Groupes caractéristiques et familles : exercices de 1re

Publié le 7 novembre 2026 · Mis à jour le 7 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

Un groupe caractéristique est un repère dans la molécule : on l'entoure, on le nomme, et il indique la famille du composé.
Les groupes au programme de Première sont hydroxyle (alcools), carbonyle (aldéhydes, cétones) et carboxyle (acides carboxyliques) ; ester et amide apparaissent ici en ouverture vers la Terminale.
Deux molécules peuvent avoir les mêmes groupes et rester différentes, par exemple par la forme de leur chaîne carbonée (ouverte ou cyclique).
Les exercices de calcul reviennent à : masse molaire, masse à partir d'un volume, quantité de matière, puis quantité et masse d'un produit formé.

Comment utiliser ces exercices

Ces exercices suivent un fil simple : on lit les informations données sur une molécule, on relève ses groupes caractéristiques, on les nomme, puis on en déduit la famille de composés. Les ressources pédagogiques associent d'ailleurs trois idées : la chaîne carbonée, le groupe caractéristique et la famille du composé ². Les premiers exercices sont qualitatifs (repérer, nommer, comparer). Les suivants sont des calculs qui prolongent ce travail avec une espèce chimique bien connue, l'éthanol, puis avec un ester.

Méthode de travail conseillée : cherche seul pendant quelques minutes, ouvre les indices un par un, rédige ta réponse complète, puis seulement ensuite lis la correction. Quand tu te trompes, repère l'étape où ton raisonnement a dévié : c'est là que tu progresses.

Les exercices

Exercice 1 Reconnaître l'ester

★☆☆Environ 8 min

On étudie six molécules. L'une d'elles est l'aspirine. Sa formule contient, entre autres, l'enchaînement d'atomes $-\text{C}(=\text{O})-\text{O}-\text{C}-$ relié à un cycle.

Comment s'appelle le groupe caractéristique formé par cet enchaînement ?
L'aspirine est la seule des six molécules à posséder ce groupe. Que peut-on en conclure pour l'identifier ?
Que fais-tu concrètement sur les formules pour le montrer ?

Indice 1

Le nom du groupe figure dans la méthode de la première section.

Indice 2

Pour distinguer une molécule, cherche ce qu'elle possède et que les autres n'ont pas.

Voir la correction pas à pas

Le groupe formé par un carbone lié à un oxygène par une double liaison, puis à un second oxygène lui-même lié à un carbone, est le groupe ester.
On relève les groupes de chacune des six molécules, en les entourant et en les nommant.
On constate qu'une seule molécule présente le groupe ester : c'est l'aspirine, que ce groupe permet donc d'identifier dans le lot ¹.

Un groupe présent dans une seule molécule du lot suffit à l'identifier : c'est le raisonnement de l'identification par groupe caractéristique ¹.

Exercice 2 Nommer les groupes de quatre molécules

★☆☆Environ 10 min

Voici quatre formules semi-développées :

(a) $\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{OH}$
(b) $\text{CH}_3-\text{CH}_2-\text{NH}_2$
(c) $\text{CH}_3-\text{C}(=\text{O})-\text{O}-\text{CH}_3$
(d) $\text{CH}_3-\text{C}(=\text{O})-\text{NH}_2$

Pour chaque molécule, entoure le groupe caractéristique et donne son nom parmi : hydroxyle, amine primaire, ester, amide.

Indice 1

Regarde d'abord quels atomes autres que C et H sont présents : O seul, N seul, ou les deux.

Indice 2

Quand O et N sont tous deux présents, regarde ce qui est lié au carbone portant le double O.

Voir la correction pas à pas

Dans (a), l'atome d'oxygène est lié à un hydrogène en bout de chaîne : le groupe $-\text{OH}$ est le groupe hydroxyle.
Dans (b), l'azote porte deux hydrogènes en bout de chaîne : le groupe $-\text{NH}_2$ est l'amine primaire.
Dans (c), un carbone à double liaison avec O est aussi lié à un O qui rejoint un autre carbone : c'est un ester.
Dans (d), le même carbone à double liaison avec O est lié à un azote $\text{NH}_2$ : c'est un amide.

En Première, les groupes à savoir nommer sont hydroxyle (alcools), carbonyle (aldéhydes et cétones) et carboxyle (acides carboxyliques) ; amine, ester et amide, vus ici en complément, seront approfondis en Terminale. Pour les différencier, regarde les atomes voisins du carbone et du ou des hétéroatomes.

Exercice 3 Mêmes groupes, molécules différentes

★★☆Environ 10 min

L'acide lactique et l'acide salicylique comportent les mêmes groupes caractéristiques. Pourtant, ce sont deux molécules distinctes.

