QCM : Réactions organiques et acides aminés (63 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Comment définit-on une orbitale atomique dans le modèle probabiliste ?

Un niveau énergétique où tous les électrons de l’atome sont nécessairement présents
Une région du noyau où la probabilité de trouver un proton dépasse 95 %
Une trajectoire fixe autour du noyau parcourue par un électron à énergie constante
Une région autour du noyau où la probabilité de trouver un électron dépasse 95 %

Une région autour du noyau où la probabilité de trouver un électron dépasse 95 %

Explication

Une orbitale atomique désigne une région de l’espace autour du noyau où la probabilité de trouver un électron est supérieure à 95 %. L’idée d’une trajectoire fixe correspond à une représentation différente et ne décrit pas cette définition probabiliste.

2. Lors du recouvrement de deux orbitales atomiques d’hydrogène, quelle relation entre les orbitales moléculaires formées et leur énergie est correcte ?

ψ est antiliante et de plus basse énergie, tandis que ψ* est liante et de plus haute énergie
ψ et ψ* sont liantes, mais ψ* possède une énergie inférieure à celle de ψ
ψ est liante et de plus basse énergie, tandis que ψ* est antiliante et de plus haute énergie
ψ et ψ* sont antiliantes, mais ψ possède une énergie supérieure à celle de ψ*

ψ est liante et de plus basse énergie, tandis que ψ* est antiliante et de plus haute énergie

Explication

Le recouvrement forme une orbitale liante ψ, plus basse en énergie, et une orbitale antiliante ψ*, plus élevée en énergie. La confusion courante consiste à inverser les rôles de ψ et de ψ*.

3. Quelle description distingue correctement une liaison σ d’une liaison π ?

Une liaison σ résulte d’un recouvrement latéral et permet la rotation, tandis qu’une liaison π vient d’un recouvrement axial d’orbitales p
Une liaison σ résulte d’un recouvrement axial et permet la rotation, tandis qu’une liaison π vient d’un recouvrement latéral d’orbitales p parallèles
Une liaison σ résulte d’un recouvrement latéral d’orbitales p et bloque la rotation, tandis qu’une liaison π vient d’un recouvrement axial
Une liaison σ résulte d’un recouvrement axial et bloque la rotation, tandis qu’une liaison π vient d’un recouvrement latéral d’orbitales p

Une liaison σ résulte d’un recouvrement axial et permet la rotation, tandis qu’une liaison π vient d’un recouvrement latéral d’orbitales p parallèles

Explication

La liaison σ provient du recouvrement axial d’orbitales de même axe et permet la libre rotation ; la liaison π provient du recouvrement latéral de deux orbitales p parallèles. La proposition qui attribue le blocage de la rotation à la liaison σ inverse le comportement décrit.

4. Que permet de connaître une formule brute, et quelle information ne fournit-elle pas ?

Le nombre et la nature des atomes, mais pas l’enchaînement du squelette carboné
L’enchaînement du squelette carboné, mais pas le nombre d’atomes présents
La géométrie spatiale des liaisons, mais pas la nature des atomes présents
La position des groupes fonctionnels, mais pas le nombre d’atomes d’hydrogène

Le nombre et la nature des atomes, mais pas l’enchaînement du squelette carboné

Explication

La formule brute indique le nombre et la nature des atomes d’une molécule, sans préciser l’enchaînement de son squelette carboné. La structure du squelette nécessite une représentation qui renseigne sur les liaisons entre les atomes.

5. Dans une formule topologique, comment représente-t-on les carbones et les hydrogènes ?

Les hétéroatomes sont omis, tandis que les carbones et tous leurs hydrogènes sont explicitement indiqués
Les extrémités et les angles des segments figurent les carbones, et seuls les hydrogènes liés aux hétéroatomes sont écrits
Chaque carbone est écrit par son symbole, et tous les hydrogènes liés aux carbones sont indiqués
Les segments figurent les liaisons carbone-carbone, mais leurs extrémités représentent des hydrogènes

Les extrémités et les angles des segments figurent les carbones, et seuls les hydrogènes liés aux hétéroatomes sont écrits

Explication

En représentation topologique, les segments indiquent les liaisons carbone-carbone et leurs extrémités ou angles correspondent à des carbones ; seuls les hydrogènes liés aux hétéroatomes sont représentés. Écrire chaque carbone et ses hydrogènes correspond à une représentation plus explicite.

6. Deux molécules sont des isomères de constitution : par quelles différences leur constitution peut-elle varier ?

Par la formule brute, tout en conservant le même squelette et les mêmes liaisons
Par l’orientation spatiale de groupes sans changement de leurs connexions ni de leur fonction
Par la conformation obtenue par rotation autour d’une liaison simple carbone-carbone
Par le squelette carboné, la position d’un groupe fonctionnel ou la nature de la fonction chimique

Par le squelette carboné, la position d’un groupe fonctionnel ou la nature de la fonction chimique

Explication

Les isomères de constitution peuvent différer par le squelette carboné, par la position d’un groupe fonctionnel ou par la fonction chimique elle-même. Une simple rotation autour d’une liaison simple modifie la conformation, pas la constitution.

7. Un carbone possède une hybridation sp2 : quelle géométrie et quel angle de liaison lui correspondent ?

Une géométrie trigonale plane avec des angles d’environ 120°
Une géométrie tétraédrique avec des angles d’environ 109,5°
Une géométrie linéaire avec des angles d’environ 180°
Une géométrie pyramidale avec des angles d’environ 90°

Une géométrie trigonale plane avec des angles d’environ 120°

Explication

L’hybridation sp2 correspond à une géométrie trigonale plane et à des angles d’environ 120°. La géométrie tétraédrique et les angles de 109,5° sont associés à l’hybridation sp3.

