1998年全國高中學(xué)生化學(xué)競賽(初賽)試題評析

1、佃98年全國高中學(xué)生化學(xué)競賽（初賽）試題評析1.某芳香烴A，分子式C9H12。在光照下用B2溴化A得到兩種一溴衍生物（Bi和B2）,產(chǎn)率約為1:1。在鐵催化下用BL溴化A也得到兩種一溴衍生物（Ci和C2）；Ci和C2在鐵催化下繼續(xù)溴化則總共得到4種二溴衍生物（Di、D2、D3、D4）。（13分）（1）寫出A的結(jié)構(gòu)簡式。（5分）（2）寫出B1、B2、G、C2、D1、D2、D3、D4的結(jié)構(gòu)簡式。（8分）【評析】A是“芳香烴”，至少要有一個苯環(huán)。按分子式C9H12，已不可能有比苯環(huán)更高級的芳香環(huán)，例如萘的分子式是C10H8,已超過9個碳。因而，C9H12是有烴基側(cè)鏈的苯的衍 生物是無疑的了。問題是：

2、側(cè)鏈有幾個？側(cè)鏈的組成？粗想起來，以下所有結(jié)構(gòu)似乎都 是可能的：但分析試題提供的信息之一一一光照下得到2種一溴衍生物，不必細(xì)想，就可以立即排除掉上列的2和7因?yàn)?、7無疑只能得到一種一溴衍生物。3也可排除，因?yàn)楫?dāng)溴取代三個甲基中的一個氫就可得到3種一溴衍生物，超過2種。如果選手以為7的一溴衍生物不止一種，就說明沒有一溴代只發(fā)生在側(cè)鏈的-碳上的基本知識。這個基本知識比中學(xué)有機(jī)化學(xué)深，被命題人假設(shè)為完全可以通過課外活動達(dá)到的最低限度的高一 級的有機(jī)化學(xué)知識。究竟有多少參賽學(xué)生可以達(dá)到這個最低限度的高一級的有機(jī)化學(xué)知 識？這需要作統(tǒng)計。如果統(tǒng)計的結(jié)果，超過85%的學(xué)生達(dá)不到這個高一級的有機(jī)化學(xué)知識，

3、說明命題人過高地估計參賽選手的知識水平了，學(xué)生解答該題其余部分也就困難 了。1式也可以得到2種一溴代衍生物，但1溴代甲基2,3二甲基苯的產(chǎn)率跟2溴代甲基1,3二甲基苯的產(chǎn)率不會相等，不符合2種一溴衍生物的產(chǎn)率相等的信息。于是只剩下4、5、6三種可能性。然后再分析另一個信息一一芳香環(huán)上的氫被溴取 代得到2種一溴衍生物。這又需要選手有芳香環(huán)上的氫被取代的定位知識一一烴基是一 種鄰對位定向基團(tuán)。 選手有這個超過中學(xué)化學(xué)知識的高一級的化學(xué)知識嗎？命題人又一 次面臨對選手的化學(xué)知識的估計的考驗(yàn)。命題人認(rèn)為這個知識是中學(xué)化學(xué)知識的自然延伸，應(yīng)該不成問題。例如，甲苯的硝化，中學(xué)化學(xué)教科書上是有的，學(xué)生在學(xué)習(xí)

4、時是不 是問過：為什么不得到間位的硝基甲苯？當(dāng)然，似乎應(yīng)當(dāng)有更進(jìn)一步的知識：鄰位和對 位取代的幾率是否相等？不過，此題事實(shí)上沒有這個知識也還過得去，因?yàn)?、5兩種烷基苯的一溴代衍生物不止2種，于是，就可以認(rèn)定只有6是A了。而且，用一溴衍生 物再溴化得到二溴衍生物的信息來驗(yàn)證，只有A形成的B1和B2繼續(xù)溴化可總共得到4種二溴衍生物：以上分析告訴我們，參加化學(xué)競賽是必須有課外活動對課堂知識作適當(dāng)補(bǔ)充為基礎(chǔ) 的，只靠按中學(xué)化學(xué)大綱進(jìn)行的課堂教學(xué)是難以在競賽中取得優(yōu)勝的。然而，在課外活 動里補(bǔ)充的化學(xué)知識只限于中學(xué)化學(xué)的自然生長點(diǎn)，不需要大量補(bǔ)充大學(xué)化學(xué)來達(dá)到大學(xué)化學(xué)本科低年級的知識水平。我們既不應(yīng)該

