Ressources · 1ʳᵉ · Spécialité Physique-Chimie
Structure des entités organiques, synthèses et combustions
Squelette carboné, groupes caractéristiques et familles, formules, synthèse d'une espèce, combustions et énergie libérée (thème Constitution et transformations de la matière)
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Exercice 1 — Squelettes et formules
/ 4 pts- Écrire la formule brute de la molécule CH₃–CH(CH₃)–CH(CH₃)–CH₃.
- Nommer cette molécule en justifiant.
- Décrire sa formule topologique : nombre de points (sommets et extrémités), nombre de segments, position des ramifications.
- Montrer que cette molécule n'est pas isomère du cyclohexane.
Exercice 2 — Familles et nomenclature
/ 4 pts- Nommer CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CHO et préciser sa famille.
- Nommer CH₃–CH₂–CO–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃ et préciser sa famille.
- Écrire la formule semi-développée de l'acide 2-méthylbutanoïque.
- Un élève nomme CH₃–CH₂–CH(OH)–CH₃ « butan-3-ol ». Expliquer son erreur et corriger.
Exercice 3 — Spectroscopie infrarouge
/ 4 ptsLe spectre IR d'une espèce Y de formule brute C₅H₁₀O₂ présente une bande très large entre 2 600 et 3 150 cm⁻¹ et une bande forte et fine à 1 706 cm⁻¹. Données : O–H alcool 3 200–3 400 cm⁻¹ (large) ; O–H acide 2 500–3 200 cm⁻¹ (très large) ; C=O 1 650–1 730 cm⁻¹ (fine).
a) Définir le nombre d'onde et donner son unité usuelle en spectroscopie IR.
- Attribuer la bande très large à une liaison, en justifiant.
- Attribuer la bande à 1 706 cm⁻¹ et en déduire la famille de Y.
- La chaîne de Y est ramifiée, avec un groupe méthyle porté par le carbone 3. Écrire la formule semi-développée de Y et le nommer.
Exercice 4 — Synthèse de l'aspirine
/ 4 ptsOn fait réagir 3,05 g d'acide salicylique C₇H₆O₃ (M = 138 g·mol⁻¹) avec de l'anhydride éthanoïque en excès ; une molécule d'acide salicylique donne une molécule d'aspirine C₉H₈O₄ (M = 180 g·mol⁻¹). On obtient 3,27 g d'aspirine sèche.
a) Calculer la quantité d'acide salicylique introduite.
- Calculer la masse maximale d'aspirine que l'on peut obtenir.
- Calculer le rendement de la synthèse.
- Le produit fond à 128 °C alors que la valeur tabulée est 135 °C. Conclure et proposer une technique pour améliorer le résultat.
Exercice 5 — Combustion du pentane
/ 4 ptsÉnergies de liaison (kJ·mol⁻¹) : C–H 413 ; C–C 348 ; O=O 498 ; C=O (dans CO₂) 804 ; O–H 463. Toutes les espèces sont gazeuses.
a) Écrire l'équation de la combustion complète d'une mole de pentane C₅H₁₂.
- Faire le bilan des liaisons rompues et formées.
- Estimer l'énergie molaire de combustion du pentane.
- Calculer l'énergie libérée par la combustion de 25,0 g de pentane (M = 72 g·mol⁻¹).
Ce contrôle de spécialité physique-chimie 1ʳᵉ en bref
Un devoir surveillé type contrôle en classe sur « Structure des entités organiques, synthèses et combustions » : 5 exercices, 120 minutes, noté sur 20. Le sujet et le corrigé sont téléchargeables en PDF, prêts à imprimer, pour travailler comme en classe.
- Exercice 1 — Squelettes et formules/ 4 pts
- Exercice 2 — Familles et nomenclature/ 4 pts
- Exercice 3 — Spectroscopie infrarouge/ 4 pts
- Exercice 4 — Synthèse de l'aspirine/ 4 pts
- Exercice 5 — Combustion du pentane/ 4 pts
Notions évaluées
L'essentiel, Squelette carboné et écritures des molécules, Groupes caractéristiques, familles et nomenclature, Spectroscopie infrarouge, Synthèse d'une espèce chimique et rendement, Combustions : énergie libérée et enjeux.
Pour préparer ce contrôle
- Relire le cours.
- Refaire les exercices corrigés.
- Se tester avec le QCM (24 questions).
- Faire ce sujet en conditions réelles — 120 min, sans le cours — puis se corriger et noter les points à revoir.
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Questions fréquentes sur ce sujet
- Combien de temps dure ce contrôle sur « Structure des entités organiques, synthèses et combustions » ?
- 120 minutes pour 5 exercices notés sur 20. Prévois le double si tu enchaînes avec la correction.
- Le corrigé est-il fourni ?
- Oui : le corrigé complet est fourni en PDF (bouton « Télécharger le corrigé »), avec le barème exercice par exercice.
- Ce sujet peut-il servir de DS, de contrôle ou d'interrogation ?
- Oui : c'est un devoir surveillé complet de 120 minutes. Pour une interrogation courte, garde un ou deux exercices ; pour un DS ou un contrôle de fin de chapitre, fais le sujet entier en temps limité.
- Ce sujet suit-il le programme de spécialité physique-chimie de première ?
- Oui : il évalue uniquement les notions du chapitre « Structure des entités organiques, synthèses et combustions » du programme officiel de spécialité physique-chimie en première, soit L'essentiel, Squelette carboné et écritures des molécules, Groupes caractéristiques, familles et nomenclature, Spectroscopie infrarouge.
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