8. Qu’est-ce qui caractérise une conformation moléculaire ?

Une disposition spatiale définie par la rotation autour d’une liaison multiple, qui ne peut pas s’interconvertir
Une disposition spatiale obtenue par rotation autour d’une liaison simple carbone-carbone, qui s’interconvertit généralement rapidement
Une disposition spatiale déterminée par une nouvelle connectivité entre atomes, qui s’interconvertit rapidement
Une disposition spatiale obtenue par rupture d’une liaison, qui reste généralement isolable à température ambiante

Une disposition spatiale obtenue par rotation autour d’une liaison simple carbone-carbone, qui s’interconvertit généralement rapidement

Explication

Une conformation est une disposition spatiale accessible par rotation autour d’une liaison simple carbone-carbone ; les conformations s’interconvertissent généralement vite et ne sont pas isolables. Une modification de connectivité décrit plutôt une différence de constitution, et non un changement conformationnel.

9. Pourquoi la conformation décalée de l’éthane est-elle plus stable que sa conformation éclipsée ?

Son angle dièdre de 90° aligne les liaisons C–H et réduit la gêne stérique de la forme décalée
Son angle dièdre de 0° réduit la gêne stérique entre les hydrogènes, contrairement à l’angle de 180° de la forme éclipsée
Son angle dièdre de 180° réduit la gêne stérique entre les hydrogènes, contrairement à l’angle de 0° de la forme éclipsée
Son angle dièdre de 180° augmente les interactions entre hydrogènes, ce qui stabilise davantage la forme décalée

Son angle dièdre de 180° réduit la gêne stérique entre les hydrogènes, contrairement à l’angle de 0° de la forme éclipsée

Explication

Dans l’éthane, la forme décalée présente un angle dièdre de 180° et réduit la gêne stérique entre hydrogènes, ce qui la rend plus stable. La forme éclipsée correspond à un angle de 0° et présente davantage de gêne stérique.

10. Dans le méthylcyclohexane, quelle conséquence a le passage du méthyle de la position axiale à la position équatoriale ?

La conformation équatoriale est plus stable de 7,5 kJ·mol⁻¹, car elle évite deux interactions 1,3-diaxiales
La conformation équatoriale est plus stable de 7,5 kJ·mol⁻¹, car elle crée deux interactions 1,3-diaxiales
Les deux conformations ont la même stabilité, car le méthyle ne produit pas d’interactions 1,3-diaxiales
La conformation axiale est plus stable de 7,5 kJ·mol⁻¹, car elle évite deux interactions 1,3-diaxiales

La conformation équatoriale est plus stable de 7,5 kJ·mol⁻¹, car elle évite deux interactions 1,3-diaxiales

Explication

La forme où le méthyle est équatorial est plus stable de 7,5 kJ·mol⁻¹ que la forme axiale, laquelle subit deux interactions 1,3-diaxiales. La position axiale n’évite donc pas ces interactions, mais les entraîne.

11. Une molécule possède un carbone tétraédrique lié à quatre substituants différents, mais aussi un plan de symétrie : quelle conclusion est correcte ?

Elle ne possède pas de centre tétraédrique, car un plan de symétrie annule les liaisons du carbone
Elle possède un carbone asymétrique, mais le plan de symétrie peut rendre la molécule achirale
Elle est achirale, car un carbone lié à quatre substituants différents n’est pas asymétrique
Elle est nécessairement chirale, car un carbone asymétrique suffit à empêcher tout plan de symétrie

Elle possède un carbone asymétrique, mais le plan de symétrie peut rendre la molécule achirale

Explication

Un carbone lié à quatre substituants différents est asymétrique, mais sa présence ne garantit pas la chiralité de toute la molécule si un plan de symétrie existe. L’affirmation qu’un tel carbone suffit à rendre la molécule chirale néglige les composés méso.

12. Quelle propriété définit la chiralité d’une molécule ?

Elle est superposable à son image dans un miroir après rotation.
Elle possède nécessairement un carbone lié à quatre hydrogènes différents.
Elle comporte toujours deux centres stéréogènes de configurations opposées.
Elle n’est pas superposable à son image dans un miroir.

Elle n’est pas superposable à son image dans un miroir.

Explication

Une molécule chirale ne peut pas être superposée à son image miroir. Une molécule superposable à cette image est achirale.

13. Une molécule possède un plan de symétrie : quelle conclusion peut-on en tirer sur sa chiralité ?

Elle est chirale si son image miroir présente un plan de symétrie différent.
Elle est achirale, même si elle possède des carbones asymétriques.
Elle est chirale dès qu’elle possède au moins un carbone asymétrique.
Elle est achirale seulement si elle ne possède aucun carbone asymétrique.

Elle est achirale, même si elle possède des carbones asymétriques.

Explication

La présence d’un plan ou d’un centre de symétrie caractérise une molécule achirale. Un carbone asymétrique ne suffit donc pas à rendre chirale une molécule qui possède un plan de symétrie.

14. Quel critère permet d’identifier un carbone asymétrique ?

C’est un carbone tétraédrique lié à quatre substituants différents.
C’est un carbone tétraédrique lié à deux paires de substituants identiques.
C’est un carbone trigonal lié à trois substituants différents.
C’est un carbone engagé dans une double liaison avec deux substituants différents.

C’est un carbone tétraédrique lié à quatre substituants différents.

Explication

Un carbone asymétrique est tétraédrique et porte quatre substituants différents. Un carbone trigonal engagé dans une double liaison ne correspond pas à cette définition.

15. Quelle caractéristique distingue deux énantiomères ?

Ils sont images l’un de l’autre dans un miroir et non superposables, avec des pouvoirs rotatoires spécifiques opposés.
Ils sont images l’un de l’autre dans un miroir et superposables, avec le même pouvoir rotatoire spécifique.
Ils diffèrent par une seule configuration et possèdent des pouvoirs rotatoires spécifiques identiques.
Ils ne sont pas images l’un de l’autre dans un miroir et diffèrent par plusieurs propriétés physicochimiques.

Ils sont images l’un de l’autre dans un miroir et non superposables, avec des pouvoirs rotatoires spécifiques opposés.

Explication

Les énantiomères sont des images miroir non superposables et leurs pouvoirs rotatoires spécifiques sont opposés. Des stéréoisomères qui ne sont pas images miroir l’un de l’autre sont des diastéréoisomères.

