QCM : Chimie des alcènes (21 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle formule générale caractérise les alcènes acycliques comportant une seule double liaison C=C ?

CnH2n−2C_nH_{2n-2}
CnHnC_nH_n
CnH2nC_nH_{2n}
CnH2n+2C_nH_{2n+2}

$$C_nH_{2n}$$

Explication

Une double liaison rend ces hydrocarbures insaturés et leur formule générale est CnH2nC_nH_{2n}. La formule CnH2n+2C_nH_{2n+2} caractérise plutôt les alcanes acycliques saturés.

2. Quelle description rend compte des liaisons et de la géométrie autour des carbones d’une double liaison C=C ?

Une liaison σ et une liaison π, avec des carbones sp³ de géométrie tétraédrique
Deux liaisons σ, avec des carbones sp³ de géométrie tétraédrique
Une liaison σ et une liaison π, avec des carbones sp² de géométrie trigonale plane
Deux liaisons π, avec des carbones sp² de géométrie trigonale plane

Une liaison σ et une liaison π, avec des carbones sp² de géométrie trigonale plane

Explication

La double liaison associe une liaison σ et une liaison π, et chacun de ses carbones est hybridé sp² avec une géométrie trigonale plane. L’hybridation sp³ et la géométrie tétraédrique correspondent plutôt à un carbone saturé.

3. Pourquoi une molécule portant une double liaison C=C peut-elle présenter des isomères géométriques ?

La liaison π se rompt spontanément, puis se reforme avec les substituants inversés
La géométrie tétraédrique des carbones fixe les substituants de façon durable
La rotation autour de C=C est libre, mais les substituants échangent rarement leur position
La rotation autour de C=C est empêchée et demande environ 30 à 50 kcal·mol⁻¹

La rotation autour de C=C est empêchée et demande environ 30 à 50 kcal·mol⁻¹

Explication

La rotation autour de C=C est empêchée et nécessite une énergie importante, de l’ordre de 30 à 50 kcal·mol⁻¹, ce qui permet des arrangements géométriques distincts. Une rotation libre, contrairement à celle d’une double liaison, ne préserverait pas ces configurations.

4. Pour nommer un alcène ramifié, quelle démarche permet de déterminer la chaîne principale et sa numérotation ?

Choisir la chaîne portant le plus de substituants et la numéroter depuis l’extrémité la plus proche d’un substituant
Choisir la chaîne contenant le plus de doubles liaisons et la numéroter depuis l’extrémité la plus proche d’une ramification
Choisir la plus longue chaîne, même si elle exclut C=C, puis numéroter depuis l’extrémité la plus proche de la liaison
Choisir la plus longue chaîne contenant C=C et la numéroter depuis l’extrémité la plus proche de cette liaison

Choisir la plus longue chaîne contenant C=C et la numéroter depuis l’extrémité la plus proche de cette liaison

Explication

La chaîne principale doit être la plus longue de celles qui contiennent la double liaison, et sa numérotation commence au côté le plus proche de celle-ci. Privilégier l’extrémité la plus proche d’un substituant pourrait attribuer à C=C une position incorrecte.

5. Dans un alcène, comment attribue-t-on la configuration Z aux substituants prioritaires ?

Les substituants prioritaires se trouvent du même côté de la double liaison
Les substituants prioritaires se trouvent de côtés opposés de la double liaison
Les substituants prioritaires sont placés selon l’ordre alphabétique de leur nom
Les substituants prioritaires sont attachés au carbone qui porte le plus d’hydrogènes

Les substituants prioritaires se trouvent du même côté de la double liaison

Explication

La configuration Z correspond aux groupes prioritaires situés du même côté de la double liaison; E désigne des groupes prioritaires de côtés opposés. L’ordre alphabétique ne détermine pas les priorités utilisées pour cette configuration.

6. À masse moléculaire égale, comment les températures d’ébullition et les points de fusion des alcènes se comparent-ils à ceux des alcanes ?

