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1、1999年全国高中学生化学竞赛(初赛)试题分析第一题(12分)12.0g含2种化合物(由常见元素组成)的近白色固体溶于过量盐酸, 释放出2.94L气体(标准状态), 气体密度为同温度下空气密度的1.52倍; 剩余的不溶性残渣含氧53.2%,既不溶于酸又不溶于稀碱溶液。通过计算分别写出2种化学物质的化学式。【解题思路】解这个试题的关键是找到打破点。就像侦察破案一样,先要找到相对独立的线索。故此题首先是在考察参赛者对信息互相关系的推断力。此题给出的5个数据中,相对独立的是气体的相对密度,它是打破点。由此可得出气体是什么,然后“跟踪追击”,可得出其中一种化合物是碳酸盐,其物质的量,然后应进展“扫描”
2、,找寻“嫌疑犯”,全部由常见元素构成的常见碳酸盐均是答案,条件是其总质量小于12.0。若参赛人对此题的信息关系制作一个信息相关图,解题就简洁多了,如:此题的妙趣是可以作的假设是多样的,可以是一样的1价阳离子的碳酸盐,也可以是不同的1价阳离子的碳酸盐、可以是2价阳离子的碳酸盐,又可以是它们的酸式盐,试题仅要求假设涉及的元素是常见的。现场考察发觉作图者寡,作多种假设者也不多。【答案】要点1:1.5229.0gmol144.1gmol1,这种气体是CO2(2分)CO2物质的量:2.94L/22.4Lmol10.131mol;(2分)(或CO2的质量:0.131mol44.0gmol15.78g)要点
3、2:由上面的计算可知一种物质为碳酸盐:MCO3。(MMg)设M为常见元素Mg,则MgCO3质量为0.131mol84.3gmol111.0g;(若设MCa,则CaCO3质量为0.131mol100gmol113.1g12.0g;不合题意。若为Na2CO3(106gmol1)也不合题意)故MMg(6分)注:若没有对CaCO3的探讨,只给3分。要点3:既不溶于酸也不溶于稀碱的另一种物质是SiO2 (不行能是M2O,MO,M2O3):32.0/(28.132.0) 100%53.2%(符合题意)(2分)化合物的化学式:MgCO3,SiO2【评论】命题人认为这是一道相当于高考题程度的试题,但现场考察却
4、显示,参赛学生有扑朔迷离之感,不能很快发觉解题的线索,觉得像个“无头案”,很多参赛者宁愿先放弃此题而去做后面的题,这很出乎命题人的预料。此题答案假定碳酸盐是MgCO3,理应指出NaHCO3、Ca(HCO3)2、NH4HCO3等等都是正确答案。此题答案前有个说明:凡得出正确组成与计算的都应给满分。尽管碳酸氢钙(镁、钡)固体是不存在的,但学生并不知道,答了也应给分。这样才可以表达化学竞赛的判分原则:坚持从应试者学问程度动身,即使事实上不正确,但学生缺乏作出正误推断的学问根底,认为是正确的,也可得分。一题多解是应当提倡的。科学假设必需留意到客观世界多样性,不应“一根筋”。笔者建议,今后凡试题有多个答
5、案,应试者给出多个答案才能给满分。此题学问程度很低而智力要求很高,但难度不小,很多选手不知所措,甚至放弃,可见简洁地定义“智力是学问的总与”,简洁引起误会。学问多智力不确定高。智力与学问(还有阅历)相关,但不是一个东西。第二题(10分)A与B两种物质互相溶解的关系如图1所示,横坐标表示体系的总组成,纵坐标为温度,由下至上,温度渐渐上升。T1时a是B在A中的饱与溶液的组成,b是A在B中的饱与溶液的组成(T2时相应为c、d)。T3为临界温度,此时A与B完全互溶。图中曲线内为两相,曲线外为一相(不饱与液)。某些物质如H2O与(C2H5)3N,C3H5(OH)3与间CH3C6H4NH2有低的临界温度(
