Physique-Chimie Terminale Spécialité

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Préparation aux épreuves du Bac

1. Constitution et transformations de la matière

Composition et évolution d'un système

Ouverture de thème p. 16-17

Ch. 1

Modélisation des transformations acide-base

Ch. 2

Analyse physique d'un système chimique

Ch. 3

Méthode de suivi d'un titrage

Ch. 4

Évolution temporelle d'une transformation chimique

Ch. 5

Évolution temporelle d'une transformation nucléaire

BAC

Thème 1

Prévision et stratégie en chimie

Ouverture de thème p. 146-147

Ch. 6

Évolution spontanée d'un système chimique

Ch. 7

Équilibres acide-base

Ch. 8

Transformations chimiques forcées

Ch. 9

Structure et optimisation en chimie organique

Ch. 10

Stratégies de synthèse

BAC

Thème 1 bis

2. Mouvement et interactions

Ouverture de thème

p. 290-291

Ch. 11

Description d'un mouvement

Ch. 12

Mouvement dans un champ uniforme

Ch. 13

Mouvement dans un champ de gravitation

Ch. 14

Modélisation de l'écoulement d'un fluide

BAC

Thème 2

3. Conversions et transferts d'énergie

Ouverture de thème

p. 402-403

Ch. 15

Étude d’un système thermodynamique

Ch. 16

Bilans d'énergie thermique

BAC

Thème 3

4. Ondes et signaux

Ouverture de thème

p. 462-463

Ch. 17

Propagation des ondes

Ch. 18

Interférences et diffraction

Ch. 19

Lunette astronomique

Ch. 20

Effet photoélectrique et enjeux énergétiques

Ch. 21

Évolutions temporelles dans un circuit capacitif

BAC

Thème 4

Annexes

Ch. 22

Méthode

Chapitre 10

Exercices

Pour s'échauffer - Pour commencer

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Savoir-faire - Parcours d'apprentissage

	Pour s'échauffer	Pour commencer	Différenciation	Pour s'entraîner
Savoir identifier des réactions d'addition, de substitution et d'élimination	5			25
Savoir identifier des étapes de protection et de déprotection		15	19 20 21
Savoir élaborer une séquence réactionnelle à l'aide d'une banque de réactions chimiques		15		27

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Pour s'échauffer

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5
Addition ou substitution

Préciser la différence entre une réaction d'addition et une réaction de substitution.

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6
Estérification

Soit la réaction chimique suivante :

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Crédits : Lelivrescolaire.fr

1. Nommer les réactifs et les produits.
Fiche méthode 14

2. Préciser s'il s'agit d'une réaction d'addition, de substitution ou d'élimination.

3. Justifier son nom de réaction d'estérification.

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7
Liaison peptidique

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Crédits : Lelivrescolaire.fr

Dans le dipeptide suivant, repérer les groupes amine, amide et acide carboxylique.
Proposer les formules des deux acides aminés qui ont permis sa synthèse.

Dessinez ici

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8
PVC ou polychlorure de vinyle

Le PVC est obtenu par polymérisation du chlorure de vinyle de formule :

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Écrire la formule topologique condensée du polymère obtenu.

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9
Craquage du pentane

Le craquage du pentane peut se faire selon deux réactions. La première donne du propène et un alcane A ; la seconde conduit au pent‑2‑ène et à un produit B.

1. Déterminer le nom et la formule de A et B.
Fiche méthode 14

2. Préciser si la chaîne carbonée est modifiée dans ces deux réactions.

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A
Synthèse d'un organomagnésien mixte

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

Les organomagnésiens mixtes ont été étudiés par le chimiste français Victor Grignard (il reçut le prix Nobel de chimie en 1912). Ils sont largement utilisés en chimie organique pour créer des liaisons entre atomes de carbone. Leur synthèse se fait par la réaction entre un holagénoalcane (

R - X

) et du magnésium sous forme métallique selon la réaction :

R - X + M g \to R - M g - X

Il s'agit d'une synthèse délicate, qui nécessite un milieu parfaitement anhydre. En effet, l'eau détruit l'organomagnésien via la réaction :

R - M g - X + H_{2} O \to R - H + X - M g - O H

De quel type sont les deux réactions mentionnées ?

