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)
À propos de cette page
Choisis ton niveau. Questions et réponses mélangées à chaque partie. Bonne chance !
Les 24 questions du QCM en version texte
Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.
Niveau facile — 8 questions
À quelle famille appartient CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–OH ?
- A. aldéhyde
- B. alcool
- C. cétone
- D. acide carboxylique
Réponse
B. alcool — Le groupe –OH (hydroxyle) est porté par un carbone ne formant que des liaisons simples : c'est un alcool, le pentan-1-ol.
Le groupe carbonyle correspond à l'enchaînement :
- A. O–H
- B. –COOH
- C. C–O–C
- D. C=O
Réponse
D. C=O — Le carbonyle est une double liaison C=O ; on le trouve dans les aldéhydes et les cétones. –COOH est le groupe carboxyle.
Dans une formule topologique, chaque sommet ou extrémité de segment représente :
- A. un atome de carbone
- B. un atome d'hydrogène
- C. une liaison double
- D. un atome d'oxygène
Réponse
A. un atome de carbone — Les atomes de carbone ne sont pas écrits : ils sont aux sommets et aux extrémités. Les H liés aux C sont implicites, les O sont écrits.
La terminaison « -al » désigne :
- A. un alcool
- B. une cétone
- C. un aldéhyde
- D. un acide carboxylique
Réponse
C. un aldéhyde — -al : aldéhyde (–CHO en bout de chaîne) ; -ol : alcool ; -one : cétone ; acide …-oïque : acide carboxylique.
Les produits de la combustion complète d'un alcane sont :
- A. CO et H₂O
- B. carbone et H₂O
- C. CO₂ et H₂O
- D. CO₂ et H₂
Réponse
C. CO₂ et H₂O — Avec assez de dioxygène, tout le carbone devient CO₂ et tout l'hydrogène devient H₂O. CO et carbone signalent une combustion incomplète.
Le rendement d'une synthèse est le rapport :
- A. quantité obtenue sur quantité maximale
- B. quantité maximale sur quantité obtenue
- C. masse de produit sur masse de réactif
- D. quantité de réactif sur quantité de produit
Réponse
A. quantité obtenue sur quantité maximale — η = n obtenue / n max, où n max est calculée à partir du réactif limitant ; le rendement est donc inférieur ou égal à 1.
Sur un spectre infrarouge, l'axe horizontal porte :
- A. la longueur d'onde en nanomètres
- B. l'absorbance en pourcentage
- C. la fréquence en hertz
- D. le nombre d'onde en cm⁻¹
Réponse
D. le nombre d'onde en cm⁻¹ — On lit le nombre d'onde σ = 1/λ, en cm⁻¹, gradué de 4 000 à environ 500 cm⁻¹ ; l'axe vertical porte la transmittance.
Lequel de ces combustibles est un biocarburant ?
- A. le gazole
- B. le bioéthanol
- C. le charbon
- D. le gaz naturel
Réponse
B. le bioéthanol — Le bioéthanol est produit par fermentation de sucres végétaux ; gazole, charbon et gaz naturel sont des combustibles fossiles.
Niveau moyen — 8 questions
Quelle est la formule brute de CH₃–CH₂–CH(CH₃)–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃ ?
- A. C₈H₁₆
- B. C₇H₁₆
- C. C₈H₁₈
- D. C₈H₁₈O
Réponse
C. C₈H₁₈ — On compte 8 C (7 dans la chaîne + 1 méthyle) et 3 + 2 + 1 + 3 + 2 + 2 + 2 + 3 = 18 H : C₈H₁₈, conforme à CₙH₂ₙ₊₂.
Quel est le nom de CH₃–CH(OH)–CH₂–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃ ?
- A. heptan-2-ol
- B. heptan-6-ol
- C. heptan-2-one
- D. 2-hydroxyheptane
Réponse
A. heptan-2-ol — 7 C, groupe –OH : alcool. On numérote pour que –OH ait le plus petit indice : 2 et non 6. Nom : heptan-2-ol.
On obtient 0,0412 mol de produit alors que la quantité maximale est 0,0530 mol. Le rendement vaut :
- A. 22,3 %
- B. 128,6 %
- C. 7,77 %
- D. 77,7 %
Réponse
D. 77,7 % — η = 0,0412 / 0,0530 = 0,777 soit 77,7 %. Un rendement supérieur à 100 % est impossible.
Dans l'équation de combustion complète C₇H₁₆ + x O₂ → 7 CO₂ + 8 H₂O, x vaut :
- A. 8
- B. 11
- C. 7,5
- D. 22
Réponse
B. 11 — À droite : 7×2 + 8 = 22 atomes d'oxygène, soit 11 molécules de O₂.
Un combustible a une énergie molaire de combustion de −2 870 kJ·mol⁻¹. L'énergie libérée par 0,250 mol vaut :