5、要求競賽的知識儲備跟中學(xué)化學(xué)完全相 同，也不應(yīng)該過度地要求學(xué)生掌握大量的大學(xué)化學(xué)知識。這里存在一個“度”的問題。 如何把握這個“度”，需要參加競賽輔導(dǎo)教師的共同努力?，F(xiàn)在有2種完全相反的傾向，一種是要求化學(xué)競賽完全在中學(xué)化學(xué)大綱的知識水平上開展，另一種是要求競賽在盡量高的知識水平的基礎(chǔ)上開展。我們的想法是，盡量努力往中學(xué)化學(xué)水平上靠，但是決不 可能只按中學(xué)化學(xué)水平進(jìn)行競賽，原因是我國的中學(xué)化學(xué)知識水平(指作為升學(xué)預(yù)備教 育的化學(xué)課程的知識水平)比起國際中學(xué)化學(xué)教育達(dá)到的水平實(shí)在過低，從“面向世界”的角度著眼，只在中學(xué)化學(xué)知識基礎(chǔ)上展開化學(xué)競賽在現(xiàn)階段是不可行的。我們的努力 是發(fā)展在我們心目中的

6、“國際中學(xué)化學(xué)的知識水平”上的高智力型的化學(xué)競賽，作為課堂教學(xué)的延伸和補(bǔ)充。2.lOO.Og無水氫氧化鉀溶于100.0g水。在T溫度下電解該溶液， 電流強(qiáng)度1=6.00安培，電解時間10.00小時。電解結(jié)束溫度重新調(diào)至T,分離析出的KOH2H2O固體后，測得剩余溶液的總質(zhì)量為164.8g。已知不同溫度下每100g溶液中無水氫氧化鉀的質(zhì)量為：溫度/oC0102030KOH/g49.250.852.855.8求溫度T,給出計算過程，最后計算結(jié)果只要求兩位有效數(shù)字。(15分)注：法拉第常數(shù)F = 9.65X104C/mol，相對原子質(zhì)量：K 39.1 O16.0 H 1.01【評析】(1) 過去我們

7、總覺得我國中學(xué)生比國際中學(xué)生平均計算能力高，另一方面，我們又主張不要在中學(xué)化學(xué)里過多搞計算，以失去其他課程不能代替的中學(xué)化學(xué)課程自身的功能，如從宏觀與微觀兩個層次上的思考，帶有創(chuàng)造性發(fā)展魅力的化學(xué)符號體系，從觀察到實(shí)驗(yàn)而后進(jìn)行邏輯推理與豐富想象結(jié)合的思考，等等，因而多年賽題沒有計算題。 然而考察近年我國國際競賽選手的計算能力，發(fā)現(xiàn)竟有明顯下降趨勢，他們常因“低級 錯誤”而丟分一一如代錯了數(shù)，不會列算式，不懂得計算前先找出最佳路線，不懂得有 效數(shù)字的意義，寫數(shù)字時發(fā)生筆誤，甚至不會用計算器，等等一一因而決定在今年初賽 里適當(dāng)?shù)卦黾右恍┗瘜W(xué)計算。(2) 本題涉及的計算的第一部分屬于中學(xué)化學(xué)水平中難

8、度最大的計算之一一一帶 結(jié)晶水的溶解度計算，而這個溶解度計算又是與中學(xué)物理學(xué)中的電量計算結(jié)合的，更增 加了試題的綜合程度?？赡苡行┻x手一開始會感到無從下手。解題的第一個突破口是：電解過程哪種物質(zhì)被分解了？選手應(yīng)當(dāng)?shù)贸鏊浑娊獾慕Y(jié)論。這被認(rèn)為是中學(xué)化學(xué)的知識。那么，有多少水被分解了呢？這需要會計算總共消耗了多少電量。這屬于中學(xué)物理學(xué)中的基本知識（法拉第常數(shù)在中學(xué)化學(xué)里不要求）：10.00小時6.00安培總共提供電量Q=It=216X103C相當(dāng)于2.24mol電子 每電 解1mol水需電子2個，故有1.12mol水，即20.1g水被電解。（3）從剩余溶液的總質(zhì)量（200g164.8g）知，有35