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Pour commencer

Réactions en chimie organique

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10
Addition, élimination ou substitution

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

1. Pour chaque proposition, indiquer le type de réaction mise en jeu.

a. Le but‑2‑ène en présence de chlorure d'hydrogène donne le 2‑chlorobutane.

b. L'éthanol en présence d'acide sulfurique à chaud donne de l'éthène et de l'eau.

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C H_{3} - C H = O + H_{2} ⇄ C H_{3} - C H_{2} - O H

2. Pour chacune des quatre réactions précédentes, préciser s'il y a modification du groupe caractéristique et/ou de la chaîne carbonée.

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11
Synthèse d'un dipeptide

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

Soit les acides aminés suivants :

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1. Dénombrer les dipeptides pouvant être produits à l'aide d'un mélange de sérine et d'alanine.

2. Représenter un dipeptide possible en formule topologique et entourer la liaison peptidique en précisant le nom de ce groupe caractéristique.

Dessinez ici

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12
Oxydation ménagée de l'éthanol

✔ RAI/MOD : Modéliser une transformation

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1. Écrire l'équation de la réaction chimique modélisant l'oxydation de l'éthanol en éthanal en présence de l'ion permanganate

M n O_{4}^{-} (a q)

2. Préciser le type de modification engendrée.

Donnée

Couples d'oxydoréduction : $C_{2} H_{4} O (a q) / C_{2} H_{6} O (a q)$ et $M n O_{4}^{-} (a q) / M n^{2 +} (a q)$

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Polymérisation

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13
Blouse au laboratoire et polypropylène

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

1. Certaines blouses de chimie sont en polypropylène, un polymère artificiel. Citer deux polymères naturels.

2. Le polypropylène est issu de la polymérisation par polyaddition du propène. Représenter le monomère, puis écrire la réaction de polymérisation conduisant au polypropylène.

Dessinez ici

3. Identifier le motif du polymère.

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14
Autour du kevlar

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

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Crédits : TLaoPhotography/Shutterstock

Le poly(p‑phénylènetéréphtalamide) est un polymère artificiel plus connu sous le nom de kevlar. Les deux monomères entrant en jeu dans la synthèse de ce polymère sont les suivants :

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Crédits : Lelivrescolaire.fr

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Crédits : Lelivrescolaire.fr

1. Nommer les groupes caractéristiques présents dans ces deux monomères.

2. Proposer l'équation de la réaction conduisant au polymère en précisant s'il s'agit d'une polyaddition ou d'une polycondensation.

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Synthèse organique et protection

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15
Groupe caractéristique à choisir

✔ RAI/ANA : Construire un raisonnement

Soit la transformation chimique suivante :

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1. Justifier le terme polyfonctionnel pour le réactif A utilisé.

2. Nommer et entourer ses groupes caractéristiques.

Dessinez ici

3. Identifier le groupe à protéger.
Voici les trois étapes (non chronologiques) de la synthèse organique envisagée par un chimiste :

Étape A

synthèse organique groupe caractéristique

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Étape B

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Étape C

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4. Proposer un titre à chacune d'elles.

5. Remettre les étapes dans le bon ordre.
Voici les trois étapes (non chronologiques) de la synthèse organique envisagée par un chimiste :

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16
Synthèse du paracétamol

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

Le paracétamol est synthétisé pour la première fois par Harmon Northrop Morse en 1878. Sa synthèse se fait en une seule étape selon le bilan suivant :

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Crédits : Lelivrescolaire.fr

1. Préciser, en le justifiant, si le para‑aminophénol est une molécule polyfonctionnelle.

2. Préciser quel groupe on aurait pu protéger pour être certain de n'obtenir que du paracétamol.

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Synthèses écoresponsables

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17
Oxydation et économie d'atomes

✔ REA : Appliquer une formule

Déterminer la réaction la plus économe en atomes.