- A. 717,5 kJ
- B. 11 480 kJ
- C. 87,1 kJ
- D. 2 870 kJ
Réponse
A. 717,5 kJ — Q = n × |E| = 0,250 × 2 870 = 717,5 kJ. Diviser au lieu de multiplier donne 11 480 kJ.
L'hexane (M = 86 g·mol⁻¹) a une énergie molaire de combustion de −3 890 kJ·mol⁻¹. Son pouvoir calorifique massique vaut :
- A. 0,0221 kJ·g⁻¹
- B. 3 890 kJ·g⁻¹
- C. 45,2 kJ·g⁻¹
- D. 334 540 kJ·g⁻¹
Réponse
C. 45,2 kJ·g⁻¹ — PC = |E| / M = 3 890 / 86 = 45,2 kJ·g⁻¹, soit 45,2 MJ·kg⁻¹, valeur typique des hydrocarbures.
Une bande d'absorption IR est observée à λ = 5,80 µm. Son nombre d'onde vaut :
- A. 172 cm⁻¹
- B. 1 724 cm⁻¹
- C. 5 800 cm⁻¹
- D. 17 241 cm⁻¹
Réponse
B. 1 724 cm⁻¹ — λ = 5,80×10⁻⁴ cm, donc σ = 1/λ = 1 724 cm⁻¹ : c'est le domaine des liaisons C=O.
Quelle masse de CO₂ produit la combustion complète de 0,120 mol de butane C₄H₁₀ (M(CO₂) = 44 g·mol⁻¹) ?
- A. 0,480 g
- B. 10,6 g
- C. 5,28 g
- D. 21,1 g
Réponse
D. 21,1 g — Une mole de C₄H₁₀ donne 4 mol de CO₂ : n(CO₂) = 0,480 mol et m = 0,480 × 44 = 21,1 g.
Niveau difficile — 8 questions
Un élève nomme CH₃–CH₂–CH(CH₃)–CH₃ « 3-méthylbutane ». Le nom correct est :
- A. pentane
- B. 1,1-diméthylpropane
- C. 2-éthylpropane
- D. 2-méthylbutane
Réponse
D. 2-méthylbutane — La chaîne la plus longue compte 4 C ; en numérotant depuis la droite, le méthyle est sur le C2 : 2-méthylbutane.
Un spectre IR présente une bande forte et fine à 1 715 cm⁻¹, aucune bande au-dessus de 3 000 cm⁻¹ et aucune bande vers 2 720 cm⁻¹. L'espèce est :
- A. un alcool
- B. une cétone
- C. un acide carboxylique
- D. un aldéhyde
Réponse
B. une cétone — C=O présent, pas de O–H (ni alcool ni acide), pas de C–H de –CHO (pas d'aldéhyde) : il reste la cétone.
Une combustion incomplète :
- A. ne libère aucune énergie
- B. produit plus de CO₂
- C. peut produire du CO toxique
- D. consomme davantage de dioxygène
Réponse
C. peut produire du CO toxique — Faute de dioxygène, une partie du carbone forme CO ou de la suie ; l'énergie libérée est plus faible, mais pas nulle.
Au cours d'une recristallisation, les impuretés :
- A. restent dissoutes à froid
- B. cristallisent avant le produit
- C. s'évaporent avec le solvant chaud
- D. se fixent sur le papier filtre
Réponse
A. restent dissoutes à froid — Peu abondantes, les impuretés restent dissoutes dans le solvant froid alors que le produit, moins soluble à froid, cristallise ; on les élimine avec le filtrat.
L'énergie de combustion estimée avec les énergies de liaison diffère de la valeur mesurée, car :
- A. les énergies de liaison sont exactes
- B. elles sont moyennes et valent en phase gaz
- C. la combustion est toujours endothermique
- D. le dioxygène n'intervient pas dans le bilan énergétique
Réponse
B. elles sont moyennes et valent en phase gaz — Une énergie de liaison est une moyenne sur de nombreuses molécules et suppose des espèces gazeuses : l'estimation reste approchée.
On dit que le bioéthanol a un bilan carbone réduit parce que :
- A. sa combustion ne produit pas de dioxyde de carbone
- B. il ne contient pas de carbone
- C. il ne libère aucune énergie thermique
- D. il vient du CO₂ capté par les plantes
Réponse
D. il vient du CO₂ capté par les plantes — Sa combustion émet du CO₂, mais ce carbone a été prélevé récemment dans l'atmosphère par photosynthèse ; le bilan est réduit, pas nul.
On mélange 0,0450 mol d'un alcool et 0,0320 mol d'oxydant ; ils réagissent mole à mole et une mole d'alcool donne une mole de produit. La quantité maximale de produit est :
- A. 0,0320 mol
- B. 0,0450 mol
- C. 0,0770 mol
- D. impossible à déterminer
Réponse
A. 0,0320 mol — L'oxydant est limitant (0,0320 < 0,0450) : il ne peut se former que 0,0320 mol de produit. Additionner les quantités n'a pas de sens.
Parmi ces formules brutes, laquelle ne peut pas être celle d'un alcane ?
- A. C₅H₁₂
- B. C₉H₂₀
- C. C₆H₁₂
- D. C₁₂H₂₆
Réponse
C. C₆H₁₂ — Un alcane a pour formule CₙH₂ₙ₊₂. C₆H₁₂ suit CₙH₂ₙ : c'est par exemple un squelette saturé cyclique (cyclohexane).
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
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