16. Comment l’effet inductif se transmet-il dans une molécule ?

Par les liaisons hydrogène, en partageant des doublets non liants.
Par les liaisons π, en délocalisant les électrons sur un système conjugué.
Par les liaisons σ, en transmettant la polarisation d’une liaison.
Par les interactions entre molécules, en transférant des protons.

Par les liaisons σ, en transmettant la polarisation d’une liaison.

Explication

L’effet inductif transmet, le long des liaisons σ, la polarisation causée par l’attraction d’un doublet électronique. La délocalisation des électrons π ou n par conjugaison correspond à l’effet mésomère.

17. Quel effet inductif exerce généralement un groupement alkyle, et pourquoi ?

Un effet attracteur (-I), car il possède nécessairement une charge négative.
Un effet attracteur (-I), car il est moins électronégatif que le carbone.
Un effet donneur (+I), car il est plus électronégatif que le carbone.
Un effet donneur (+I), car il est moins électronégatif que le carbone.

Un effet donneur (+I), car il est moins électronégatif que le carbone.

Explication

Les groupements alkyles, moins électronégatifs que le carbone, ont un effet inductif donneur (+I). Un groupement plus électronégatif que le carbone, comme un halogène, exerce plutôt un effet attracteur (-I).

18. Que devient l’effet inductif lorsque la distance au groupement responsable augmente ?

Il augmente rapidement et devient maximal au-delà de trois à quatre liaisons.
Il reste presque constant et ne dépend pas du nombre de liaisons.
Il change de signe après trois à quatre liaisons, sans diminuer en intensité.
Il décroît rapidement et devient pratiquement nul au-delà de trois à quatre liaisons.

Il décroît rapidement et devient pratiquement nul au-delà de trois à quatre liaisons.

Explication

La transmission inductive s’atténue rapidement avec la distance et devient pratiquement nulle après trois à quatre liaisons. Elle ne s’amplifie donc pas en s’éloignant du groupement.

19. Comment un groupement attracteur par effet inductif modifie-t-il l’acidité d’un acide carboxylique ou d’un alcool ?

Il augmente l’acidité, tandis qu’un groupement donneur la diminue.
Il laisse l’acidité inchangée, quel que soit le groupement.
Il augmente l’acidité, tout comme un groupement donneur.
Il diminue l’acidité, tandis qu’un groupement donneur l’augmente.

Il augmente l’acidité, tandis qu’un groupement donneur la diminue.

Explication

Un groupement attracteur (-I) augmente l’acidité des acides carboxyliques et des alcools, alors qu’un groupement donneur (+I) la diminue. L’effet d’un groupement donneur n’est donc pas une augmentation parallèle de l’acidité.

20. Qu’apporte un mécanisme réactionnel par rapport à une équation bilan ?

Il indique les réactifs et les produits sans détailler les étapes qui les relient.
Il recense les produits possibles sans indiquer les réactifs de départ.
Il précise les conditions expérimentales sans représenter la transformation chimique.
Il décrit la succession chronologique des étapes élémentaires entre réactifs et produits.

Il décrit la succession chronologique des étapes élémentaires entre réactifs et produits.

Explication

Un mécanisme réactionnel détaille les étapes élémentaires qui conduisent des réactifs aux produits. Une équation bilan indique les réactifs et les produits, mais ne montre pas ces étapes.

21. Lors d’une rupture homolytique d’une liaison, que devient le doublet liant ?

Un atome récupère les deux électrons, ce qui forme deux ions.
Chaque atome récupère les deux électrons, ce qui forme deux anions.
Les électrons restent partagés, ce qui forme deux molécules neutres.
Chaque atome récupère un électron, ce qui forme des radicaux libres.

Chaque atome récupère un électron, ce qui forme des radicaux libres.

Explication

Dans une homolyse, chacun des deux atomes reçoit un électron du doublet, et des radicaux libres se forment. L’attribution des deux électrons à un seul atome correspond à une rupture hétérolytique, qui forme des ions.

22. Comment un nucléophile forme-t-il une liaison avec un autre centre ?

Il dissocie une liaison en donnant un électron à chaque atome.
Il accepte un doublet électronique depuis un centre pauvre en électrons.
Il transfère un proton depuis un centre riche en protons.
Il donne un doublet électronique depuis un centre riche en électrons.

Il donne un doublet électronique depuis un centre riche en électrons.

Explication

Un nucléophile est un centre riche en électrons qui forme une liaison en donnant un doublet électronique. L’acceptation d’un doublet caractérise plutôt un électrophile.

23. Quelle distinction sépare les notions d’acidité et de basicité de celles de nucléophilie et d’électrophilie ?

Les premières sont cinétiques et liées à la vitesse de réaction, les secondes sont thermodynamiques et liées à des constantes d’équilibre.
Les quatre notions sont cinétiques et se définissent par la vitesse de réaction.
Les premières sont thermodynamiques et liées à des constantes d’équilibre, les secondes sont cinétiques et liées à la vitesse de réaction.
Les quatre notions sont thermodynamiques et se définissent par des constantes d’équilibre.

Les premières sont thermodynamiques et liées à des constantes d’équilibre, les secondes sont cinétiques et liées à la vitesse de réaction.

Explication

L’acidité et la basicité sont des notions thermodynamiques caractérisées par des constantes d’équilibre, tandis que nucléophilie et électrophilie sont cinétiques et liées à la vitesse. La distinction inverse confond l’équilibre avec la cinétique.

24. Quelle distinction oppose les définitions d’un acide selon Brønsted-Lowry et selon Lewis ?

Brønsted-Lowry définit l’acide comme un accepteur de proton, tandis que Lewis le définit comme un donneur d’électrons.
Brønsted-Lowry définit l’acide comme un donneur d’électrons, tandis que Lewis le définit comme un accepteur de proton.
Brønsted-Lowry définit l’acide comme un donneur de proton, tandis que Lewis le définit comme un accepteur d’électrons.
Brønsted-Lowry définit l’acide comme un accepteur d’électrons, tandis que Lewis le définit comme un donneur de proton.

Brønsted-Lowry définit l’acide comme un donneur de proton, tandis que Lewis le définit comme un accepteur d’électrons.