6、见示意图2)。请依据上述事实,答复下列问题:图1 图21说明图1中T3存在的缘由。2说明图2所示的两对物质存在低的临界温度的缘由。2描绘图2所示的两对物质的互溶过程。【解题思路】此题的信息是图形,可称为图形题。考察参赛者对用图传递的信息理解加工的实力。参赛者首先应抓住试题的主题两种溶剂的互溶性;然后要出现中学化学中关于溶解性的一般性问题为什么有的溶剂可以互溶,有的却不能?其次要回忆中学化学中有关温度对溶解度影响的一般原理。若颠倒了思索的依次,思路就会乱。中学化学有“相像者相溶”的说法,即分子间作用力的性质相近大小也相近的溶剂会互相溶解。性质相近与大小相近也有个依次。性质相近才能再考虑大小是否相
7、近。性质不相近就不必再考虑大小是否相近。图1与2给出了溶解性与温度关系相反的信息,应归咎于两者分子间力性质不同。题面给出图2溶剂的实例,倒过来告知我们图1的溶剂不具有这种性质,即说明图1是通例,图2是特例,因此参赛者需首先分析图2特例具有什么特殊的分子间作用力,于是就找到理解题的关键氢键。【答案】1物质的溶解度通常随着温度的上升而增大,所以在确定的温度下,A与B两种物质能到达完全互溶。(2分)2某些物质如H2O与(C2H5)3N,C3H5(OH)3与间CH3C6H4NH2存在低的临界温度的缘由是它们在较低温度能形成分子间氢键,然而,随着温度的上升,分子间氢键裂开,所以溶解度反而减小。(4分)3
8、(2分)(若画为1个H2O与2个(C2H5)3N分子形成氢键也给2分)(2分)(氢键位置不同、生成1、2、3个氢键或其它合理答案均给分)【评论】现场考察发觉很多学生不知道如何缕清解此题的逻辑依次,有的选手则好像明知是分子间作用力与氢键问题,却不会表达。这说明竞赛试题考核表述实力正切中要害。本题学问点仍是中学化学学问,答案对氢键方向性并未要求,是切合学生程度的做法。有相当一部分学生分不清第2问与第3问,把它们混在一起了,笔者认为,第2、3问的不同在于相识的层次。第2问要求缘由,第3问要求过程,后者要求更高层次的缘由。笔者认为,此题答案的不严密之处是:应首先指出互溶的两种物质的分子间作用力不仅性质
9、接近,而且大小也应比拟接近,否则说明不了苯酚与水或苯胺与水等的溶解性。此类用构造原理来说明物理性质的试题是否合适作为初赛试题也有不同意见。有的老师认为,应试者提出的“说明”可能完全出乎命题人的意外,使应答变得很困难多样,造成评分的困难。笔者的看法是,探讨事物缘由的试题不宜过多,过多地问为什么,有可能强化追求似是而非的事物缘由的学究式探究。第三题(12分)铬的化学丰富多采,试验结果常出人意料。将过量30%H2O2参加(NH4)2CrO4的氨水溶液, 热至50后冷至0,析出暗棕红色晶体A。元素分析报告:A含Cr 31.1%,N 25.1%,H 5.4%。在极性溶剂中A不导电。红外图谱证明A 有NH
10、键,且与游离氨分子键能相差不太大,还证明A 中的铬原子四周有7个配位原子供应孤对电子与铬原子形成配位键,呈五角双锥构型。1以上信息说明A的化学式为: ;可能的构造式为: 。2A中铬的氧化数为: 。3预期A 最特征的化学性质为: 。4生成晶体A的反响是氧化复原反响,方程式是: 。【解题思路】此题是利用已经形成的但一般教科书未涉及的学问编制成的探究式试题。如本文开头所述,属于谜底为新学问的谜语式试题。此题信息很多,为缕清信息互相关系,最形象的方法是制作一张破案式的线索图,下面只是一例(制作什么样的图并无形式可循,依应试者思维特征不同而异,图也不确定在纸上画出来,在脑中构建也一样可以这要看应试者脑子