Qu'est-ce qui les distingue malgré les groupes identiques ?
Un élève affirme : « mêmes groupes, donc même molécule ». Corrige son raisonnement.
Propose un critère de tri entre les deux molécules.

Indice 1

Pense à la forme du squelette carboné.

Indice 2

Un groupe est une partie de la molécule, pas toute la molécule.

Voir la correction pas à pas

Les groupes sont les mêmes, mais la chaîne carbonée de l'acide salicylique est cyclique, alors que celle de l'acide lactique ne l'est pas ¹.
Le raisonnement de l'élève est faux : le groupe caractéristique renseigne sur la famille, mais la molécule dépend aussi de sa chaîne carbonée.
Le critère de tri est donc la forme de la chaîne carbonée : cyclique pour l'acide salicylique, non cyclique pour l'acide lactique ¹.

Pour identifier une molécule, on regarde ses groupes et sa chaîne carbonée.

Exercice 4 Masse molaire de l'éthanol

★☆☆Environ 6 min

L'éthanol est un alcool : sa molécule porte donc un groupe hydroxyle ³. Sa formule brute est $\text{C}_2\text{H}_6\text{O}$ .

Données : $M(\text{C}) = 12\ \text{g·mol}^{-1}$ , $M(\text{H}) = 1\ \text{g·mol}^{-1}$ , $M(\text{O}) = 16\ \text{g·mol}^{-1}$ .

Calcule la masse molaire de l'éthanol.

Indice 1

Additionne les masses molaires de tous les atomes de la formule brute, en tenant compte des indices.

Voir la correction pas à pas

On compte les atomes : 2 carbone, 6 hydrogène, 1 oxygène.
On écrit $M = 2\times 12 + 6\times 1 + 1\times 16$ .
On calcule : $24 + 6 + 16 = 46\ \text{g·mol}^{-1}$ .

La masse molaire de l'éthanol vaut $46\ \text{g·mol}^{-1}$ .

Exercice 5 Masse d'éthanol dans un volume donné

★★☆Environ 8 min

On prélève $V = 50\ \text{mL}$ d'éthanol liquide. Sa masse volumique est $\rho = 0{,}79\ \text{g·mL}^{-1}$ .

Calcule la masse $m$ d'éthanol prélevée.

Indice 1

La masse est le produit de la masse volumique par le volume.

Indice 2

Vérifie que les unités se simplifient bien : g/mL × mL.

Voir la correction pas à pas

On écrit la relation $m = \rho \times V$ .
On remplace : $m = 0{,}79 \times 50$ .
On calcule : $m = 39{,}5\ \text{g}$ .

On a prélevé $39{,}5\ \text{g}$ d'éthanol.

Exercice 6 Quantité de matière d'éthanol

★★☆Environ 8 min

On dispose de $m = 23\ \text{g}$ d'éthanol, de masse molaire $M = 46\ \text{g·mol}^{-1}$ .

Calcule la quantité de matière $n$ d'éthanol, en mol.

Indice 1

Utilise $n = \dfrac{m}{M}$ .

Indice 2

Le résultat est en mol si $m$ est en g et $M$ en g/mol.

Voir la correction pas à pas

On écrit $n = \dfrac{m}{M}$ .
On remplace : $n = \dfrac{23}{46}$ .
On calcule : $n = 0{,}50\ \text{mol}$ .

L'échantillon contient $0{,}50\ \text{mol}$ d'éthanol.

Exercice 7 Quantité d'ester formée par estérification

★★★Environ 12 min

Une réaction d'estérification forme un ester et conduit à un équilibre ³ (notion approfondie en Terminale). On fait réagir $0{,}50\ \text{mol}$ d'un alcool avec $0{,}50\ \text{mol}$ d'un acide carboxylique. À l'équilibre, on admet que $67\ \%$ de la quantité maximale d'ester possible est obtenue (donnée de l'exercice). L'équation est de la forme : alcool + acide $\rightleftharpoons$ ester + eau, avec des coefficients tous égaux à 1.

Quelle quantité maximale d'ester pourrait-on former ?
Quelle quantité d'ester obtient-on réellement ?

Indice 1

Avec des coefficients égaux à 1 et des quantités égales, la quantité maximale vaut la quantité de départ.

Indice 2

Multiplie ensuite par le pourcentage obtenu, écrit sous forme décimale.

Voir la correction pas à pas

Les réactifs sont introduits en quantités égales et les coefficients valent 1 : la quantité maximale d'ester est $n_{max} = 0{,}50\ \text{mol}$ .
On applique les $67\ \%$ : $n_{ester} = 0{,}67 \times 0{,}50$ .
On calcule : $n_{ester} = 0{,}335\ \text{mol}$ .