9、.2g物質(zhì)離開溶液，其中有20.1g水被電解，由此可得出結(jié)晶的KOH2H2O的質(zhì)量為15.1g結(jié)晶的KOH的質(zhì)量為（15.1g/92.10g/mol）M（KOH）=9.2g結(jié)晶水的質(zhì)量為（15.1g/92.10g/mol）x2M（H2O）=5.9g剩余的溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)濃度為m（KOH）/m（H2。）。）+m（KOH）=55.1%（多保留1位 有效數(shù)字）。（4） 試題的最終要求是計算電解槽的溫度。根據(jù)上面的計算結(jié)果，每100g溶液里 有55.1g KOH，利用試題給出的數(shù)據(jù)（表），得知T應(yīng)在2030C之間。這是不是就是 答案呢？應(yīng)該說，能夠得到這個溫度范圍就可以給分。但本題問的是溫度而不是溫度范

10、圍，因此只有求出溫度才完全符合要求。求算的方法是：設(shè)此期間溶解度與溫度呈線性 關(guān)系，則T=273+20+（55.152.8）/（55.852.8）X10 K=301K（答：28C）估計許多選手不會達(dá)到這個要求。因?yàn)檫@種計算的基礎(chǔ)是設(shè)在10C的范圍內(nèi)溶解度與溫度上呈線性關(guān)系。這種設(shè)想是與本題最后答案要求的有效數(shù)字位數(shù)有關(guān)的。這就要 求學(xué)生懂得有效數(shù)字的物理意義。如果學(xué)生對本題最后一句話“最后計算結(jié)果只要求兩 位有效數(shù)字”根本不領(lǐng)會，就不可能作這種設(shè)想。這是命題人力求在競賽中體現(xiàn)的命題 思想一一體現(xiàn)科學(xué)方法。既然溶解度數(shù)據(jù)有三位有效數(shù)字而計算結(jié)果又只需要2位有效數(shù)字，就允許采用一種不造成超過有效數(shù)

11、字精度范圍的近似計算方法。這是很基本的科 學(xué)原則?？茖W(xué)課程應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)這種素質(zhì)訓(xùn)練。素質(zhì)不是空話，是要具體落實(shí)的。有的人認(rèn) 為這種要求太高。這種認(rèn)識上的差異實(shí)質(zhì)上反映了科學(xué)課程目標(biāo)的兩種不同觀念。不強(qiáng) 調(diào)科學(xué)方法和科學(xué)思想乃至科學(xué)態(tài)度、意識和品質(zhì)的課程只能是就事論事的知識積累性教學(xué)，不是素質(zhì)教育。鋅核與鉛核熔合而得?？茖W(xué)家通過該放射性元素的一系列衰變的產(chǎn)物確定了它的存在， 總共只檢出一個原子。該原子每次衰變都放出一個高能粒子，最后得到比較穩(wěn)定的第100號元素鐨的含153個中子的同位素。（7分）（1）112號是第幾周期第幾族元素？（2）它是金屬還是非金屬？（3）你認(rèn)為它的最高氧化態(tài)至少可以達(dá)到多少？

12、（4）寫出合成112元素的反應(yīng)式（注反應(yīng)式中的核素要用諸如；H、282Pb等帶上 下標(biāo)的符號來表示，112號元素符號未定，可用M表示）?！驹u析】（1）這個試題的頭三個問題相信所有參加課外化學(xué)興趣小組的選手都能夠答得上 來，近乎送分，顯然是命題人讓參賽人輕松一下，盡管要作最簡單的算術(shù)，并在腦中浮 現(xiàn)出一張周期表。(2) 這道試題的難點(diǎn)在第4問。學(xué)生必須首先懂得a粒子是質(zhì)量數(shù)為4的氦核。 這屬于中學(xué)物理3.迄今已合成的最重元素是112號，它是用OO高能原子轟擊8208的靶子，使知識。 這體現(xiàn)了命題人的又一命題思想中學(xué)物理學(xué)基本知識始終是 化學(xué)競賽必需的基礎(chǔ)。思維流暢而敏捷的學(xué)生一眼就可發(fā)現(xiàn)，衰變的