11、清晰不清晰,右脑兴旺不兴旺而定):从这个“破案线索图”可以推断出“犯案人”A只能是含2个过氧团的铬(IV)协作物。因为过氧团可以从过氧化氢中转移过来,有来源(假如此题没有A的生成反响的信息,当然也可以假设协作物里存在H2NNH2,同时有OH的配体,但生成反响解除了这个“嫌疑犯”);同时也解除1个过氧团或者没有过氧团的可能,因为生成反响是氧化复原反响,在K2CrO4中铬的价态(或说氧化态)已经到达最高价,只能发生复原反响,铬的价态必低于6,因此A是唯一的。【答案】1A 的化学式Cr(NH3)3O4 或CrN3H9O4(写成其他形式也可以)(2分) A 的可能构造式如下图:(4分)1式与/或2式均
12、得满分,但无2个过氧键OO者得零分。(编者注:还可画出其他构造式,但本题强调的是构造中有2个过氧键,并不要求推断它们在构造中的正确位置。)2A中铬的氧化数为4(2分)3氧化复原性(或易分解或不稳定等类似表述均得满分)(2分)4化学方程式:CrO423NH33H2O2Cr(NH3)3(O2)2O22H2O2OH(2分)【评论】此题重在形成学问的过程。当然,作为试题,并未给出实际科学探讨获得的全部信息,例如红外图谱中确定同时显示了A中有过氧键,却被命题人“制谜”时略去了,否则会降低解谜的智力测试程度。平心而论,此题的学问要求是较多的,但在中学课本里都已涉及,如:应试者至少须要有协作物(络合物)的根
13、本概念(中学有Cu(NH3)42+、Ag(NH3)2+、Fe(CN)64、Fe(SCN)63等)、过氧化合物的学问(中学有H2O2)、铬的价态及作为氧化剂的学问(中学有重铬酸盐作氧化剂的例子)、氧化数的概念、配价键或者配位键的概念(中学有电子对的赐予与承受的实际例子)、电解质的概念、由元素组成求分子量的技能(此题氧原子数需用余量来求,这既符合实际科研信息,又增加了试题难度),等等。由于这些学问根底不超纲,不能说此题对已有学问根底要求太高,试题难是难在这样多的学问要综合在一起,由应试人得出一个从未见过的构造式(按说只有左边的构造图是正确的,但命题人并不这样要求,是符合应试者程度的判分标准,再次表
14、达了竞赛判分的特点),因此此题的智力要求的确比拟高,理解力、分析力、综合力、联想力、想象力、创建力都进展了考察。假如实测结果此题难度太高,可在今后命题时适当削减信息量,降低综合度,不要连这种命题思路一起泼走。第四题(12分)市场上出现过一种一氧化碳检测器,其外观像一张塑料信誉卡,正中有一个直径不到2cm的小窗口,露出橙红色固态物质。若发觉橙红色转为黑色而在短时间内不复原,说明室内一氧化碳浓度超标,有中毒危急。一氧化碳不超标时,橙红色虽也会变黑却能很快复原。已知检测器的化学成分:亲水性的硅胶、氯化钙、固体酸H8Si(Mo2O7)628H2O、CuCl22H2O与PdCl22H2O(注:橙红色为复
15、合色,不必细究)。1CO与PdCl22H2O的反响方程式为: 。2题1的产物之一与CuCl22H2O反响而复原,化学方程式为: 。3题2的产物之一复原的反响方程式为: 。【解题思路】竞赛是科学普及的一部分,要通过竞赛宣扬化学在经济开展人类进步人民安康质量、生活质量及环境质量改善中的作用,以促进中学生关切发生在世界上与四周的新事物,鼓励他们为之奋斗,本题就表达这种思想。鉴于试题涉及的器件的化学组成很困难,命题人从中选择了学生的学问背景足以理解的问题,也正好是该器件性能的主要化学原理,甚至提示应试者集中精力解决主要问题,舍弃不必细究的枝节,这本身也是一种如何理论联络实际的教化。命题人在组题时进一步
16、扶植应试人缕清器件化学原理的思索程序,分3个问题要求学生思索,但每一个问题都留有需应试者通过原有学问根底来补充完善的内容,以此来考察应试者的应变实力。第一个问题的关键是:CO与PdCl22H2O谁是氧化剂?当然有两种正好相反的假设,假设1,得到C与某种高价钯化合物,假设2,得到CO2与金属钯。哪一个假设正确?要从第二问得到启示。明显,第二问须要应试者自己得出结论的首先是CuCl22H2O不行能是复原剂,只可能是氧化剂,因为在水体系里铜的价态不能再上升。假如应试者没有这种根本思路,就无助于对第1问两种假设的选择。有了这种思路,必定对“题1的产物之一”对准C与Pd。问:其中哪一个可以跟CuCl22