Explication

Dans le modèle de Brønsted-Lowry, un acide cède un proton, alors que dans celui de Lewis, un acide accepte une paire d’électrons. La confusion plausible consiste à attribuer à Lewis le transfert de proton, qui caractérise plutôt Brønsted-Lowry.

25. Pourquoi le LDA peut-il déprotoner un composé sans agir comme nucléophile ?

Son caractère électrophile favorise la capture d’un proton, tandis que sa charge positive limite son attaque nucléophile.
Sa forte basicité favorise la capture d’un proton, tandis que son encombrement stérique limite son attaque nucléophile.
Sa forte basicité favorise la capture d’électrons, tandis que son encombrement stérique empêche la formation d’une base.
Sa faible basicité favorise la capture d’un proton, tandis que sa petite taille limite son attaque nucléophile.

Sa forte basicité favorise la capture d’un proton, tandis que son encombrement stérique limite son attaque nucléophile.

Explication

Le LDA est une base très forte, avec un pKa de 36 dans le THF, mais son encombrement stérique lui retire des propriétés nucléophiles. Une petite taille ne rendrait pas compte de cette limitation stérique.

26. Quelle structure décrit un carbocation classique ?

Un carbone sp³ tétraédrique, portant la charge négative, avec huit électrons et un doublet libre.
Un carbone sp² plan, portant la charge négative, avec huit électrons et une orbitale p occupée.
Un carbone sp² plan, portant la charge positive, avec six électrons et une orbitale p vacante.
Un carbone sp³ tétraédrique, portant la charge positive, avec six électrons et un doublet libre.

Un carbone sp² plan, portant la charge positive, avec six électrons et une orbitale p vacante.

Explication

Le carbocation est déficitaire en électrons : le carbone chargé positivement est sp², trigonal plan, possède six électrons et une orbitale p vacante. La structure tétraédrique sp³ avec un doublet libre décrit plutôt un carbanion.

27. Lorsqu’on compare des carbocations, quelle combinaison tend à accroître leur stabilité ?

Une substitution alkyle réduite et des effets attracteurs renforcés, plutôt qu’une délocalisation mésomère.
Des effets électroniques attracteurs plus importants et une délocalisation mésomère réduite, plutôt qu’une substitution alkyle.
Une délocalisation mésomère réduite et une substitution alkyle accrue, plutôt que des effets attracteurs.
Une substitution alkyle plus importante et une délocalisation mésomère accrue, plutôt que des effets attracteurs.

Une substitution alkyle plus importante et une délocalisation mésomère accrue, plutôt que des effets attracteurs.

Explication

Les groupes alkyle et la délocalisation mésomère stabilisent la charge positive du carbocation, tandis que les effets attracteurs la déstabilisent. Des effets attracteurs renforcés ne constituent donc pas le facteur stabilisant recherché.

28. Quelle description correspond à un carbanion ?

Un carbone sp³ tétraédrique portant une charge négative, huit électrons et un doublet libre.
Un carbone sp³ tétraédrique portant une charge positive, huit électrons et un doublet libre.
Un carbone sp² plan portant une charge négative, six électrons et une orbitale p vacante.
Un carbone sp² plan portant une charge positive, six électrons et une orbitale p vacante.

Un carbone sp³ tétraédrique portant une charge négative, huit électrons et un doublet libre.

Explication

Un carbanion porte une charge négative sur un carbone sp³ tétraédrique qui possède huit électrons et un doublet libre. La géométrie plane et l’orbitale p vacante sont caractéristiques du carbocation, non du carbanion.

29. Quelles formules brutes distinguent un alcane acyclique d’un cycloalcane monocyclique ?

Un alcane suit CnH2n\mathrm{C_nH_{2n}} et un cycloalcane monocyclique suit CnH2n+2\mathrm{C_nH_{2n+2}}.
Un alcane suit CnH2n+2\mathrm{C_nH_{2n+2}} et un cycloalcane monocyclique suit CnH2n\mathrm{C_nH_{2n}}.
Un alcane suit CnH2n−2\mathrm{C_nH_{2n-2}} et un cycloalcane monocyclique suit CnH2n\mathrm{C_nH_{2n}}.
Un alcane suit CnH2n+2\mathrm{C_nH_{2n+2}} et un cycloalcane monocyclique suit CnH2n−2\mathrm{C_nH_{2n-2}}.

Un alcane suit $$\mathrm{C_nH_{2n+2}}$$ et un cycloalcane monocyclique suit $$\mathrm{C_nH_{2n}}$$.

Explication

La formule des alcanes est CnH2n+2\mathrm{C_nH_{2n+2}}, tandis que la fermeture d’un cycle correspond à deux hydrogènes de moins, donnant CnH2n\mathrm{C_nH_{2n}}. Inverser ces formules attribuerait à tort la formule acyclique au cycloalcane.

30. Dans l’halogénation radicalaire d’un alcane, quel enchaînement décrit les grandes étapes du mécanisme ?

L’amorçage forme des radicaux par homolyse de l’halogène, la propagation implique des réactions radicalaires, puis la terminaison consomme des radicaux.
L’amorçage forme des radicaux par homolyse de l’alcane, la propagation consomme les radicaux, puis la terminaison libère l’halogène.
L’amorçage forme des ions par hétérolyse de l’halogène, la propagation implique des réactions ioniques, puis la terminaison consomme des ions.
L’amorçage consomme les radicaux, la propagation forme l’halogène par homolyse, puis la terminaison produit de nouveaux radicaux.

L’amorçage forme des radicaux par homolyse de l’halogène, la propagation implique des réactions radicalaires, puis la terminaison consomme des radicaux.

Explication

L’amorçage génère des radicaux par homolyse de l’halogène, la propagation se déroule par réactions entre espèces radicalaires, et la terminaison les consomme. Une homolyse de l’alcane ne correspond pas à l’étape d’amorçage décrite ici.

31. Quelle caractéristique définit un dérivé halogéné ?

Il comporte un atome d’azote lié à un carbone dans une chaîne organique.
Il comporte un atome d’oxygène lié à un carbone par une liaison simple.
Il comporte au moins une liaison entre deux carbones, dont une est double.
Il comporte au moins une liaison entre un carbone et un halogène F, Cl, Br ou I.