13、最終產(chǎn)物的質(zhì)量數(shù) 是奇數(shù)，而兩個原子核融合后的質(zhì)量數(shù)是偶數(shù)，核電荷又呈加和關(guān)系，因此，必定在融 合時放出一個中子。這樣，作簡單的減法，就可以得出112號元素的質(zhì)量數(shù)，問題就迎 刃而解了：從112到100釋放12個質(zhì)子，故共計發(fā)生6次衰變，放出6個a粒子，即放出12個中子，而題面信息說鐨有153個中子，故M的中子數(shù)應(yīng)為153+12=165，質(zhì)量數(shù)為165+112=277:70Zn208 2771n30Zn+ 82Pb=112M+ 0n4.100.00mL SO32和5032的溶液與80.00mL濃度為0.0500mol/L的 心6。4的堿 性溶液恰好反應(yīng)，反應(yīng)只有一種含硫產(chǎn)物和一種含鉻產(chǎn)物，反應(yīng)

14、產(chǎn)物混合物經(jīng)鹽酸酸化 后與過量的BaCl2溶液反應(yīng)， 得到白色沉淀， 沉淀經(jīng)過濾、 洗滌、 干燥后稱量， 質(zhì)量為0.9336g。 相對原子質(zhì)量：S 32.06 Cr 51.996O 15.999 Ba 137.34(1)寫出原始溶液與鉻酸鉀溶液反應(yīng)得到的含硫產(chǎn)物和含鉻產(chǎn)物的化學(xué)式。(2)計算原始溶液中SO32和S2O3的濃度。(10分)【評析】(1)這是一道有化學(xué)計算的元素化學(xué)與定量分析化學(xué)結(jié)合的試題。試題提問(得 分點(diǎn))很少，但內(nèi)涵不少，這或許是命題人的有意設(shè)計以綱帶目，突出重點(diǎn)。為降 低主反應(yīng)的知識難度，題面指出反應(yīng)物中只有一種含硫產(chǎn)物和一種含鉻產(chǎn)物。解題的第 一個關(guān)鍵是搞清楚它們是什么。

15、產(chǎn)物之一是SO42應(yīng)不成問題，如果有的解題人不知道SO32在堿性溶液里會不會被CrO42離子氧化，這不要緊，后半題在鹽酸溶液里生成鋇鹽沉淀，就會否定產(chǎn)物是亞硫酸根的思考(中學(xué)化學(xué)知識告訴我們亞硫酸鋇溶于鹽酸)。另一個反應(yīng)產(chǎn)物選手很可能寫錯。因?yàn)檫x手可能不顧堿性溶液的信息而寫成Cr3+離子。根據(jù)答案，這是一定不能得分的。這被認(rèn)為是中學(xué)化學(xué)知識的適當(dāng)延伸，因?yàn)橹袑W(xué)化學(xué) 里討論了鋁卻沒有推廣到鉻。至于Cr(III)在堿性的具體形態(tài)，試題要求比較低,寫哪一 個都可以：Cr(OH)4或KCr(OH)4或Cr(OH)63或CrQH)6或Cr(OH)3,而且寫什么都 不會影響第二問的應(yīng)答結(jié)果，這是試題設(shè)計上

16、的精巧之處。(2)此題的計算屬高考常見的二元一次聯(lián)立方程。第一個方程不難得出：產(chǎn)物里 的硫的來源有兩個，設(shè)物質(zhì)的量：n(SO32)=x和n(S2O32)=y,硫酸鋇里的硫的摩爾數(shù)是這兩種反應(yīng)物里硫的摩爾數(shù)的加和，所以等于x+2y x+2y=0.9336g/233.3g/mol為得出另一個數(shù)學(xué)方程,一般解法是先寫出配平的氧化還原反應(yīng),但是,也可以直 接比較硫和鉻反應(yīng)前后的氧化態(tài)。后一思路更簡潔,更值得推薦。由于有兩種可能的解 法,因而試題沒有對寫配平方程式判分。按寫方程式的思路(這是費(fèi)時的,但作為試題 評析，是更直觀的；為降低配平反應(yīng)方程式的困難，我們選Cr(OH)3為鉻的產(chǎn)物，寫鉻的其他產(chǎn)物也

17、一樣得出系數(shù)關(guān)系) ：3SO32+2CrO42+5H2O=3SO42+2Cr(OH)3+4OH3摩爾SO3“與2摩爾CrO42相當(dāng)，若不發(fā)生第二個反應(yīng)，3:2 = x：鉻的摩爾數(shù)鉻的摩爾數(shù)=2x/33S2O32+8CrO4?+17H?0=6SO4?+8Cr（0H）3+10OH3摩爾S2O32與8摩爾CrO42相當(dāng) 若不發(fā)生第一個反應(yīng)，同理得8y/3=鉻的摩 爾數(shù) 兩個反應(yīng)都發(fā)生，故有：2/3x+8/3y=80.00mLx0.0500mol/L將2個數(shù)學(xué)方程聯(lián)立，即可得解：33x=2.0 x10 mol；y=1.0 x10 mol（4分）（3）原始溶液的濃度：C（SO32）=2.0X02mol/