17、H2O反响?中学课本上探讨过碳的氧化,运用的都是强氧化剂,如空气中的氧气、浓硫酸、浓硝酸等,而且都需加热,可见碳不是强复原剂,把它氧化不那么简洁,应当解除,于是“定音”,假设2是正确的,这是一箭双雕,既答了第1问,又答了第2问。当然,第2问又存在两种可能,铜被复原得铜(I)呢还是得铜(0)。怎样推断?须要第3问来扶植,第3问要求写出4-2问中产物之一被复原,自然是指铜(I)或铜(0)的复原。先不必问氧化剂是谁,应试者就清晰,铜(I)比铜(0)易复原,即简洁被氧化。这是不是中学学问?笔者认为是。由此选择了铜(I)为第2问的答案,完成第2问的解答。再接着思索第3问:使铜(I)复原为铜(II)运用了
18、什么试剂?首先要明确,它确定是氧化剂(应试者明确吗?),然后从器件化学组成中去找,找不到(有人会认为存在2Cu+2H+2Cu2+H2的反响吗?),于是被逼到“华容道”上去了,只能选择空气中的氧气,别无它路,全题得解。当然,解完后应回忆器件的整个化学组成来探讨它们各自的作用,但试题没有设问,留给应试者自己思索。【答案】1化学方程式COPdCl22H2OCO2Pd2HClH2O(4分)写PdCl2不写PdCl22H2O同时也配平,给2分。2化学方程式Pd2CuCl22H2OPdCl22H2O2CuCl2H2O(4分)写PdCuCl22H2OPdCl22H2OCu给2分 3化学方程式4CuCl4HC
19、l6H2OO24CuCl22H2O(4分)【评论】笔者赞许命题人第2问答铜(0)也给50%分数的做法。这有利于进步学生参赛的主动性,考虑不周全,没有从第3问倒过去想第2问,但单从第2问思索,也不错,所以给50%的分,以资鼓励,今后想问题应当更全面些,解题应留意运用“上下求索、左右逢源、前后照应”的策略思想才行。写方程式必需配平才能给分笔者认为是恰当的,尤其对一个不熟识的方程式,这是检验方程式是否正确的重要方法。至于结晶水是否必需写进方程式?可以商议。命题人认为必需写进方程式可能是考虑到可以使应试人用方程式产物来理解试题给出的器件的全部组成,以加强推断自己写的方程式的正确性的信念,反而降低了试题
20、的难度,但应试人未必有这种反响式思维的训练,体会不到它的作用,反而觉得是个负担,不写结晶水。答案未对此做说明,有可能会造成判分标准不统一。考察考场发觉,很多学生第一个反响并未按预料的思路解题,以为钯可以跟CO生成羰基化合物,结果前两个反响全做错了。即使在试题上写明第一个反响是氧化复原反响,这种错误也不能避开。这或许就应了学得太多反而不利的说法。第五题(16分)水中氧的含量测定步骤如下:步骤1:水中的氧在碱性溶液中将Mn2+氧化为MnO(OH)2。步骤2:参加碘离子将生成的MnO(OH)2再复原成Mn2+离子。步骤3:用硫代硫酸钠标准溶液滴定步骤2中生成的碘。有关的测定数据如下:1:Na2S2O
21、3溶液的标定。取25.00 mL KIO3标准溶液(KIO3浓度:174.8 mgL1)与过量KI在酸性介质中反响,用Na2S2O3溶液滴定,消耗12.45 mL。2:取20.0下簇新水样103.5mL,按上述测定步骤滴定,消耗Na2S2O3标准溶液11.80mL。已知该温度下水的饱与O2含量为9.08 mgL1。3在20.0下密闭放置5天的水样102.2mL,按上述测定步骤滴定,消耗硫代硫酸钠标准溶液6.75 mL。1写出上面3步所涉及的化学反响方程式。2计算标准溶液的浓度(单位molL1)。3计算簇新水样中氧的含量(单位mgL1)。4计算陈放水样中氧的含量(单位mgL1)。5以上测定结果说
