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Chimie 3ᵉ

Ressources · 3ᵉ · Chimie

Introduction à la chimie organique

Molécules carbonées, hydrocarbures, groupes caractéristiques

Approfondissement Ce chapitre va au-delà du programme officiel de 3ᵉ : utile pour aller plus loin ou anticiper.

À propos de cette page
Ces exercices corrigés sur « Introduction à la chimie organique » en troisième permettent de s'entraîner et de vérifier ses acquis en chimie. Ils suivent le programme officiel de troisième et sont classés par difficulté (facile, moyen, difficile). Au programme : Qu'est-ce que la chimie organique ?, Le carbone, un atome à quatre liaisons, Les hydrocarbures : alcanes et alcènes, Écrire une molécule organique. Écris ta réponse puis clique sur « Vérifier » : la correction est immédiate et tolère majuscules, espaces et ponctuation. Cet entraînement aide à mémoriser les méthodes, repérer ses erreurs et gagner en confiance avant un contrôle. Exercices gratuits proposés par un professeur particulier à Marseille pour réviser chimie en troisième.

Entraîne-toi par niveau. Écris ta réponse puis clique sur « Vérifier » (ou tape Entrée). La correction tolère majuscules, espaces et ponctuation.

Facile
Ex. 1 — Formules brutesÉcris la formule brute demandée (ex. : C2H6).
L'hexane, alcane à 6 carbones :
L'octane, alcane à 8 carbones, présent dans l'essence :
L'hexène, alcène à 6 carbones :
Le décane, alcane à 10 carbones (dans le gazole) :
Combien d'atomes d'hydrogène contient le nonane, alcane à 9 carbones ?
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  1. C6H14 — CnH2n+2 avec n = 6 : 2 × 6 + 2 = 14 H.
  2. C8H18 — 2 × 8 + 2 = 18.
  3. C6H12 — CnH2n : la double liaison « coûte » deux hydrogènes par rapport à l'hexane.
  4. C10H22 — 2 × 10 + 2 = 22.
  5. 20 — 2 × 9 + 2 = 20.
Ex. 2 — La règle des valencesRéponds par un nombre, ou par « oui » / « non » si la molécule peut exister.
Nombre de liaisons formées par un atome d'azote :
Dans CH₂=CH₂, combien de liaisons chaque carbone forme-t-il au total ?
La molécule CH₃ peut-elle exister seule ?
La molécule C₂H₇ peut-elle exister ?
La molécule CH₃–NH₂ (méthylamine) respecte-t-elle les valences ?
Combien d'atomes d'hydrogène porte le carbone du milieu dans CH₃–CH₂–CH₃ ?
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  1. 3 — Comme dans l'ammoniac NH₃.
  2. 4 — 2 liaisons C–H + une double liaison (qui compte pour 2) = 4.
  3. non — Le carbone n'aurait que 3 liaisons.
  4. non — Deux carbones liés entre eux ne peuvent porter que 6 H au maximum (éthane C₂H₆).
  5. oui — C : 3 H + 1 N = 4 ; N : 1 C + 2 H = 3.
  6. 2 — Il est déjà lié à deux carbones : il lui reste deux liaisons pour deux H.
Moyen
Ex. 3 — Reconnaître la familleÀ partir de la formule semi-développée, donne la famille : alcane, alcène, alcool ou acide carboxylique.
CH₃–CH₂–CH₂–OH :
CH₃–CH₂–COOH :
CH₃–CH=CH₂ :
CH₃–CH₂–CH₂–CH₂–CH₃ :
H–COOH :
CH₃–CH(OH)–CH₃ :
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  1. alcool — Groupe –OH sur une chaîne : c'est le propan-1-ol.
  2. acide carboxylique — Groupe –COOH : acide propanoïque.
  3. alcène — Une double liaison C=C : le propène.
  4. alcane — Uniquement des liaisons simples : le pentane.
  5. acide carboxylique — Le plus petit acide carboxylique, l'acide méthanoïque des fourmis.