On obtient $0{,}335\ \text{mol}$ d'ester : la réaction est limitée par l'équilibre, elle n'est pas totale.

Exercice 8 Masse molaire d'un ester

★★☆Environ 8 min

L'éthanoate d'éthyle est un ester de formule brute $\text{C}_4\text{H}_8\text{O}_2$ .

Données : $M(\text{C}) = 12\ \text{g·mol}^{-1}$ , $M(\text{H}) = 1\ \text{g·mol}^{-1}$ , $M(\text{O}) = 16\ \text{g·mol}^{-1}$ .

Calcule la masse molaire de cet ester.
Sa formule semi-développée est $\text{CH}_3-\text{C}(=\text{O})-\text{O}-\text{CH}_2-\text{CH}_3$ . Entoure le groupe caractéristique.

Indice 1

Même démarche que pour l'éthanol : compte chaque type d'atome.

Indice 2

Cherche le carbone lié à un oxygène par une double liaison.

Voir la correction pas à pas

On compte les atomes : 4 carbone, 8 hydrogène, 2 oxygène.
On écrit $M = 4\times 12 + 8\times 1 + 2\times 16$ .
On calcule : $48 + 8 + 32 = 88\ \text{g·mol}^{-1}$ .
Dans la formule, le groupe $-\text{C}(=\text{O})-\text{O}-$ est le groupe ester.

La masse molaire de l'éthanoate d'éthyle vaut $88\ \text{g·mol}^{-1}$ .

Exercice 9 Masse d'ester obtenue

★★★Environ 10 min

À l'issue d'une estérification, on obtient $0{,}335\ \text{mol}$ d'éthanoate d'éthyle, de masse molaire $M = 88\ \text{g·mol}^{-1}$ .

Calcule la masse d'ester obtenue, en g.

Indice 1

Utilise $m = n \times M$ .

Indice 2

Contrôle l'ordre de grandeur : un peu plus de 0,3 mol à 88 g/mol donne quelques dizaines de grammes.

Voir la correction pas à pas

On écrit la relation $m = n \times M$ , déduite de $n = \dfrac{m}{M}$ .
On remplace : $m = 0{,}335 \times 88$ .
On calcule : $m = 29{,}48\ \text{g}$ , soit environ $29{,}5\ \text{g}$ .

On recueille environ $29{,}5\ \text{g}$ d'ester. Les exercices de calcul de ce thème s'enchaînent ainsi : masse molaire, quantité de matière, puis masse du produit.

Les questions qu'on se pose

Comment être sûr de ne pas oublier un groupe caractéristique ?

Parcours la molécule atome par atome et note chaque atome autre que le carbone et l'hydrogène. Regroupe ensuite ceux qui sont liés entre eux, entoure-les et nomme-les. Dans les exercices du type « relève les groupes de chaque molécule », c'est cette démarche systématique qui est évaluée ¹.

Deux molécules avec les mêmes groupes appartiennent-elles à la même famille ?

En général oui : la famille dépend des groupes caractéristiques portés. Mais ce ne sont pas pour autant les mêmes molécules, car la chaîne carbonée (cyclique ou non, par exemple) peut les distinguer ¹.

Comment distinguer un ester d'un amide sur une formule ?

Dans les deux cas, un carbone est lié à un oxygène par une double liaison. Regarde l'atome lié à ce même carbone : un oxygène relié à un autre carbone indique un ester, un azote indique un amide. Ces deux groupes, rencontrés dans certaines activités ¹, seront approfondis en Terminale.

Sources

Ressources d'accompagnement - Chimie organique et familles de composés, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
Ressources pédagogiques - Groupes caractéristiques et identification spectroscopique, Éduscol. Consulté le 6 novembre 2026.
Ressources pédagogiques STD2A - Propriétés chimiques et groupes fonctionnels, Académie d'Aix-Marseille. Consulté le 6 novembre 2026.

Les numéros dans le texte renvoient à ces sources. Une source qui ne dit pas ce qu'on lui fait dire ? Signale-le.

Signaler une erreur sur cette page

Groupes caractéristiques et familles : exercices de 1re

L'essentiel

Comment utiliser ces exercices

Les exercices

Exercice 1 Reconnaître l'ester

Exercice 2 Nommer les groupes de quatre molécules

Exercice 3 Mêmes groupes, molécules différentes

Exercice 4 Masse molaire de l'éthanol

Exercice 5 Masse d'éthanol dans un volume donné

Exercice 6 Quantité de matière d'éthanol

Exercice 7 Quantité d'ester formée par estérification

Exercice 8 Masse molaire d'un ester

Exercice 9 Masse d'ester obtenue

Les questions qu'on se pose

Sources

Primaire

Collège

Lycée

Supérieur