Les températures d’ébullition et les points de fusion sont tous deux légèrement plus élevés
Les températures d’ébullition sont légèrement plus élevées et les points de fusion légèrement plus bas
Les températures d’ébullition sont légèrement plus basses et les points de fusion légèrement plus élevés
Les températures d’ébullition et les points de fusion sont tous deux légèrement plus bas

Les températures d’ébullition sont légèrement plus basses et les points de fusion légèrement plus élevés

Explication

À masse moléculaire égale, les alcènes ont des températures d’ébullition de quelques degrés inférieures à celles des alcanes, mais des points de fusion de quelques degrés supérieurs. L’option qui inverse ces deux tendances attribue à chaque propriété le comportement opposé.

7. Deux substances de masses moléculaires égales, l’une étant un alcène et l’autre un alcane, sont comparées. Quelle tendance est attendue pour leurs transitions de phase ?

L’alcène bout et fond à des températures un peu plus basses
L’alcène bout et fond à des températures un peu plus hautes
L’alcène bout à une température un peu plus haute, mais fond à une température un peu plus basse
L’alcène bout à une température un peu plus basse, mais fond à une température un peu plus haute

L’alcène bout à une température un peu plus basse, mais fond à une température un peu plus haute

Explication

La comparaison attendue est croisée : l’alcène bout légèrement plus bas, mais son point de fusion est légèrement plus haut que celui de l’alcane. Une hausse commune des deux températures ne rend pas compte de cette différence entre ébullition et fusion.

8. Deux réactifs qui ne diffèrent que par leur stéréoisomérie donnent des produits stéréochimiquement différents : comment qualifie-t-on cette réaction ?

Une réaction stéréospécifique
Une réaction non stéréospécifique
Une réaction régiosélective
Une réaction non régiosélective

Une réaction stéréospécifique

Explication

Une réaction stéréospécifique produit des résultats stéréochimiques différents selon la stéréoisomérie du réactif. Une réaction non stéréospécifique ne présente pas cette dépendance.

9. Quelles conditions peuvent être utilisées pour l’hydrogénation catalytique d’un alcène ?

Un catalyseur comme OsO₄, sous 10 à 14 atm et sous 100 °C
Un catalyseur comme Pt ou Ni, sous 10 à 14 atm et au-dessus de 100 °C
Un catalyseur comme Pt ou Ni, sous 1 à 4 atm et sous 100 °C
Un catalyseur comme H₂SO₄, sous 1 à 4 atm et sous 100 °C

Un catalyseur comme Pt ou Ni, sous 1 à 4 atm et sous 100 °C

Explication

L’hydrogénation catalytique peut employer notamment Pt, Ni, Co ou Rh, à une pression de 1 à 4 atm et à une température inférieure à 100 °C. H₂SO₄ catalyse plutôt l’hydratation des alcènes, et non leur hydrogénation.

10. Lorsqu’un alcène est hydrogéné sur un métal catalytique, de quel côté de la double liaison les deux atomes d’hydrogène s’ajoutent-ils ?

De côtés opposés, après formation d’un radical carboné
Du même côté, après protonation par un hydracide HX
De côtés opposés, après formation d’un ion halogénium cyclique
Du même côté, après adsorption de l’hydrogène sur le métal

Du même côté, après adsorption de l’hydrogène sur le métal

Explication

Le métal adsorbe l’hydrogène et favorise l’ajout des deux hydrogènes du même côté de la double liaison, ce qui correspond à une addition CIS. L’attaque par la face opposée caractérise plutôt l’addition anti des halogènes.

11. Lors de l’addition ionique de HX à un alcène, sur quel carbone l’hydrogène se fixe-t-il selon la règle de Markovnikov ?

Sur le carbone portant déjà le plus grand nombre d’atomes d’hydrogène
Sur le carbone le plus substitué par des groupements électrodonneurs
Sur le carbone le plus éloigné de la double liaison
Sur le carbone le moins substitué par des groupements électrodonneurs

Sur le carbone le moins substitué par des groupements électrodonneurs

Explication

Selon la règle de Markovnikov formulée ici, l’hydrogène se fixe sur le carbone le moins substitué par des groupements électrodonneurs. Le placement sur le carbone le plus substitué inverse cette orientation.