  6. alcool — Le groupe –OH est porté par le carbone du milieu : c'est quand même un alcool, le propan-2-ol. La place du –OH ne change pas la famille.
Ex. 4 — Nommer les moléculesDonne le nom de chaque molécule (préfixe = nombre de carbones, terminaison = famille).
C₅H₁₂ (alcane) :
CH₂=CH₂ :
CH₃–OH :
CH₃–COOH :
C₇H₁₆ (alcane) :
CH₃–CH₂–CH₂–COOH :
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  1. pentane — pent- (5) + -ane.
  2. éthène — éth- (2) + -ène. Son nom courant est éthylène.
  3. méthanol — méth- (1) + -ol : l'alcool toxique.
  4. acide éthanoïque — acide éth- (2) -anoïque, ou acide acétique, celui du vinaigre.
  5. heptane — hept- (7) + -ane.
  6. acide butanoïque — 4 carbones (le carbone du –COOH compte) : acide butanoïque, responsable de l'odeur du beurre rance.
Difficile
Ex. 5 — Équilibrer une combustionÉcris le coefficient manquant (nombre entier).
Éthanol : C₂H₆O + O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O
Propène : 2 C₃H₆ + O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O
Hexane : 2 C₆H₁₄ + 19 O₂ → 12 CO₂ + H₂O
Acide éthanoïque : C₂H₄O₂ + O₂ → 2 CO₂ + 2 H₂O
Méthanol : 2 CH₄O + 3 O₂ → 2 CO₂ + H₂O
Combustion incomplète du butane avec formation de CO : 2 C₄H₁₀ + O₂ → 8 CO + 10 H₂O
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  1. 3 — O à droite : 4 + 3 = 7 ; l'éthanol en apporte déjà 1 ; reste 6 = 3 O₂.
  2. 9 — O à droite : 12 + 6 = 18 → 9 O₂.
  3. 14 — 28 H → 14 H₂O. Vérifie O : 38 = 24 + 14.
  4. 2 — O à droite : 4 + 2 = 6 ; la molécule en apporte 2 ; reste 4 = 2 O₂.
  5. 4 — 8 H → 4 H₂O. O : 2 + 6 = 8 = 4 + 4.
  6. 9 — O à droite : 8 + 10 = 18 → 9 O₂, contre 13 pour la combustion complète : le manque de dioxygène produit du CO.
Ex. 6 — RaisonnerRéponds en une ou deux phrases.
Le butane et le méthylpropane ont la même formule brute C₄H₁₀ mais des températures d'ébullition différentes (−0,5 °C et −12 °C). Comment appelle-t-on ces deux molécules et pourquoi ne sont-elles pas identiques ?
Pourquoi le CO₂ contient-il du carbone mais n'est-il pas une molécule organique ?
L'éthanol se mélange à l'eau en toutes proportions, l'hexane pas du tout. Quel groupe explique la différence ?
Explique pourquoi brûler 1 kg d'éthanol libère moins d'énergie (27 MJ) que brûler 1 kg d'octane (44 MJ).
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  1. Réponse libre — exemple : Ce sont des isomères : mêmes atomes, mais enchaînés différemment (chaîne droite pour le butane, ramifiée pour le méthylpropane), d'où des propriétés différentes. — Même formule brute ≠ même molécule.
  2. Réponse libre — exemple : Il n'a ni liaison C–H ni chaîne carbonée : c'est un composé minéral, comme le calcaire CaCO₃. — Organique = squelette carboné lié à de l'hydrogène.
  3. Réponse libre — exemple : Le groupe –OH de l'éthanol ressemble à l'eau et s'y associe ; l'hexane, uniquement fait de C et de H, est insoluble dans l'eau (il flotte). — Les hydrocarbures sont hydrophobes : c'est pourquoi les marées noires flottent.
  4. Réponse libre — exemple : L'éthanol contient déjà un atome d'oxygène : il est en partie « déjà brûlé ». À masse égale, il y a moins de carbone et d'hydrogène à oxyder. — Voilà pourquoi une voiture consomme plus de litres avec du bioéthanol E85.
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