QCM : Réactivité organique et conversions — 11 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle différence mécanistique distingue une substitution nucléophile SN1S_N1 d’une substitution SN2S_N2 ?

Les deux réactions passent par un carbocation avant la rupture de la liaison
La réaction SN1S_N1 est concertée, tandis que SN2S_N2 passe par un carbocation intermédiaire
Les deux réactions sont concertées et conservent la configuration initiale
La réaction SN1S_N1 forme un carbocation, tandis que SN2S_N2 est concertée avec inversion de Walden

La réaction $$S_N1$$ forme un carbocation, tandis que $$S_N2$$ est concertée avec inversion de Walden

Explication

Une substitution SN1S_N1 se déroule en passant par un intermédiaire carbocationique, alors qu’une substitution SN2S_N2 s’effectue en une seule étape avec inversion de Walden. L’idée selon laquelle SN2S_N2 formerait un carbocation confond son mécanisme avec celui de SN1S_N1.

2. Quelle est la principale différence entre une substitution nucléophile unimoléculaire SN1 et une substitution bimoléculaire SN2 ?

SN1 est spécifique aux dérivés tertiaires, alors que SN2 concerne uniquement les dérivés primaires.
SN1 ne provoque pas d'inversion de configuration, contrairement à SN2.
SN1 implique une réaction en une étape, alors que SN2 passe par un carbocation.
SN1 passe par un carbocation intermédiaire, tandis que SN2 se fait en une étape avec inversion de Walden.

SN1 passe par un carbocation intermédiaire, tandis que SN2 se fait en une étape avec inversion de Walden.

Explication

La substitution SN1 passe par un carbocation intermédiaire, ce qui permet une inversion de configuration, tandis que SN2 se déroule en une seule étape avec inversion directe de Walden. La différence principale réside dans le mécanisme et la formation du carbocation.

3. Quel ensemble de réactifs permet de réaliser une synthèse de Williamson d’un éther ?

Un alcool et un acide carboxylique
Un ion alcoolate et un dérivé halogéné
Un ion hydroxyde et un dérivé halogéné
Un organolithien et un aldéhyde

Un ion alcoolate et un dérivé halogéné

Explication

La synthèse de Williamson forme un éther par substitution nucléophile d’un dérivé halogéné par un ion alcoolate. L’association d’un ion hydroxyde avec un dérivé halogéné correspond plutôt à une hydrolyse pouvant conduire à un alcool.

4. Quelle étape caractérise principalement la réaction SN1 dans la substitution nucléophile ?

L’élimination du groupe partant suivie d’une substitution
La formation d’un carbocation intermédiaire
L’attaque simultanée du nucléophile et du groupe partant
Une étape unique avec inversion de Walden

La formation d’un carbocation intermédiaire

Explication

La réaction SN1 passe par la formation d’un carbocation intermédiaire, ce qui la distingue de la SN2. La SN2, en revanche, implique une étape unique avec inversion de Walden.

5. Que produit l’action d’un organolithien ou d’un réactif de Grignard sur un ester, suivie d’une hydrolyse ?

Un aldéhyde issu d’une addition nucléophile unique
Un alcool issu d’une double addition nucléophile
Un alcène issu d’une élimination après hydrolyse
Une cétone issue d’une substitution nucléophile simple

Un alcool issu d’une double addition nucléophile

Explication

Un ester réagit avec un organolithien ou un réactif de Grignard par double addition nucléophile, puis l’hydrolyse conduit à un alcool. Une addition unique caractérise notamment la réaction avec un aldéhyde, et non la transformation complète d’un ester dans ces conditions.

6. Quelle est la principale fonction de la réaction de Williamson dans la synthèse des composés organiques ?

Former un éther par substitution nucléophile d’un dérivé halogéné par un ion alcoolate.
Réduire un dérivé halogéné en alcane par réaction avec un métal alcalin.
Obtenir un alcène par élimination d’un dérivé halogéné.
Synthétiser un alcool par addition nucléophile d’un halogénure d’alkyle.

Former un éther par substitution nucléophile d’un dérivé halogéné par un ion alcoolate.

Explication

La réaction de Williamson permet de former un éther via une substitution nucléophile d’un dérivé halogéné par un ion alcoolate. Elle ne concerne pas la synthèse d’alcools, d’alcènes ou la réduction de halogénures.