12. Quelle comparaison décrit correctement l’addition des halogènes aux alcènes ?

Cl₂ et Br₂ s’ajoutent de manière CIS, tandis que l’addition de I₂ est thermodynamiquement impossible
Cl₂ et Br₂ s’ajoutent de manière anti, tandis que l’addition de I₂ est thermodynamiquement impossible
Br₂ et I₂ s’ajoutent de manière CIS, tandis que l’addition de Cl₂ est thermodynamiquement impossible
Cl₂ et I₂ s’ajoutent de manière anti, tandis que l’addition de Br₂ est thermodynamiquement impossible

Cl₂ et Br₂ s’ajoutent de manière anti, tandis que l’addition de I₂ est thermodynamiquement impossible

Explication

L’addition de Cl₂ ou de Br₂ aux alcènes est anti, alors que l’addition de I₂ est indiquée comme thermodynamiquement impossible. L’addition CIS est associée à l’hydrogénation catalytique, pas à ces halogénations.

13. Quel enchaînement mécanistique explique l’addition anti de Cl₂ ou Br₂ à un alcène ?

Formation d’un complexe π, puis d’un halogénium cyclique attaqué par un nucléophile sur la face opposée
Adsorption de l’halogène sur un métal, puis ajout des deux atomes sur la même face
Formation d’un radical carboné, puis capture de l’halogène sur la face opposée
Formation d’un complexe π, puis d’un carbocation ouvert attaqué par un nucléophile sur la même face

Formation d’un complexe π, puis d’un halogénium cyclique attaqué par un nucléophile sur la face opposée

Explication

L’alcène forme d’abord un complexe π, puis un ion halogénium cyclique, que le nucléophile attaque par la face opposée, conduisant à l’addition anti. Un carbocation ouvert ne correspond pas à l’intermédiaire cyclique décrit pour cette halogénation.

14. Quelle différence distingue l’hydroxylation par OsO₄ de l’oxydation par KMnO₄ ?

OsO₄ peut conduire à des cétones et des acides, tandis que KMnO₄ s’arrête au diol
Les deux réactifs conduisent directement à des cétones et des acides sans former de diol
Les deux réactifs s’arrêtent au diol, mais seul OsO₄ oxyde ensuite les alcènes
OsO₄ conduit au diol, tandis que KMnO₄ peut poursuivre l’oxydation vers des cétones et des acides

OsO₄ conduit au diol, tandis que KMnO₄ peut poursuivre l’oxydation vers des cétones et des acides

Explication

L’hydroxylation par OsO₄ s’arrête au diol, tandis que KMnO₄ peut poursuivre l’oxydation et former des cétones et des acides. L’arrêt au diol caractérise OsO₄, et non KMnO₄ dans cette comparaison.

15. Quel produit caractérise l’hydroboration-oxydation d’un alcène asymétrique ?

Un alcool issu d’une addition anti, avec OH sur le carbone le moins substitué
Un alcool issu d’une addition CIS, avec OH sur le carbone le moins substitué
Un alcool issu d’une addition anti, avec OH sur le carbone le plus substitué
Un alcool issu d’une addition CIS, avec OH sur le carbone le plus substitué

Un alcool issu d’une addition CIS, avec OH sur le carbone le moins substitué

Explication

L’hydroboration-oxydation produit un alcool par addition CIS et place le groupe OH sur le carbone le moins substitué. Le placement de OH sur le carbone le plus substitué correspond plutôt à l’orientation de l’hydratation acide selon Markovnikov.

16. Pourquoi une addition radicalaire s’oriente-t-elle souvent selon la règle anti-Markovnikov ?

Parce qu’elle favorise la formation du radical intermédiaire le plus stable, selon tertiaire > secondaire > primaire
Parce qu’elle favorise la formation du radical intermédiaire le moins stable, selon primaire > secondaire > tertiaire
Parce qu’elle place le groupe OH sur le carbone le moins substitué par addition CIS
Parce qu’elle forme d’abord un carbocation, selon tertiaire > secondaire > primaire

Parce qu’elle favorise la formation du radical intermédiaire le plus stable, selon tertiaire > secondaire > primaire

Explication

L’orientation anti-Markovnikov s’explique par la formation préférentielle du radical intermédiaire le plus stable, avec l’ordre tertiaire, secondaire, puis primaire. Un mécanisme passant par un carbocation ne décrit pas cette explication radicalaire.