22、明水样具有什么性质?【解题思路】本题围绕测定水中的氧分成3个层次。第一个层次是测定氧的3个反响。试题对第一个反响给的信息很完全,而且信息也不难理解,预料全部应试者都应写得出化学方程式。试题对第二个反响的信息不完全。没有说反响的酸碱性条件。应试者应对反响的酸碱性条件作出推断。推断的根底是:I2在碱性条件下能否稳定存在?这属于中学化学学问的活用。当然,假如学生有Mn(OH)2在碱性溶液很简洁被空气氧化的学问更好,即在碱性溶液里Mn(IV)是比Mn(II)更稳定的价态,要想在碱性溶液里把MnO(OH)2复原为Mn(OH)2运用像I这样的复原剂是难以实现的,但没有这种深化学问而单靠中学学问已能作出正确
23、推断。第3个反响决非中学学问,但在高考试题里以信息的形式出现过3次,命题人认为已经是“亚中学学问”了,而且,若不单纯从中学化学课本动身来考察,此学问点的确属于“重要”学问,是容量分析少数最重要的反响之一,因此命题人认为是“适度的”的“不拘泥于中学化学”,可以当作学生已有学问来要求。第二部分是容量分析计算。标准溶液浓度计算的根底首先是测定反响中n(IO3)n(I2)n(S2O32)(摩尔比)问题,其次是cVcV 的关系式。第一个反响不必写出配平的化学方程式就可确定。因此试题并未要求写方程式。写方程式当然更明确,但奢侈了珍贵的应试时间。测氧的计算的原理与学问点完全一样。第三部分是考察中学生对水中的
24、氧的一般学问。纯属常识考察。【答案】1步骤1:2Mn2+O24OH2MnO(OH)2(1分)步骤2:2IMnO(OH)24H+Mn2+I23H2O(1分)或3IMnO(OH)24H+Mn2+I33H2O 步骤3:I22S2O322IS4O62(1分)或I32S2O323IS4O622标准溶液的浓度:9.841103 molL1计算过程:c(IO3)174.8103gL1/214.0gmol18.168104molL1(1分)c(S2O32)6c(IO3)V(IO3)/V(S2O32)68.168104molL125.00mL/12.45mL9.841103molL1(3分)3簇新水样中氧的含量
25、:8.98mgL1计算过程:103.5mL水样中氧的含量:n(O2)0.25c(S2O32)V(S2O32)0.259.841103molL 111.80103L2.903105mol氧含量:r(O2)2.903105mol32.00103mgmol1/103.5103L8.98mgL1(3分)注:簇新水样的氧饱与度(8.98/9.08)100%98.9%4陈放水样中氧的含量:5.20mgL1计算过程:102.2mL中氧的含量:n(O2)0.25c(S2O32)V(S2O32)0.259.841103mmolmL16.75mL1.66102mmol氧含量:r(O2)1.66102mmol32.
26、00mgmmol1/102.2103L5.20mgL1(3分)注:陈放引起氧的消耗量8.98mgL15.20mgL13.78mgL15说明水样里存在好氧性(或喜氧性)微生物(1.5分)或者存在能被氧气复原的复原性物质(1.5分)(共3分)注:若计算结果正确,任何正确计算过程均得满分;若浓度值错误, 再看计算过程,若关系式正确, 运算错误, 给一半分。【评论】考场实情:1相当多的应试者不能正确完成第2个反响,不知道反响确定在酸性条下才能进展,可能命题人对应试者的学问根底估计太高了,也可能是由于初赛学问点要求得太多,反而忽视反响的酸碱性这样的更根底性的学问,值得深化探讨。2相当多学生无2S2O32
