ASSOCIATION DU TUTORAT DE PSA SAMEDI 16 OCTOBRE UE 1 : Atomes, Biomolécules, Génome, Bioénergétique, Métabolisme

Transcription

1 UNIVERSITE PIERRE & MARIE CURIE ASSOCIATION DU TUTORAT DE PSA SAMEDI 16 OCTOBRE 2010 UE 1 : Atomes, Biomolécules, Génome, Bioénergétique, Métabolisme CHIMIE GÉNÉRALE - CHIMIE ORGANIQUE Correction Ne peut être vendu ou utilisé dans un but commercial sous peine de poursuite. 1) ACDE 14) E 2) ABC 15) ACDE 3) BCD 16) E 4) E 17) AD 5) ACE 18) AD 6) BCDE 19) A 7) C 20) B 8) BD 21) B 9) B 22) CDE 10) C 23) CD 11) BD 24) BD 12) ABCD 25) CD 13) AB 26) BCD 1

2 CHIMIE GÉNÉRALE Questions de cours 1) Réponses A, C, D & E A) Vrai : sa couche de valence est 3s 2 3p 1 B) Faux : sa configuration électronique devient 1s 2 2s 2 2p 6, seules 2 couches sont remplies C) Vrai : les 2 électrons de 3s 2 se délocalisent dans les 2 dernières cases quantiques libres de 3p (on a 3 électrons célibataires), laissant la 3s vide (lacune électronique) devient D) Vrai : l EI augmente de bas en haut et de gauche { droite dans le tableau périodique E) Vrai : le rayon atomique augmente de bas en haut dans le tableau périodique 2) Réponses A, B, C A) Vrai : une liaison hydrogène intramoléculaire B) Vrai : cf. A C) Vrai : en moyenne une liaison H est entre 10 et 30 kj.mol -1, une liaison de Van der Waals entre 0 et 20 kj.mol -1 D) Faux : cf. A, B et C 3) Réponses B, C & D A) Faux : elle en contient 8 B) Vrai : C) Vrai : un doublet non liant ne prend pas le même volume dans l espace qu un atome de Fluor D) Vrai : E) Faux : plane (AX 2E 3) 4) Réponse E A) Faux : il a 3 doublets NON liants et un électron libre B) Faux : il y a 3 angles à C) Faux : et les autres angles sont à 90! D) Faux : c est une bipyramide trigonale E) Vrai : cf. A, B, C & D 2

3 5) Réponses A, C & E (il faut bien que ceux qui utilisent cette méthode gagnent quelques points nan? XD) A) Vrai : 2 x 1 orbitale s = 1 orbitale «sigma» + 1 orbitale «sigma*» B) Faux : la plus forte C) Vrai : Nl=(nb électrons O.M. liantes nb électrons O.M. antiliantes)/2=(2-0)/2=1 D) Faux : cf. C E) Vrai : et aussi un électron ayant un spin négatif 6) Réponses B, C, D & E A) Faux : c est celle de Keesom B) Vrai : cf. cours C) Vrai : cf. cours D) Vrai : cf. cours E) Vrai : cf. cours 7) Réponse C A) Faux : c est ÉNERGIE de dispersion (oui c est vache on n en est pas très fiers ) B) Faux : dans toutes les espèces (pas de discrimination avec London, c est openinteraction!!! (oui le niveau des blague est très bas, mais il est { l heure { laquelle j écris très taaaaaaard )) C) Vrai D) Faux : c est le «n» qui est en indice qui correspond au NOMBRE de doublets non liants autour de A. E) Faux : cf. A, B & D 3

4 Exercice de cinétique LES 2 PARTIES SONT STRICTEMENT INDÉPENDANTES. Partie 1 : Cinétique de décomposition du peroxyde d azote 8) Réponses B & D A) Faux : c est B) Vrai : ils sont AX 3 C) Faux : il manque 2 doublets non liants sur chaque O, la liaison en pointillés existe bien, elle signifie qu il y a un mouvement premanent d électrons le long des liaisons (c est la résonnance) D) Vrai : c est l effet mésomère E) Faux : cf. B & D REMARQUE SUR LA QUESTION : ces molécules ne sont pas très stables, ça se retrouve bien dans les Lewis, qui ne respectent pas toutes les règles ça peut arriver, on vous a mis l exemple dans ce sujet pour que vous ne soyez pas en panique au concours si cela en venait à être le cas!!! (bah ouais parce que gérer 2500 crises cardiaques en même temps le jour du concours ça va être galère) 9) Réponse B A) Faux : c est par rapport { N 2O 4 B) Vrai : c est la définition même de la vitesse C) Faux : k s exprime en temps -1, il faut s arranger pour que l unité de la vitesse soit du type mol.volume -1.temps -1 D) Faux : attention au sens de la formule [N 2O 4] = [N 2O 4] 0 e -kt E) Faux : cf. réponse B 10) Réponse C A) Faux : c est l étape la plus longue qui est déterminante B) Faux : k 1>>k 2 C) Vrai : on a v= +½ d[no 2]/dt = k 1[N 2O 4 *], il suffit de faire passer le 2 de l autre côté (et l{ on s croit tellement ouf quand on a vu ça!!! XD) D) Faux : attention aux *, c est d[n 2O 4 *] / dt =k 2[N 2O 4][M]-k -2[ N 2O 4 *][M]-k 1[ N 2O 4 *] (regardez votre cours, si vous ne comprenez pas j essayerai de vous expliquer, mais l{ j suis trop fatigué mdr) E) Faux : cf. réponse C 4