Réaction avec le réactif de Jones :

Réaction avec le réactif de Jones. Oxydation et économie d'atomes

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Réaction catalytique en présence de dioxygène :

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Crédits : Lelivrescolaire.fr

Données

Masses molaires : $M (C) = 12, 0$ g⋅mol^-1, $M (O) = 16, 0$ g⋅mol^-1,

M (H) = 1, 0

^-1

M (Cr) = 52, 0

^-1

M (S) = 32, 1

^-1

Expression de l'économie d'atomes :

E A = \frac{\sum _{i} a _{i} \cdot M _{i}}{\sum _{j} b _{j} \cdot M _{j}}

E A

: économie d'atomes

a_{i}

: coefficients stœchiométriques des produits désirés

M_{i}

: masses molaires des produits désirés (g⋅mol^-1)

b_{j}

: coefficients stœchiométriques des réactifs

M_{j}

: masses molaires des réactifs (g⋅mol^-1)

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18
Du benzaldéhyde vers la benzoïne

✔ RAI/ANA : Choisir un protocole

La benzoïne a été synthétisée pour la première fois en 1832 par deux chimistes allemands lors de recherches sur l'huile d'amande amère qui contient principalement du benzaldéhyde. Le bilan de cette synthèse est :

Le zoom est accessible dans la version Premium.

Crédits : Lelivrescolaire.fr

À l'aide du document ci‑dessous et de recherches documentaires, justifier que l'évolution des protocoles de synthèse de la benzoïne va dans le sens d'une synthèse plus écoresponsable.

Quelques évolutions techniques de la synthèse

Famille fonctionnelle	Substances chimiques employées	Chauffage	Masse obtenue
1832	15,0 mL de benzaldéhyde Ion cyanure	À reflux durant 30 minutes à 250 W	7,8 g
Années 50	15,0 mL de benzaldéhyde Thiamine	À reflux durant 90 minutes à 100 W	7,4 g
Années 80	15,0 mL de benzaldéhyde Thiamine	Au four à micro-ondes durant 7 minutes à 600 W	9,0 g

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B
Hydratation d'un alcène

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

La réaction entre le but‑1‑ène et l'eau donne majoritairement le butan‑1‑ol.

1. Écrire l'équation de la réaction en utilisant les formules topologiques.

Dessinez ici

2. Identifier le type de réaction.

3. Le deuxième produit obtenu minoritairement correspond au cas où l'atome d'oxygène se fixe sur l'autre atome de carbone de la double liaison. Donner le nom et la formule topologique de cette molécule en vous aidant de la

fiche méthode Nomenclature

Dessinez ici

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Une notion, trois exercices
Différenciation

Savoir-faire : Savoir identifier des étapes de protection et de déprotection.

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19
Nécessité de protéger

✔ APP : Maîtriser le vocabulaire du cours

1. Préciser l'intérêt d'une étape de protection.

2. Dans la suite de transformations chimiques de l'

exercice 21

, identifier l'étape de protection et celle de déprotection.

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20
Réduction par LiAlH₄

✔ RAI/ANA : Choisir un protocole

Lors de la réduction par le tétrahydruroaluminate de lithium

LiAlH_{4}

, on observe la transformation suivante :

Réduction par le tétrahydruroaluminate de lithium LiAlH4

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Crédits : Lelivrescolaire.fr

1. Préciser si le réactif est polyfonctionnel.

2. Si l'on souhaite ne réduire que la fonction ester, préciser la stratégie à mettre en œuvre.

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21
Protection et déprotection lors d'une réduction

✔ RAI/ANA : Choisir un protocole

Soit la suite de transformations chimiques :

Protection et déprotection lors d'une réduction

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Crédits : Lelivrescolaire.fr

1. Proposer un nom pour chacune des trois étapes représentées.

2. Justifier l'intérêt de ces trois étapes.

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Pour s'échauffer

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Addition ou substitution

6
Estérification

7
Liaison peptidique

8
PVC ou polychlorure de vinyle

9
Craquage du pentane

A
Synthèse d'un organomagnésien mixte

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Addition, élimination ou substitution

11
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