27、I2S4O622I的学问储藏,把第3个测氧反响的产物写成SSO32,甚至写放出SO2。这些学生很可能是高二学生。笔者认为,高二学生不宜参与这种程度的竞赛。有的老师不同意笔者的意见,认为值得去试一试,并对明年参与竞赛会有好处。其实,很多事情都有好与坏的两重性。若参与初赛的高二学生对自己参赛的成果不佳归咎于学习的学问尚不到位,尚不完备,从失败中鼓励自己发奋学习,参与初赛有好处;若相反,觉得竞赛应答根本摸不着边,竞赛获奖更是高不行攀,失去对化学与化学竞赛的爱好,岂不走向反面?3定量反响计算的摩尔比搞错的学生相当多,说明对定量反响中的摩尔比关系缺乏根本概念。4能完全答对第5问的为数不多,有的老师认为是
28、编题人的问题,问“水样有什么性质”不明确,若学生答“水样有氧化性”为什么不行?我们说这种应答不完全,不能给分。若水样中没有复原性物质,或者好气菌,水样有氧化性氧就会因放置而削减吗?例如,K2Cr2O7有氧化性,它不与复原性物质反响会因放置而改变吗?这是外因与内因的关系问题。此题的应答状况或许也反映了中学化学教学如何更好地联络实际的问题。第六题(10分)曾有人用金属钠处理化合物A(分子式C5H6Br2,含五元环),欲得产物B,而事实上却得到芳香化合物C(分子式C15H18)。1请画出A、B、C的构造简式。2为什么该反响得不到B却得到C?3预期用过量酸性高锰酸钾溶液处理C,得到的产物是D,写出D的
29、构造式。【解题思路】1比照产物C的分子式(C15H18)与起始物A的分子式(C5H6Br2)可见一个C分子是3个A分子脱去溴原子连接而成的,而且A转化为C的反响是用金属钠消退A分子中的溴。可见此题并没有要求应试者必需学过武兹反响,此思路的学问根底没有超过中学化学。2试题用A是溴代环戊烯与C是芳香化合物2个信息同时限定了A与C的构造。溴代环戊烯因溴原子连在不同碳原子上而有多种位置异构体,它们与金属钠反响失去溴连接的方式更多,但是,为满意C是分子式为C15H18的芳香化合物(至少要有一个含共轭双键的苯环)的条件,A必需是1,2二溴环戊烯,C必定有答案给出的构造式。应试者得出这个结论的过程与花费的时
30、间自然很不一样,有的学生可能在草稿纸画满各种各样的二溴环戊烯,并令其脱溴相连,甚至得出很大的环状化合物,有的学生则只需在脑子里想清晰,其差异不是学问程度凹凸而是智力程度凹凸。在思索过程中,下述联想是有助于应试者得出结论:3为什么A与金属钠反响会得到C呢?假如应试者联想起中学化学里学过乙炔合成苯的反响,就会想到,A脱去溴首先得到的应是含CC键的环戊炔(B),既然乙炔经催化可三聚成苯,比照乙炔与环戊炔的构造,理应联想到中学化学学到:乙炔的碳氢处在一条直线上(化学读本的sp杂化当然有扶植,属竞赛大纲要求,但并非必需),环戊炔的炔碳在五元环上,其不稳定性就不至迟疑,不需催化剂也会聚合就在意料之中。4命
31、题人考虑到环戊烯不稳定,有的学生可能将B写成它的双聚物,以求得到较稳定的化合物,因此答双聚体也算对,而且对两种B的不稳定给了注释性说明(注:不要求学生到达这种注释程度)。5C的氧化可看成是苯环的侧链碳原子的氧化。中学化学里讲过甲苯氧化得苯(甲)酸,去年初赛题分析里探讨过芳香烃侧链氧化的规律,应试者一般探讨过去年初赛题,所以由C得出D应不是困难的事。但是,这里仍有很强的智力因素,应试者若被C的困难构造迷惑住,不留意分子的核心部位是一个苯环,对题目给出的C是芳香化合物的信息视而不见,D是什么就很难答上来,到事后才茅塞顿开。【答案】1A B C 各2分若答B的构造式为: 亦给2分2要点:B不稳定(2
32、分)注:前者的炔碳原子通常为sp杂化轨道,线性,环炔的张力太大;后者为反芳香性。3 或 (2分)注:酸性高锰酸钾溶液氧化芳香环侧链反响发生在碳上;该产物可形成分子内氢键。【评论】此题充分利用中学化学学问创建性地得出大中学教科书上没有探讨过的新学问。它不仅使应试者应用了学问,更使应试者应用学问去创建新学问。在应试者具有同等中学化学学问的前提下,应答程度主要取决于应试者的智力程度。笔者认为,这是今后化学竞赛的命题方向。赛场实情是可以解此题的学生很少,大多数学生根本缕不清思路,这些学生此题1分也未得,若仅第3问答不出,则可归咎于该问超过中学化学学问,因此,我们认为,大力探讨如何加强教学中的创建性思维