17. Lorsqu’un alcène est époxydé par un peracide, quelle caractéristique décrit la formation de l’époxyde ?

L’addition est trans et se déroule en deux étapes ioniques.
L’addition est trans et passe par un radical allylique.
L’addition est cis et passe par un carbocation libre.
L’addition est cis et se déroule en une étape concertée.

L’addition est cis et se déroule en une étape concertée.

Explication

Le peracide époxyde l’alcène de façon stéréospécifique cis au cours d’une étape concertée. L’ouverture ultérieure de l’époxyde peut relever d’un mécanisme de type SN2, mais ce n’est pas le mécanisme de sa formation.

18. Quel type de transformation est la réaction de Diels-Alder et quel produit caractéristique forme-t-elle ?

Une cycloaddition péricyclique [4+2] entre un diène et un composé éthylénique, formant un cyclohexène substitué.
Une substitution nucléophile entre un diène et un composé éthylénique, formant un cyclohexane substitué.
Une cycloaddition péricyclique [2+2] entre deux alcènes, formant un cyclobutane substitué.
Une addition radicalaire [4+2] entre deux diènes, formant un cyclohexène non substitué.

Une cycloaddition péricyclique [4+2] entre un diène et un composé éthylénique, formant un cyclohexène substitué.

Explication

La réaction de Diels-Alder associe un diène et un composé éthylénique dans une cycloaddition péricyclique [4+2], qui donne un cyclohexène substitué. Une cycloaddition [2+2] formerait plutôt un cycle à quatre atomes et ne correspond pas à cette réaction.

19. Quel résultat peut-on attendre de l’oxydation brutale d’un alcène par du KMnO₄ concentré à chaud ?

L’ajout de deux groupes hydroxyle sur la double liaison, avec conservation de la chaîne carbonée.
La réduction de la double liaison, avec formation d’un alcane sans coupure de la chaîne.
La coupure de la chaîne au niveau de la double liaison, avec formation de composés carbonylés ou d’acides.
La substitution du carbone allylique, avec conservation de la double liaison et formation d’un halogénure.

La coupure de la chaîne au niveau de la double liaison, avec formation de composés carbonylés ou d’acides.

Explication

Le KMnO₄ concentré à chaud provoque une coupure de la chaîne au niveau de la double liaison et peut conduire à des composés carbonylés ou à des acides. L’hydroxylation douce peut former un diol sans cette coupure, mais ce n’est pas le résultat de l’oxydation brutale.

20. Lors d’une ozonolyse, que devient l’ozonide formé après réaction de l’ozone avec la double liaison ?

Il est isolé comme produit final avant que les produits carbonylés ne se forment.
Il se transforme par chauffage en diol sans traitement réducteur ni oxydant.
Il se décompose en radicaux qui substituent le carbone voisin de la double liaison.
Il est ensuite réduit ou oxydé sans être isolé, ce qui mène aux produits de la réaction.

Il est ensuite réduit ou oxydé sans être isolé, ce qui mène aux produits de la réaction.

Explication

L’ozone réagit d’abord avec la double liaison pour former un ozonide, puis celui-ci est traité par réduction ou oxydation sans être isolé. Les produits carbonylés sont obtenus après ce traitement, et non par isolement préalable de l’ozonide.

21. Lors d’une substitution allylique réalisée à l’aide de NBS, où se produit la substitution et par quel type d’espèces peut-elle être favorisée ?

Sur le carbone éloigné de la double liaison, par production de radicaux.
Sur l’oxygène d’un groupe carbonyle, par formation d’un nucléophile.
Sur le carbone voisin de la double liaison, par production de radicaux.
Sur un carbone de la double liaison, par formation d’un carbocation.

Sur le carbone voisin de la double liaison, par production de radicaux.

Explication

La substitution allylique concerne le carbone adjacent à la double liaison et peut être réalisée en produisant des radicaux à partir du NBS. Une substitution sur un carbone de la double liaison ne correspond pas à la position allylique.

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Quelle est la formule générale des alcènes ?

CnH2n\mathrm{C_nH_{2n}}

Quels autres noms désignent les alcènes ?

Hydrocarbures éthyléniques ou oléfines.

Quelles liaisons composent la double liaison C=C ?

Une liaison σ\sigma et une liaison π\pi.

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