une boule à neige interactive
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Physique-Chimie 1re Spécialité

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1. Constitution et transformations de la matière
Ch. 1
Composition chimique d'un système
Ch. 2
Composition chimique des solutions
Ch. 3
Évolution d'un système chimique
Ch. 4
Réactions d'oxydoréduction
Ch. 5
Détermination d'une quantité de matière par titrage
Livret Bac : Thème 1
Ch. 6
De la structure à la polarité d'une entité
Ch. 7
Interpréter les propriétés d’une espèce chimique
Ch. 9
Synthèse d'espèces chimiques organiques
Ch. 10
Conversions d'énergie au cours d'une combustion
Livret Bac : Thème 1 bis
2. Mouvement et interactions
Ch. 11
Modélisation d'interactions fondamentales
Ch. 12
Description d'un fluide au repos
Ch. 13
Mouvement d'un système
Livret Bac : Thème 2
3. L'énergie, conversions et transferts
Ch. 14
Études énergétiques en électricité
Ch. 15
Études énergétiques en mécanique
Livret Bac : Thème 3
4. Ondes et signaux
Ch. 16
Ondes mécaniques
Ch. 17
Images et couleurs
Ch. 18
Modèles ondulatoire et particulaire de la lumière
Livret Bac : Thème 4
Méthode
Fiches méthode
Fiche méthode compétences
Annexes
Chapitre 8
Exercices

Pour s'entraîner

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17
Trop ou pas assez de liaisons ?

APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

Inès aide son petit frère Camille à écrire les formules semi-développées de molécules. Les molécules représentées par Camille sont données ci-dessous.

Placeholder pour molécules formules semi-développéesmolécules formules semi-développées
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1. Donner la structure électronique des atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène.

2. Combien de liaisons doivent faire les atomes de carbone, d'oxygène et d'hydrogène pour être stables ? Justifier.

3. Aider Inès à corriger les formules semi-développées, ci-dessous, de Camille en justifiant.
Placeholder pour molécules formules semi-développéesmolécules formules semi-développées
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18
Formule d'un alcane inconnu

APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

On cherche à représenter un alcane A qui a pour masse molaire M(A) = 58 g·mol-1.

1. Donner la formule brute générale d'un alcane.

2. Déterminer la formule brute de cet alcane. Justifier.

3. Représenter les deux formules semi-développées possibles de cet alcane.
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4. Donner le nom des deux alcanes possibles.
Infos
Un hydrocarbure est un composé organique constitué seulement d'atomes de carbone et d'hydrogène. Les alcanes sont donc des hydrocarbures. Ce sont les composants principaux du pétrole.
L'octane
L'octane \text{C}_8\text{H}_{18} est un des hydrocarbures présents dans le pétrole.
Placeholder pour OctaneOctane
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19
La molécule de vanilline

APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

Dire si ces propositions sont vraies ou fausses et justifier.

Placeholder pour VanillineVanilline
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a. La vanilline a une fonction cétone.



b. La molécule est cyclique.



c. On observe une bande large vers 3 500 cm-1 sur son spectre IR.



d. La formule brute de cette molécule est \text{C}_{8}\text{H}_{12}\text{O}_3.


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20
Comprendre les attendus
Synthèse de l'ibuprofène

APP : Extraire l'information utile sur des supports variés

Gabriel réalise la synthèse de l'ibuprofène, molécule qui a des propriétés anti-infl ammatoires. Il souhaite obtenir l'ibuprofène à partir de la molécule d'isobutylbenzène.

Placeholder pour Isobutylbenzène et ibuprofèneIsobutylbenzène et ibuprofène
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Il réalise le spectre IR de la molécule obtenue après synthèse.

Spectre IR
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Gabriel a-t-il réussi à synthétiser la molécule d'ibuprofène ? Justifier.

Détails du barème
TOTAL /4 pts

1 pt
Repérer le groupe caractéristique de l'ibuprofène que l'isobutylbenzène ne possède pas.
1 + 1 pts
Repérer les deux bandes du spectre propres à ce groupe caractéristique et justifier avec les valeurs des nombres d'onde en cm-1.
0,5 + 0,5 pt
Conclure sur le spectre IR d'un acide carboxylique et la synthèse de l'ibuprofène.
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21
Bac
Un acide aminé : la glutamine

RAI/MOD : Respecter les conventions en chimie organique

L'acide aminé le plus abondant dans l'organisme, la glutamine et particulièrement la L-glutamine, joue un rôle fondamental pour la régulation acido-basique du sang. La glutamine est particulièrement utilisée par les sportifs de haut niveau pour améliorer les performances physiques.

D'après le sujet Bac S, Polynésie, 2018.

Doc. 1
Étapes de la réaction
La glutamine est synthétisée au sein de l'organisme à partir de l'acide glutamique qui fixe une molécule d'ammoniac \text{NH}_3.