33、培育,是燃眉之急的教改任务。第七题(12分)在星际云中发觉一种高度对称的有机分子(Z),在紫外辐射或加热下可转化为其他很多生命前物质,这些事实支持了生命来自星际的假说。有人认为,Z的形成过程如下:(1)星际分子CH2NH聚合生成X;(2)X 与甲醛加成得到Y(分子式C6H15O3N3);(3)Y与氨(摩尔比11)脱水缩合得到Z 。试写出X、Y与Z的构造简式。【解题思路】此题的题型与思路同上题。从X是CH2NH聚合反响产物,应试者当可写出其通式为。这里命题人已经预料到,很多学生会以为n值确定很大,以为凡聚合反响必得到高聚物,实在是设置的“陷阱”。其实,聚合反响不确定得到高聚物,中学课本里的乙炔聚
34、合成苯就是典型例子。因此,编题人给出Y的分子式,意在扶植应试者“跳出陷阱”,联想到乙炔聚合为苯,反推出n3,X是起始物的三聚体。该思路要求应试人首先要有“加成反响”的明确概念,懂得所谓“加成反响”是ABC,然后比照X(通式)与Y 以及甲醛的分子式,对Y 分子式这个信息进展加工Y 分子中的全部氮原子必来源于亚甲胺(注:编题人为削减枝节未给出它的化学名称),既然Y 中有3个氮原子,说明Y 是由亚甲胺的三聚体与甲醛发生加成而得,由此得到X是C3H9N3,Y的分子式与X的分子式相减,得知与1分子亚甲胺三聚体反响的是3分子甲醛。这一信息加工过程也就同时得出了X与Y 都是环状分子的结论。羰基加成反响中学里
35、的确讲过,但印象最深的唯恐是加氢,并归入复原,羰基加水,就已经“超纲”,编题人设想参与竞赛的选手有这个学问,并用以理解加胺(可理解为加氨”,这考察了应试者对氨与水的类似性的把握与否,能否将甲醛加水CO双键翻开的学问“迁移”于加氨)。最终,Y与NH3发生缩合反响,编题人首先考察了应试者有没有缩合反响的根本图式:ABCD的形式概念以及缩合反响从反响物“母体”里脱除的是“小分子”的概念,要求应试人找到氨分子与Y 分子的什么基团发生缩合,脱除什么小分子。脱水缩合在中学课本里讲到最多,应属于应试者已有的学问根底。只是Y与氨的缩合脱去3分子水,不同于中学课本里的缩合反响,是须要应试者的思维非常灵敏、广袤的
36、。若应试人从Y的构造式里发觉它有3个羟基,氨分子又有3个氢原子,本不难作这种带有相当程度创建性的思维。最终,Z的构造的得出,编题人明显是在考察应试者空间感受实力的强弱。【答案】X的构造式(4分) Y的构造式(4分) Z的构造式(4分)Z画平面构造如上右图等不扣分;画X、Y、Z其他等价构造式,均得满分。【评论】本题涉及到中学有机化学“聚合”、“加成”、“缩合”三个概念,若应试人的确把握中学课本中这三个反响类型的概念以及课本上的详细学问内容,就已经有理解出此题的学问根底。因此,笔者认为,此题在学问根底上没有超过中学化学。然而,此题的实力要求很高,要求敏捷运用中学学到的根本学问创建未知学问的实力,同
37、时也考察了应试者面对生疏的心理承受实力与应变实力。因此,这道试题应视为较胜利的“学问要求低、实力要求高”的好题。赛场实情:好学生得解,差学生零分。得零分的缘由有几种可能:一种可能是对聚合反响的内涵把握得太片面,以为只要聚合反响确定得到高聚物,或者对羰基加成反响缺乏根本概念;另一种可能是解题不敏捷,不擅长上下前后前后整体性地审题;第3种可能是创建性思维实力差,不擅长用原有学问根底理解加工新信息得出新学问;第4种可能是空间感受实力差。编题人给出Y的分子式,不前不后,非常恰当。要求应试者对试题有整体性的把握,思路清晰地进展逻辑思维,“上下求索、左右逢源、前后照应”。此题可能存在的问题是,命题人原来预