7. Lorsqu’un alcool peut se déshydrater vers plusieurs alcènes, quelle règle oriente généralement le produit majoritaire ?

La règle de Markovnikov favorise l’alcène le moins substitué
La règle de Zaïtsev favorise l’alcène le plus substitué
La règle de Hückel favorise l’alcène portant le moins de carbones
La règle de Walden favorise l’alcène formé sans inversion

La règle de Zaïtsev favorise l’alcène le plus substitué

Explication

La déshydratation des alcools suit une élimination E1E1 ou E2E2 et applique la règle de Zaïtsev lorsque plusieurs carbones hydrogénés sont concernés. La règle de Markovnikov concerne principalement l’orientation d’additions sur des liaisons multiples, et non cette élimination.

8. Quand la réaction d’un aldéhyde ou d’une cétone est-elle généralement réalisée pour former un alcool à partir d’un composé carbonylé ?

Lors de la réduction par LiAlH4 ou H2/Ni
Après une addition nucléophile suivie d’une hydrolyse
Après une halogénation en α
Avant une oxydation par CrO3

Après une addition nucléophile suivie d’une hydrolyse

Explication

La formation d’un alcool à partir d’un aldéhyde ou d’une cétone se fait généralement après une addition nucléophile suivie d’une hydrolyse. La réduction par LiAlH4 ou H2/Ni transforme directement le composé carbonylé en alcool, mais ce n’est pas une étape préalable à une autre réaction.

9. En quoi la déshydrohalogénation d’un dérivé halogéné par KOH concentré diffère-t-elle de la substitution nucléophile dans la formation d’un halogénure d’alcanes ?

La substitution nucléophile ne modifie pas la structure du carbone halogéné, contrairement à la déshydrohalogénation.
La déshydrohalogénation élimine HX pour former une double liaison, tandis que la substitution remplace X par Nu−.
La substitution nucléophile nécessite une étape de carbocation, alors que la déshydrohalogénation ne la nécessite pas.
La déshydrohalogénation se fait uniquement par mécanisme E2, alors que la substitution peut être SN1 ou SN2.

La déshydrohalogénation élimine HX pour former une double liaison, tandis que la substitution remplace X par Nu−.

Explication

La déshydrohalogénation élimine HX pour former une double liaison, ce qui est différent de la substitution nucléophile où X est remplacé par Nu−. La substitution implique une étape de carbocation dans certains cas, mais la déshydrohalogénation ne le nécessite pas.

10. Qui est crédité à l'origine de la formulation de la règle de Zaïtsev, qui guide la prédiction du produit majoritaire lors de l'élimination d'un dérivé halogéné ?

Alexandre Zaïtsev
Emil Fischer
Louis Pasteur
Robert B. Woodward

Alexandre Zaïtsev

Explication

Alexandre Zaïtsev est connu pour avoir formulé la règle de Zaïtsev, qui prévoit que lors d'une élimination, le produit majoritaire est celui où le double lien se forme avec le carbone le plus substitué. Les autres options sont des figures célèbres de la chimie ou de la science, mais non liés à cette règle spécifique.

11. Quelle est la conséquence principale de l'hydratation d'un alcyne monosubstitué en présence de H2SO4/HgSO4/H2O ?

Elle entraîne la formation d'un alcène Z par réduction partielle.
Elle aboutit à la formation d'un acide carboxylique par oxydation du carbone terminal.
Elle produit un alcane par hydrogénation complète de la triple liaison.
Elle forme majoritairement un composé carbonylé sur le carbone substitué de la triple liaison.

Elle forme majoritairement un composé carbonylé sur le carbone substitué de la triple liaison.

Explication

L'hydratation d'un alcyne monosubstitué en présence de H2SO4/HgSO4/H2O place majoritairement H2O sur le carbone substitué de la triple liaison, formant un composé carbonylé. La réduction totale ou la formation d'un alcène Z ne sont pas les résultats principaux de cette réaction.

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Quelle étape caractérise la substitution nucléophile SN1 ?

Elle passe par un intermédiaire carbocationique.

SN1 type

Intermédiaire carbocation, réaction unimoléculaire.

Quel est le rôle de l'ion alcoolate dans la synthèse de Williamson ?

Il effectue une substitution nucléophile sur un dérivé halogéné.

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