Formule semi-développée de l'acide glutamique
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Formule semi-développée de l'acide glutamique

Formule semi-développée de la glutamine
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Formule semi-développée de la glutamine
Doc. 2
Les groupes caractéristiques
Les groupes caractéristiques
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Doc. 3
Table des bandes d'absorption en IR
Liaison \sigma (cm-1) Intensité
\text{O} - \text{H} alcool libre 3 500-3 700 Forte, fine
\text{O} - \text{H} alcool lié 3 200-3 400 Forte, large
\text{O} - \text{H} acide carboxylique  2 500-3 200 Forte à moyenne, large
 \text{N} - \text{H} amine 3 100-3 500 Moyenne
 \text{N} - \text{H} amide 3 100-3 500  Forte
 \text{N} - \text{H} amine ou amide 1 560-1 640 Forte ou moyenne
\text{C} = \text{O} ester  1 700-1 740 Forte
\text{C} = \text{O} amide  1 650-1 740  Forte 
\text{C} = \text{O} aldéhyde et cétone  1 650-1 730 Forte 
 \text{C} = \text{O} acide 1 680-1 710Forte
Doc. 4
Spectre IR de la glutamine
Spectre IR de la glutamine
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1. Doc. 1 et 2 Reproduire les formules semi-développées de l'acide glutamique et de la glutamine, entourer les groupes caractéristiques et donner leurs noms.
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2. Dans le cas de molécules polyfonctionnelles, la nomenclature officielle impose le choix d'un groupe caractéristique prioritaire qui donne son nom à la molécule. Le nom de la glutamine en nomenclature officielle est : acide 2-amino-5-amidopentanoïque. Quel est le groupe caractéristique prioritaire pour la glutamine ?

3. Doc. 3 et 4 Pour identifier la glutamine, on utilise la technique de spectroscopie IR. Donner trois arguments justifiant que le spectre IR proposé peut être celui de la glutamine.
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22
Copie d'élève à commenter

Proposer une justification pour chaque erreur relevée par le correcteur.

Placeholder pour Modèle moléculaire de l'acide ascorbiqueModèle moléculaire de l'acide ascorbique
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Cette molécule est l'acide ascorbique (vitamine C).


1. La molécule de vitamine C possède 4 groupes carboxyles.

Sa formule semi-développée
est : \text{C}_6\text{H}_8\text{O}_6.

2. Le spectre IR de la molécule d'acide ascorbique a des bandes caractéristiques correspondant au liaison \sout{-\text{C}=\text{O}} d'un alcool vers 3 200 cm.


3. La formule brute
de l'acide ascorbique est :
Formule de l'acide ascorbique
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4. Le nom de la molécule a est le méthylpentan-2-al.

5. Le nom de la molécule b est le 2,méthylpropanoïque.


Molécule A
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Molécule a
Molécule B
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Molécule b
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23
Les dangers de la cigarette

APP : Savoir extraire l'information utile sur des supports variés

Le document ci-dessous représente les principales molécules présentes dans une cigarette. Nous allons étudier cinq d'entre elles plus précisément.

Placeholder pour Les dangers de la cigaretteLes dangers de la cigarette
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1. Identifier, parmi les molécules suivantes, celles qui correspondent aux composés 1, 3 et 5 de l'affiche.
a.
Placeholder pour XyleneIsomereXyleneIsomere
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b.
molécule, formule semi-développée
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c.
molécule, formule semi-développée
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2. À partir des formules données ci-dessus et du document, donner la formule brute, la formule semi-développée et le nom des 5 molécules repérées sur l'image.
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3. Entourer les groupes caractéristiques présents dans chaque molécule.
Placeholder pour moléculesmolécules
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4. Quel autre nom peut-on donner au formaldéhyde ? à l'acétone ?


5. Comment pourrait-on différencier en spectroscopie IR la molécule de formaldéhyde et le xylène ?
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24
Liquide ou gaz ?

APP : Savoir extraire l'information utile sur des supports variés

Une entreprise pharmaceutique fabrique du paracétamol. C'est un médicament proche de l'aspirine par ses propriétés analgésiques et antipyrétiques. On le retrouve dans de nombreux médicaments. L'entreprise réalise le spectre IR du paracétamol obtenu après synthèse en phase gaz, présenté ci-dessous.

Spectre IR paracétamol
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La molécule de paracétamol est représentée ci-dessous.
Placeholder pour Molécule ParacetamolMolécule Paracetamol
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1. Donner ses formules brute et semi-développée.
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2. Entourer les groupes caractéristiques présents dans la molécule de paracétamol ci-dessous (on pourra s'aider des groupes caractéristiques présentés dans le doc. 1 ci-dessous).
Doc. 1
Les groupes caractéristiques
Placeholder pour Les groupes caractéristiquesLes groupes caractéristiques
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Placeholder pour Molécule de paracetamolMolécule de paracetamol
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3. Le paracétamol est aussi appelé acétyl-para-amino-phénol, expliquer d'où vient son nom usuel.


4. Attribuer les pics a, b, c, d et e du spectre IR ci-dessus


5. Comment serait modifié le spectre IR du paracétamol en phase liquide (condensée) ? Justifier.
Conseil
Un groupement phényl est un groupement de 6 atomes de carbone qui s'associent en cycle. Si onajoute un groupement hydroxyle (- \text{OH}) sur ce cycle (comme pour le paracétamol), on parle alors de phénol (terminaison -ol de l'alcool).
De plus, le préfixe para- signifie qu'il y a deux groupements rattachés l'un en face de l'autre sur le groupement phényle, d'où le nom de paracétamol (le groupe amide est en position para- par rapport au groupe hydroxyle sur le phényle).

Groupement phényl :
Groupement phényl
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Placeholder pour PhenylPhenyl
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