5 11) Réponses B & D A) Faux : c est d[n 2O 4 *] / dt =0 B) Vrai : il faut remanier la formule trouvée { la question d avant, en remplacant d[n 2O 4 *] / dt par 0 (AEQS) et on obtient k 2[N 2O 4][M] = (k -2[M]+k 1)[N 2O 4 *] C) Faux : cf. réponse B D) Vrai : toujours en remaniant la même formule E) Faux : cf. réponses B & D REMARQUE SUR LES QUESTIONS : ce sont les plus dures questions que nous avons fait (vous pouvez vous en prendre à Hugo lol) néanmoins elles ne sont pas infaisables avec un peu d entraînement ;-) 12) Réponses A, B, C & D A) Vrai : bah oui, c est la formule la plus simple!!! (Alpha vaut 1 car les réactions sont élémentaires selon l énoncé) B) Vrai : en remaniant (encore!!!!) les formules d avant (la 11B avec la 12A pour être précis) = il faut dans la 11B isoler [N 2O 4 *], et remplacer son expression dans 12A C) Vrai : en même temps c est super simple si on avait trouvé tout le reste, sinon c est impossible et on a envie de tuer les tuteurs de Chimie G D) Vrai : tu multiplies tout par [M] E) Faux : la t es { l ouest mon ami, mais c pas grave tu vas y arriver j en suis sûr! Partie 2 : Cinétique de dissociation du pentoxyde de diazote 13) Réponses A & B A) Vrai : on ne vous fait pas l offense d expliquer les coefficients stœchiométriques B) Vrai : il faut voir si «[ln (Pt / Po)] / t» est constant C) Faux : cf. réponse B D) Faux : k = 0,03 min -1 E) Faux : cf. réponses A & B 5

6 CHIMIE ORGASMIQUE 14) Réponses : E A) FAUX : Dans la formule brute, il faut expliciter tous les atomes (donc pas de Ph, Et ou autres formules abrégées) C) FAUX : En plus d expliciter tous les atomes, il ne faut les écrire qu une seule fois chacun dans la formule brute (donc pas de COOH) D) FAUX E) VRAI 15) Réponses : ACDE A) VRAI : Seulement le carbone 2 C) VRAI : Le brome est plus électronégatif que le carbone E) VRAI 16) Réponses : E A) FAUX : on ne peut écrire de formes mésomères : 2 effets +I, mais le «O» exerce un effet I C) FAUX D) C est vrai de façon générale mais ici il n y a pas d effet mésomère c est donc FAUX E) VRAI : Déficitaire en électrons, il cherche donc à en récupérer. 17) Réponses : AD A) VRAI C) FAUX : Par chromatographie sur phase chirale ou par dédoublement d un racémique : Pas d encombrement stérique ici (pour les primants, vous verrez un peu plus tard qu en plus, le carbocation intermédiaire étant plat, l alcoolate attaque l un ou l autre des côtés sans préférence). : C'est un mélange racémique, il est donc dépourvu d'activité optique par définition 18) Réponses : AD A) VRAI : Pas de carbone asymétrique et molécule plane C) FAUX : Les métaux sont des groupements inductifs donneurs : Les deux doubles liaisons conjuguées permettent des délocalisations 6

7 19) Réponses : A A) VRAI : Le groupement NH2 possède un doublet non liant qu il peut délocaliser, il est donc mésomère donneur. : CH3 exerce un effet inductif donneur. Un carbocation est stabilisé par les effets inductifs donneurs qui diminuent la charge positive, un carbanion est stabilisé par des effets inductifs attracteurs qui diminuent la charge négative : dans ces deux cas la charge est diminuée ; plus la charge d une molécule est faible plus cette molécule est stable. C) FAUX : Le carbocation A subit deux effets mésomères donneurs alors que le carbocation B en subit un seul. Il existe donc plus de formes mésomères du carbocation A que du carbocation B. A est donc plus stable que B. D) FAUX : Les effets mésomères sont dominants quand un groupe présente des effets antagonistes du point de vue encombrement stérique, effet inductif et effet mésomère. C est donc l effet mésomère donneur du groupe OH qui prime sur son effet inductif attracteur. 20) Réponses : B A) FAUX : La molécule A est plus stable que la molécule C car elle est stabilisée par effet mésomère. B) VRAI : C subit deux effets inductifs donneurs, alors que D n en subit qu un seul. C) FAUX D) FAUX : Le groupement NO2 est inductif attracteur et mésomère accepteur ; l azote étant déficitaire en électrons, il exerce un effet M. 21) Réponses : B A) FAUX : B est bien un conformère de la molécule A mais C est un conformère de la molécule C, énantiomère de A. OH OH H 2 N NH 2 CH 3 = H 3 C C B) VRAI : Car la majorité des substituants est placée en position équatoriale. C) FAUX : La molécule A comporte trois carbones asymétriques, elle possède donc 23=8 stéréoisomères. D) FAUX : La molécule D possède un centre de symétrie, elle est achirale. : Elle possède un centre de symétrie, et non pas un plan de symétrie. 7

8 22) Réponses : CDE A) FAUX : Il est au contraire très présent (stabilité due aux substituants en position équatoriale). C) VRAI E) VRAI 23) Réponses : CD A) FAUX : Ils sont énantiomères. : Il faut procéder à un dédoublement racémique pour les séparer car ils ont les mêmes propriétés physico-chimiques. C) VRAI 24) Réponses : BD A) FAUX : Il n y a aucun carbone asymétrique. H H COOH H B) VRAI : C) FAUX H et COOH 25) Réponses : CD A) FAUX C) VRAI : Les conformères éclipsés sont moins stables que les conformères décalés mais ont une énergie potentielle plus importante. 26) Réponses : BCD A) FAUX : C est équivalent dans les deux, il faut chercher ailleurs la coquille B) VRAI C) VRAI : Le groupement OH va se positionner préférentiellement du côté le moins encombré, c'est-à-dire { l opposé du groupement méthyl. 8