Il comporte au moins une liaison entre un carbone et un halogène F, Cl, Br ou I.

Explication

Un dérivé halogéné contient au moins une liaison C–X, avec X égal à F, Cl, Br ou I. La présence d’une double liaison C=C caractérise une insaturation, mais ne définit pas un dérivé halogéné.

32. Quelle distinction décrit correctement les mécanismes SN1 et SN2 ?

La SN2 se déroule en deux étapes et dépend du substrat, tandis que la SN1 se déroule en une étape et dépend du nucléophile.
La SN2 se déroule en une étape et dépend du substrat et du nucléophile, tandis que la SN1 passe par un carbocation et dépend du substrat.
La SN2 passe par un carbocation et dépend du substrat, tandis que la SN1 se déroule en une étape et dépend du nucléophile.
La SN2 et la SN1 se déroulent en une étape et leur vitesse dépend du substrat et du nucléophile.

La SN2 se déroule en une étape et dépend du substrat et du nucléophile, tandis que la SN1 passe par un carbocation et dépend du substrat.

Explication

La SN2 est concertée et sa vitesse dépend à la fois du substrat et du nucléophile ; la SN1 forme un carbocation et sa vitesse dépend du substrat. L’attribution du carbocation à la SN2 inverse les caractéristiques des deux mécanismes.

33. Lors d’une substitution SN2 sur un centre chiral, quel changement stéréochimique est généralement observé ?

Une inversion de configuration, appelée inversion de Walden, due à l’attaque opposée au nucléofuge.
Une perte de configuration, due à la rupture préalable de deux liaisons du substrat.
Une rétention de configuration, due à l’attaque du nucléophile du côté du nucléofuge.
Un mélange racémique, dû à la formation d’un carbocation plan comme intermédiaire.

Une inversion de configuration, appelée inversion de Walden, due à l’attaque opposée au nucléofuge.

Explication

Le nucléophile attaque à l’opposé du nucléofuge dans une SN2, ce qui entraîne généralement l’inversion de Walden. Le mélange racémique est associé à la formation d’un carbocation, caractéristique de la SN1.

34. Quelle condition géométrique est requise pour l’élimination E2 ?

La liaison Cα–X doit se rompre avant l’arrachement de l’hydrogène par la base.
Les liaisons H–Cβ et Cα–X doivent adopter une disposition synpériplanaire.
Les liaisons H–Cβ et Cα–X doivent adopter une disposition anticoplanaire.
Un carbocation doit se former avant que la base n’arrache l’hydrogène.

Les liaisons H–Cβ et Cα–X doivent adopter une disposition anticoplanaire.

Explication

L’E2 est concertée et requiert une disposition anticoplanaire des liaisons H–Cβ et Cα–X. La formation préalable d’un carbocation correspond à une élimination E1, et non au mécanisme E2.

35. Quelle proposition caractérise un alcène acyclique ?

C’est un hydrocarbure de formule CnH2n−2\mathrm{C_nH_{2n-2}} dont une liaison triple permet l’isomérie E/Z.
C’est un hydrocarbure de formule CnH2n+2\mathrm{C_nH_{2n+2}} dont les liaisons simples permettent l’isomérie E/Z.
C’est un hydrocarbure de formule CnH2n\mathrm{C_nH_{2n}} dont la double liaison permet l’isomérie E/Z en empêchant la libre rotation.
C’est un hydrocarbure de formule CnH2n\mathrm{C_nH_{2n}} dont la double liaison tourne librement et empêche l’isomérie E/Z.

C’est un hydrocarbure de formule $$\mathrm{C_nH_{2n}}$$ dont la double liaison permet l’isomérie E/Z en empêchant la libre rotation.

Explication

Un alcène acyclique est un hydrocarbure insaturé de formule CnH2n\mathrm{C_nH_{2n}}, et sa double liaison empêche la rotation libre, permettant l’isomérie E/Z. La formule CnH2n+2\mathrm{C_nH_{2n+2}} correspond aux alcanes acycliques, qui ne possèdent pas de double liaison.

36. Quelle séquence d’étapes caractérise une addition ionique sur un alcène ?

Un nucléophile attaque la double liaison, puis un carbanion formé est attaqué par un électrophile.
Un radical attaque la double liaison, puis un carbocation formé est attaqué par un nucléophile.
Un électrophile attaque la double liaison, puis le carbocation formé est attaqué par un nucléophile.
Un électrophile attaque la double liaison, puis un radical formé est attaqué par un nucléophile.

Un électrophile attaque la double liaison, puis le carbocation formé est attaqué par un nucléophile.

Explication

L’addition ionique commence par l’attaque électrophile de la double liaison et passe par un carbocation, ensuite attaqué par un nucléophile. Une attaque initiale par un radical décrit une autre voie réactionnelle.

37. En présence de peroxyde, un alcène terminal réagit avec HX selon une addition radicalaire : où se fixe l’halogène ?

Sur le carbone le moins substitué, conformément à l’orientation anti-Markovnikov.
Sur le carbone le plus substitué, conformément à l’orientation anti-Markovnikov.
Sur le carbone le moins substitué, conformément à l’orientation de Markovnikov.
Sur les deux carbones, ce qui produit un dérivé dihalogéné.

Sur le carbone le moins substitué, conformément à l’orientation anti-Markovnikov.

Explication

L’addition radicalaire de HX en présence de peroxyde donne un produit anti-Markovnikov, où l’halogène se fixe au carbone le moins substitué. L’orientation de Markovnikov place au contraire l’halogène sur le carbone le plus substitué dans ce type de comparaison.

38. Quel produit d’orientation distingue l’hydratation acide de l’hydroboration-oxydation d’un alcène asymétrique ?

L’hydratation acide donne l’alcool anti-Markovnikov, tandis que l’hydroboration-oxydation donne l’alcool de Markovnikov.
Les deux méthodes donnent l’alcool anti-Markovnikov, mais par des mécanismes différents.
L’hydratation acide donne l’alcool de Markovnikov, tandis que l’hydroboration-oxydation donne l’alcool anti-Markovnikov.
Les deux méthodes donnent l’alcool de Markovnikov, mais par des mécanismes différents.