38、料此题的主题完全是新的,因为在星际云中存在六次甲基四胺并假定它是由亚甲胺生成,是最近的文献报道,只是最终产物可能有的学生见到过,可能对解题有扶植,但这个学问点不是本题思路的主要动身点,说不上确定有扶植。第八题(16分)盐酸普鲁卡因是外科常用药,化学名:对氨基苯甲酸二乙胺基乙酯盐酸盐,构造式如右上。作为部分麻醉剂,普鲁卡因在传导麻醉、浸润麻醉及封闭疗法中均有良好药效。它的合成路途如下,请在方框内填入试剂、中间产物或反响条件。【解题思路】此题属框图题,高考试题这种题型较多见,是利用框图的构造与给出的条件作逻辑推理,但此题的智力要求大大高于高考题。总的说来,此题的思路是Corley“逆合成原理”,但
39、无须挑明以免吓退应试者。应试者首先应全面把握框图的构造,认清靶分子的骨架是由两种原料分别转化为中间体然后连接而成。其次需考察靶分子的构造,找寻该骨架何处可断开成两截,一截来自由乙烯得到的中间体,另一截来自由甲苯得到的中间体。很明显,乙烯转化过程参加了NH(C2H5)2, 该片段明显加到乙烯CH2CH2分子的一端去,故靶分子需从主链的OCH2连续开。然后,应试者应转向分别从两种原料得出可连接成靶分子骨架的中间体。为思路清晰,应试者可用符号表达框图中的各中间体,例如:框图指出乙烯应先氧化得A才与NH(C2H5)2反响得B,A是什么?大多数应试者会按中学课本得乙醛,这时,得到的产物是CH3C(OH)
40、N(C2H5)2, 但所得产物“B”与D在H+催化下脱水得到的“E”将不符合靶分子的骨架构造,由此应否认乙烯氧化得乙醛的设想,不得不思索如何使乙烯氧化形成保持CH2CH2片段的A,就被“逼”得出环氧乙烷(A),后者有环,不饱与度与乙醛相等,故加二乙胺是环乙烷的开环反响,开环后羟基与二乙胺基分置于CH2CH2的两端,才可能与D脱水而连接,同时也就明确D分子中有羧基,后者与B中的羟基“酯化”脱水相连。D的羧基何处来?当然是甲苯侧链氧化的产物。接着问:酯化反响是反响I呢还是反响II?这时,应试者需记住靶分子芳香环上的氨基处在主链的对位,再联络框图指出B与D连接后还要进展一个复原反响(III)才得到靶
41、分子,从靶分子中保存着羧基可见,复原反响不行能是羧基被复原,就被“逼”到I与II之一是硝化反响,在芳香环上引入硝基,最终被复原为氨基。于是问题只剩下I与II是先硝化后氧化甲基还是先将甲基氧化后再硝化。中学课本里有甲苯氧化得到三硝基甲苯的反响,说明甲苯氧化硝基才会被引入甲基的邻对位,由此可推断,I是硝化,II是甲基氧化为羧基,整个试题得解。【答案】甲苯必需先硝化后氧化。若应答为先氧化后硝化,反响试剂正确时,扣4分。【评论】由以上解题思路分析可见,此题的学问根底只需中学化学已足够解题。此题尽管在某些地方与去年试题相像,但却解除了多种可能性,比去年的试题严格。当然,假如应试者有乙烯氧化得到环氧乙烷、
42、芳香烃取代反响的定位规则等学问,对解题有明显的扶植,思索起来会自如得多,这可能会加强一些老师的“学问是智力的根底,智力是学问的总与”的观念,坚持在课外活动中多多增加有机化学的学问量。但假如以为应试者解出本题必需经过高校老师在所谓“奥校”或“奥班”的培训,并非符合实际。考场实情是,有很多应试者并未参与过任何“奥校”或“奥班”,此题同样得满分。而很多“奥校”或“奥班”学生反而做不出此题来,而且也非个别现象。因此我们认为,对此题的理解仍旧应从该题如何考察应试者的智力,特殊是“上下求索、左右逢源、前后照应”三维逻辑思维的角度才适宜。不知诸位是否同意?笔者认为,今后的初赛试题应尽可能在考察学生的根底学问,特殊是中学化学的根底学问上多多努力,改变过多借助高一级化学学问的偏向。