atmosphérique en atm et en kPa.
- Expliquer la relation entre la pression, la température, le volume et le nombre de moles des gaz parfaits dans le contexte des lois de Boyle, de Gay-Lussac et de Charles.
- Calculer les paramètres à l’aide des lois de Boyle, Gay-Lussac et Charles, en relation avec la loi des gaz parfaits.
- Calculer le nombre de moles de gaz dans les conditions normales (CNTP, CNTP ambiantes).
- Calculer les paramètres dans diverses conditions et en se basant sur l’équation des gaz parfaits PV = nRT.
- Convertir les moles, le volume, la pression, la température et la masse pour les gaz.
Grande idée : Transformations chimiques
Descripteur de compétence : Résoudre les problèmes de stœchiométrie mole à mole.
Compétences globales : CM, PCRP
Indicateurs de réussite :
- Écrire des équations chimiques sous forme d’équation en mots, d’équation squelette et d’équation équilibrée.
- Définir la loi de la conservation de la masse en équilibrant des équations.
- Répertorier les cinq types généraux de réactions chimiques : synthèse, décomposition, combustion, déplacement simple et déplacement double, y compris précipitation et neutralisation.
- Prédire les produits des réactions chimiques (minimum : combustion, déplacement simple, double déplacement).
- Prédire l’état des produits des réactions chimiques à l’aide du tableau périodique et des tableaux de solubilité.
- Trouver les rapports molaires des réactifs et des produits à partir des équations chimiques équilibrées.
- Calculer la stœchiométrie gravimétrique et volumétrique (solutions et gaz) liée aux équations chimiques.
- Calculer le rendement en pourcentage des réactions de précipitation.
- Expliquer le concept du réactif limitant et du réactif en excès.
- Effectuer des calculs stœchiométriques afin de déterminer la quantité de réactifs limitants dans des équations chimiques.
Volet : Compétences intégrées en science, technologie, société et environnement (STSE)
Grande idée : Application et pratique
Descripteur de compétence : Démontrer des compétences en laboratoire et des pratiques sécuritaires.
Compétences globales : CM, PCRP, CL
Indicateurs de réussite :
- Décrire les comportements qui assureront sa sécurité et celle des autres dans des contextes d’apprentissage.
- Consulter les fiches de données de sécurité des produits chimiques avant utilisation, y compris les consignes de sécurité.
- Collecter des données à l’aide d’instruments de manière efficace et précise (technique).
- Démontrer une compréhension, une manipulation et une élimination des produits conformément aux normes du SIMDUT 2015.
- Déterminer quand utiliser l’équipement de protection individuelle et comment le faire en toute sécurité.
- Utiliser les équipements et les produits en toute sécurité, conformément aux instructions du fournisseur ou aux spécifications ou au manuel du fabricant, y compris les risques liés à l’utilisation, à la manipulation, au stockage, à l’élimination et au transport de tout outil, équipement, machine, dispositif ou agent chimique.
- Utiliser le Système international d’unités, les conversions d’unités et les chiffres significatifs dans les calculs, le cas échéant.
- Déterminer les preuves qui peuvent indiquer qu’une transformation chimique a eu lieu.
- Déterminer et expliquer les sources d’erreur expérimentale (erreurs grossières, systématiques, incertitudes/aléatoires).
- Interpréter les systèmes chimiques en compilant, en organisant et en communiquant les données de laboratoire, ainsi qu’en sélectionnant les formats et les représentations de données appropriés.
- Concevoir des expériences stœchiométriques guidées qui déterminent et contrôlent les variables importantes.
Descripteur de compétence : Explorer les applications et les carrières en chimie.
Compétences globales : CM, PCRP, CSAG
Indicateurs de réussite :
- Faire des recherches sur l’innovation africaine en chimie.
- Comparer les visions du monde naturel des Wabanaki et des Occidentaux, notamment la manière dont la chimie et la connaissance de la matière sont véhiculées par les récits.
- Répertorier les éléments chimiques qui sont les plus courants dans les systèmes vivants.
- Cerner les politiques ou lois environnementales ou économiques existantes relatives aux produits chimiques à l’échelle municipale, provinciale ou fédérale.
- Comparer Ernest Rutherford, Niels Bohr et Erwin Schrödinger, en incluant leurs modèles de l’atome, le contexte scientifique et les limitations technologiques.
- Étudier l’évolution de la théorie de la liaison, y compris les preuves et les théories testées, révisées et remplacées au fil du temps, ainsi que les contributions scientifiques canadiennes.
- Expliquer le concept de mole, en incluant le contexte scientifique et l’importance de son développement dans le domaine de la chimie.
- Explorer les carrières dans le domaine de la chimie au Canada en fonction de ses intérêts.
- Discuter de la façon de transférer les compétences et les concepts appris en chimie à un parcours professionnel.
- Rechercher les ingrédients chimiques et les additifs pour déterminer leurs avantages et leurs risques pour la santé lors du choix de produits de consommation.
- Analyser les avantages et les risques pour la société et l’environnement des applications de la chimie en appliquant les concepts de stœchiométrie, de seuils, de liaisons et de réactions.
- Analyser les avantages et les risques pour la société et l’environnement des technologies et applications chimiques, y compris les contraintes qui entraînent des compromis lors de la conception et de l’amélioration.
- Déterminer les applications chimiques ou technologiques où les équations chimiques sont utilisées.