L’hydratation acide donne l’alcool de Markovnikov, tandis que l’hydroboration-oxydation donne l’alcool anti-Markovnikov.

Explication

L’hydratation acide suit l’orientation de Markovnikov, tandis que l’hydroboration-oxydation forme l’alcool selon l’orientation anti-Markovnikov. Inverser ces orientations confond les deux méthodes d’hydratation.

39. Que se produit lors de l’époxydation d’un alcène par le MCPBA ?

Un atome d’oxygène du peracide est transféré de façon concertée à la double liaison.
Un hydrogène du peracide s’ajoute à chaque carbone de la double liaison.
Deux groupes hydroxyle sont ajoutés de façon concertée sur la double liaison.
La double liaison est coupée et convertie en deux composés carbonylés.

Un atome d’oxygène du peracide est transféré de façon concertée à la double liaison.

Explication

Le MCPBA est un peracide qui transfère de façon concertée un atome d’oxygène à la double liaison pour former un époxyde. L’ajout de deux groupes hydroxyle correspond plutôt à une dihydroxylation de l’alcène.

40. Quel produit résulte de l’ouverture basique d’un époxyde par hydrolyse ?

Un 1,2-diol cis, formé par une ouverture de type SN1.
Un composé carbonylé et un alcool, formés par une coupure oxydante.
Un 1,2-diol trans, formé par une ouverture de type SN2.
Un alcool et un alcène, formés par une élimination concertée.

Un 1,2-diol trans, formé par une ouverture de type SN2.

Explication

En milieu basique, l’ouverture de l’époxyde suit un mécanisme SN2 et produit un 1,2-diol trans. Une ouverture de type SN1 avec formation d’un carbocation ne décrit pas ce mécanisme basique.

41. Quel produit obtient-on avec un alcène traité par du KMnO₄ dilué et froid ?

Un diol vicinal, formé par addition cis des deux groupes OH.
Un diol vicinal, formé par addition trans des deux groupes OH.
Un époxyde, formé par transfert d’un atome d’oxygène à la double liaison.
Des produits de coupure oxydante, tels que des cétones et des acides carboxyliques.

Un diol vicinal, formé par addition cis des deux groupes OH.

Explication

Le KMnO₄ dilué et froid transforme l’alcène en diol vicinal par addition cis des deux groupes OH. La coupure oxydante en cétones et acides carboxyliques est associée au KMnO₄ concentré et chaud.

42. Quels réactifs s’unissent dans une réaction de Diels-Alder pour former un cyclohexène substitué ?

Un diène conjugué et un diénophile portant au moins un groupe électroattracteur insaturé, chauffés ensemble.
Deux alcènes simples portant des groupes électroattracteurs, chauffés ensemble.
Un diène non conjugué et un nucléophile saturé, mélangés à basse température.
Un époxyde et un alcane insaturé, chauffés en présence d’un acide.

Un diène conjugué et un diénophile portant au moins un groupe électroattracteur insaturé, chauffés ensemble.

Explication

La réaction de Diels-Alder unit à chaud un diène conjugué et un diénophile qui porte au moins un groupe électroattracteur insaturé, donnant un cyclohexène substitué appelé adduit. Deux alcènes simples ne fournissent pas le couple diène-diènophile requis.

43. Quelle formule brute correspond aux monoalcynes ?

CₙH₂ₙ₋₄
CₙH₂ₙ₋₂
CₙH₂ₙ₊₂
CₙH₂ₙ

CₙH₂ₙ₋₂

Explication

Les monoalcynes ont pour formule brute CₙH₂ₙ₋₂ et comprennent l’acétylène ainsi que les alcynes mono- et disubstitués. La formule CₙH₂ₙ correspond plutôt à celle des alcènes acycliques.

44. Pourquoi le proton porté par le carbone d’une triple liaison d’un alcyne vrai est-il particulièrement acide par rapport aux protons des autres hydrocarbures ?

Son pKa est d’environ 22 à 25, inférieur à celui des autres hydrocarbures.
Son pKa est d’environ 35 à 40, comme celui des autres hydrocarbures insaturés.
Son pKa est compris entre 8 et 11, comme celui des phénols.
Son pKa dépasse 50, ce qui le rend plus acide que les autres protons.

Son pKa est d’environ 22 à 25, inférieur à celui des autres hydrocarbures.

Explication

Le proton d’un alcyne vrai a un pKa de 22 à 25, nettement inférieur aux valeurs de 35 à 40 ou supérieures à 50 des autres hydrocarbures. La plage de 35 à 40 ne caractérise donc pas ce proton particulièrement acide.

45. Pour obtenir l’alcène E par semi-hydrogénation d’un alcyne, quel système réactionnel faut-il choisir ?

Du sulfate mercurique et de l’acide sulfurique aqueux.
Du sodium dans l’ammoniac liquide à −33 °C.
Du platine en présence d’hydrogène en quantité suffisante.
Un catalyseur de Lindlar désactivé en présence d’hydrogène.

Du sodium dans l’ammoniac liquide à −33 °C.

Explication

Le sodium dans l’ammoniac liquide à −33 °C conduit à l’alcène E, tandis que le catalyseur de Lindlar favorise l’alcène Z par addition cis. Le platine avec suffisamment d’hydrogène réalise plutôt l’hydrogénation complète jusqu’à l’alcane.

46. Quel est le produit final de l’hydratation d’un alcyne en présence de H₂SO₄ et de HgSO₄ ?

Un alcool obtenu directement par addition d’eau sans réarrangement.
Une cétone formée après tautomérie de l’énol.
Un alcane issu de la réduction complète de la triple liaison.
Un alcène Z formé par addition cis d’hydrogène.

Une cétone formée après tautomérie de l’énol.

Explication

L’hydratation en présence de H₂SO₄ et HgSO₄ forme d’abord un énol, qui se transforme par tautomérie en cétone. L’alcène Z est plutôt le produit d’une semi-hydrogénation avec le catalyseur de Lindlar.

47. Quelle caractéristique définit un alcool en chimie organique ?

Un groupe hydroxyle lié directement à un cycle aromatique.
Un atome d’oxygène inséré entre deux groupes carbonés.
Un groupe carbonyle lié à un groupe hydroxyle.
Un groupe hydroxyle lié à un carbone sp³.

Un groupe hydroxyle lié à un carbone sp³.

Explication

Un alcool possède un groupe OH lié à un carbone sp³. Un groupe OH fixé directement au cycle aromatique caractérise plutôt un phénol.

48. Quelle comparaison entre l’acidité des alcools et celle de l’eau est correcte ?

Les alcools ont un pKa de 35 à 40 et ont une acidité comparable à celle de l’eau.
Les alcools ont un pKa de 22 à 25 et sont plus forts comme acides que l’eau.
Les alcools ont un pKa de 16 à 19 et sont plus faibles comme acides que l’eau.
Les alcools ont un pKa de 8 à 11 et sont plus forts comme acides que l’eau.

Les alcools ont un pKa de 16 à 19 et sont plus faibles comme acides que l’eau.

Explication

Les alcools ont un pKa compris entre 16 et 19 et sont des acides de Brønsted plus faibles que l’eau. La plage de 8 à 11 correspond aux phénols, qui sont plus acides que les alcools.

49. Un alcool tertiaire est traité par HX concentré et en excès : quel mécanisme décrit généralement sa formation rapide en dérivé halogéné ?

Une substitution nucléophile unimoléculaire, ou SN1.
Une oxydation suivie d’une substitution du groupe carbonyle.
Une élimination bimoléculaire produisant un alcène.
Une substitution nucléophile bimoléculaire, ou SN2.

Une substitution nucléophile unimoléculaire, ou SN1.

Explication

Avec HX concentré et en excès, un alcool tertiaire forme rapidement un dérivé halogéné par SN1. Le mécanisme SN2 est plutôt associé aux alcools primaires, qui réagissent plus lentement.

50. Lors de la déshydratation d’un alcool par H₂SO₄ concentré à chaud, quel alcène est généralement favorisé ?

L’alcène le plus substitué, conformément à la règle de Zaïtsev.
L’isomère Z, car il est généralement plus stable que l’isomère E.
L’alcène le moins substitué, conformément à la règle de Markovnikov.
L’alcane correspondant, par hydrogénation de la double liaison.

L’alcène le plus substitué, conformément à la règle de Zaïtsev.

Explication

La déshydratation en milieu chaud et anhydre favorise majoritairement l’alcène le plus substitué selon la règle de Zaïtsev; parmi les isomères E et Z, E est souvent majoritaire. La règle de Markovnikov concerne l’orientation de certaines additions, pas cette élimination.

51. Quelle caractéristique structurale définit un composé organométallique ?

Il possède au moins une liaison carbone–oxygène, généralement polaire-covalente.
Il contient une liaison métal–oxygène où l’oxygène porte une charge positive.
Il comporte un métal associé à un cycle aromatique sans liaison au carbone.
Il possède au moins une liaison carbone–métal, généralement polaire-covalente.

Il possède au moins une liaison carbone–métal, généralement polaire-covalente.

Explication

Un composé organométallique possède au moins une liaison entre un carbone et un métal, généralement polaire-covalente, avec un carbone chargé négativement et un métal positivement. Une liaison carbone–oxygène ne suffit pas à définir cette famille.

52. Quelles propriétés caractérisent généralement les composés organométalliques ?

Des propriétés oxydantes et électrophiles.
Des propriétés acides et électrophiles.
Des propriétés basiques et nucléophiles.
Des propriétés neutres et principalement spectatrices.

Des propriétés basiques et nucléophiles.

Explication

Les organométalliques possèdent des propriétés basiques et nucléophiles. Les qualifier de principalement acides et électrophiles inverse leur comportement caractéristique.

53. Comment prépare-t-on un réactif de Grignard à partir d’un halogénure organique ?

En le faisant réagir avec du magnésium dans un éther humide.
En le faisant réagir avec du sodium dans l’eau.
En le faisant réagir avec du magnésium dans un éther anhydre.
En le faisant réagir avec du lithium dans un alcool aqueux.

En le faisant réagir avec du magnésium dans un éther anhydre.

Explication

La réaction de Grignard forme un organomagnésien à partir d’un halogénure organique et de magnésium dans un éther anhydre. Un éther humide est inadapté, car l’eau réagit avec les organomagnésiens.

54. Pourquoi prépare-t-on et utilise-t-on les organomagnésiens sous atmosphère inerte et dans un solvant anhydre ?

Ils nécessitent O₂ et H₂O pour convertir l’halogénure en organomagnésien.
Ils se décomposent principalement au contact de N₂ et d’Ar.
Ils réagissent avec les éthers anhydres, mais résistent à l’eau et au CO₂.
Ils réagissent avec O₂, CO₂ et H₂O, présents dans l’air ou l’humidité.

Ils réagissent avec O₂, CO₂ et H₂O, présents dans l’air ou l’humidité.

Explication

Les organomagnésiens sont sensibles à O₂, CO₂ et H₂O; on les protège donc avec une atmosphère inerte et un solvant anhydre. L’eau ne favorise pas leur préparation : elle réagit avec ces réactifs.

55. Quelle caractéristique distingue un acide aminé d’un acide carboxylique simple ?

Il contient un groupe amide lié à un carbone carbonylé.
Il possède deux groupes carboxyle et aucun groupe amino.
Il porte un groupe hydroxyle à la place du groupe carboxyle.
Il porte un groupe amino en plus de son groupe carboxyle.

Il porte un groupe amino en plus de son groupe carboxyle.

Explication

Un acide aminé est un acide carboxylique auquel est associé un groupe amino, et l’on distingue notamment les formes α et β selon leur position. Un groupe amide ne remplace pas le groupe amino caractéristique de cette définition.

56. Quelle proposition décrit correctement la chiralité et la configuration des α-aminoacides naturels ?

La cystéine est achirale, tandis que la glycine fait exception à la configuration S généralement observée.
La glycine est chirale, tandis que la cystéine fait exception à la configuration S généralement observée.
La glycine est achirale, tandis que la cystéine fait exception à la configuration S généralement observée.
La glycine est achirale, tandis que la cystéine est la seule de série D retenue dans les protéines.

La glycine est achirale, tandis que la cystéine fait exception à la configuration S généralement observée.

Explication

La glycine ne possède pas de carbone asymétrique, alors que la cystéine constitue l’exception à la configuration S habituelle des α-aminoacides naturels. Confondre les deux exceptions conduit à attribuer à la cystéine l’absence de chiralité.

57. Quelle description correspond à un zwitterion formé par un acide aminé ?

Une espèce globalement neutre portant des charges positives et négatives équilibrées.
Une espèce dépourvue de charges sur ses groupes ionisables.
Une espèce portant une charge nette négative à cause de son groupe carboxyle.
Une espèce portant uniquement une charge positive sur son groupe amino.

Une espèce globalement neutre portant des charges positives et négatives équilibrées.

Explication

Un zwitterion possède autant de charges positives que négatives et sa charge globale est nulle. Une forme ayant une charge nette non nulle n’est donc pas un zwitterion.

58. Comment la solubilité des acides aminés dans l’eau évolue-t-elle près de leur pHi et en milieu alcalin ?

Elle est très faible près du pHi et augmente en milieu alcalin par formation de sels.
Elle est très faible près du pHi et augmente en milieu alcalin par formation de complexes.
Elle reste comparable près du pHi et en milieu alcalin, sans changement de forme.
Elle est maximale près du pHi et diminue en milieu alcalin par formation de sels.

Elle est très faible près du pHi et augmente en milieu alcalin par formation de sels.

Explication

La solubilité aqueuse des acides aminés est très faible près de leur pHi et augmente en milieu alcalin lorsque des sels se forment. La formation de sels n’explique donc pas une diminution de solubilité en milieu alcalin.

59. Que signifie le caractère amphotère des acides aminés ?

Ils peuvent se dissoudre dans l’eau ou dans les solvants apolaires.
Ils peuvent former des liaisons peptidiques ou des bases de Schiff.
Ils peuvent porter une charge positive ou une charge négative, mais pas agir comme bases.
Ils peuvent se comporter comme des acides ou comme des bases.

Ils peuvent se comporter comme des acides ou comme des bases.

Explication

Une substance amphotère peut agir aussi bien comme un acide que comme une base. La possibilité de porter une charge positive ou négative décrit des formes ioniques, mais ne suffit pas à définir l’amphotérie.

60. Quelle succession d’étapes permet de préparer un α-aminoacide racémique par substitution nucléophile ?

Bromer le groupe carboxyle par Hell-Volhard-Zelinsky, puis remplacer l’oxygène par un nucléophile comme l’ammoniac.
Former une base de Schiff avec un aldéhyde, puis remplacer le groupe carbonyle par un nucléophile comme l’ammoniac.
Réduire l’acide carboxylique en alcool, puis remplacer un hydrogène par un nucléophile comme l’ammoniac.
Bromer en α l’acide carboxylique par Hell-Volhard-Zelinsky, puis remplacer le brome par un nucléophile comme l’ammoniac.

Bromer en α l’acide carboxylique par Hell-Volhard-Zelinsky, puis remplacer le brome par un nucléophile comme l’ammoniac.

Explication

La méthode introduit d’abord un brome en position α par la réaction de Hell-Volhard-Zelinsky, puis le brome est substitué par un nucléophile tel que l’ammoniac. La bromation du groupe carboxyle ne correspond pas à cette séquence.

61. Quel réactif peut réduire un acide aminé en aminoalcool ?

L’ammoniac ou un agent de bromation en position α.
La ninhydrine ou un aldéhyde en milieu aqueux.
HBr dans l’acide acétique ou un catalyseur d’hydrogénolyse.
LiAlH4 ou NaBH4/I2 dans le THF.

LiAlH4 ou NaBH4/I2 dans le THF.

Explication

Les acides aminés peuvent être réduits en aminoalcools à l’aide de LiAlH4 ou de NaBH4/I2 dans le THF. HBr dans l’acide acétique intervient plutôt dans la déprotection du carbamate Cbz.

62. Quel phénomène permet d’utiliser la réaction des groupes amino avec les aldéhydes pour détecter les acides aminés ?

La formation de carbamates donnant un produit violet proportionnel à la concentration.
La formation de bases de Schiff donnant un produit très fluorescent.
La formation de liaisons peptidiques donnant un produit très fluorescent.
La réduction en aminoalcools donnant un produit coloré proportionnel à la concentration.

La formation de bases de Schiff donnant un produit très fluorescent.

Explication

Les groupes amino réagissent avec les aldéhydes pour former des bases de Schiff, et le produit obtenu est très fluorescent, ce qui permet la détection. La coloration violette proportionnelle à la concentration est associée à la réaction avec la ninhydrine.

63. Entre quels groupes se forme une liaison peptidique ?

Entre les groupes carboxyle de deux acides aminés distincts.
Entre les groupes amino de deux acides aminés distincts.
Entre le groupe carboxyle d’un acide aminé et un aldéhyde.
Entre le groupe carboxyle d’un acide aminé et le groupe amino d’un autre.

Entre le groupe carboxyle d’un acide aminé et le groupe amino d’un autre.

Explication

La liaison peptidique est une liaison amide reliant le groupe carboxyle d’un acide aminé au groupe amino d’un autre. Relier deux groupes amino ne produit pas la liaison peptidique ainsi définie.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 92 flashcards sur Réactions organiques et acides aminés.

Qu’exclut par convention la chimie organique, définie comme la chimie du carbone ?

Les oxydes de carbone, les carbonates, les cyanures, les carbures, le diamant et le graphite.

Qu’est-ce qu’une orbitale atomique ?

Une région autour du noyau où la probabilité de trouver un électron dépasse 95 %.

Quelle orbitale moléculaire possède la plus basse énergie après recouvrement de deux orbitales d’hydrogène ?

L’orbitale moléculaire liante ψ.

Voir les flashcards →

Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Réactions organiques et acides aminés.

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