18、L;c（S2O32）=1.0X02mol/L（4分） 。這像是送分， 但經(jīng)驗(yàn)告訴我們， 粗心大意的應(yīng)試人經(jīng)常會忘記這一步， 因而要重罰， 以示警鐘。這4分既好拿又不好拿，不能跟上面的勞動量比，它們沒有可比性，因?yàn)楹?者是心理測試分，前者是運(yùn)算技能分。（4）本題的數(shù)據(jù)是理想的，若用實(shí)測數(shù)據(jù)，對學(xué)生更有教育意義，國際競賽就常 取后者，本試題的命題人可能是有意降低試題難度而采用了理想數(shù)據(jù)，是否恰當(dāng)，值得 討論，若用了實(shí)測數(shù)據(jù)我國學(xué)生會不會利用，又值得試驗(yàn)。5鎢酸鈉Na2WO4和金屬鎢在隔絕空氣的條件下加熱得到一種具有金屬光澤的、 深色的、有導(dǎo)電性的固體，化學(xué)式NaxWO3,用X射線衍射法測得這種固體

19、的立方晶胞的邊長a=3.80 x101m,用比重瓶法測得它的密度為d=7.36g/cm3。已知相對原子質(zhì)量：231W 183.85，Na 22.99，O 16.00，阿伏加德羅常數(shù)L=6.022x1023mol。求這種固體的組 成中的x值（2位有效數(shù)字） ，給出計算過程。 （12分）【評析】（1） 阿伏加德羅數(shù)是中學(xué)化學(xué)的一個重要概念，幾乎出現(xiàn)在歷屆高考題中。阿伏 加德羅數(shù)是如何測得的呢?測定已知確切化學(xué)組成和晶系的純凈晶體的密度是獲得阿 伏加德羅數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法之一。關(guān)系式是：dVL=ZM，其中d是密度，V是一個晶胞的體積，L是阿伏加德羅數(shù) （因奧地利人勞施密特Loschmidt第一個測定了阿伏

20、加德羅數(shù)， 國際上習(xí)慣用勞施密特的第一個字母L作為阿伏加德羅數(shù)的符號） ，如果一個晶胞里的 原子數(shù)相當(dāng)于化學(xué)式表達(dá)的原子數(shù)（Z=1），該乘積就等于該物質(zhì)的摩爾質(zhì)量M了。如果Z不等于1,乘積dVL當(dāng)然等于ZM。在這一實(shí)驗(yàn)方法中，d,V,M都是測定值， 都會影響阿伏加德羅數(shù)的準(zhǔn)確性。本題是這個重要實(shí)驗(yàn)方法的逆運(yùn)算，而且也是一種獲 得化學(xué)組成的常規(guī)實(shí)驗(yàn)方法。（2）試題告訴我們N axWO3（即鎢青銅； 試題可能有意不給出名稱） 屬于立方晶系, 晶胞邊長a=3.80 x10-10m,這等于就告訴我們晶胞體積Vcell=a3=5.49x10-29m3。試題也給了密度d和阿伏加德羅數(shù)L,因而可以得到：dV

21、L=7.36x103kg/m3x5.49x1029m3x6.022x1023mol1=243 g/mol然而試題并沒有告訴我們Z=?，也沒有告訴我們NaxWO3中的x=?這就要進(jìn)行假設(shè)。這是解題的關(guān)鍵。命題人認(rèn)為這體現(xiàn)一種科學(xué)方法。試題明確要求計算過程，也就是考察學(xué)生能否領(lǐng)悟而且表述出這個科學(xué)方法（而且對這一點(diǎn)給了全題1半的分值） 。首先，試題告訴我們鎢青銅是鎢酸鈉用鎢還原的產(chǎn)物，這就告訴我們x一定大于零，小于2。若先假設(shè)為1,又假設(shè)Z=1,則得：ZM= M（W）+3M（O）+M（Na）=254.84g/molZM與dVL對比，說明Z=1的假設(shè)是正確的，因x的取值不會造成成倍的差別。于是就可以

22、用dVL=M(NaxW03)的關(guān)系式求出x，得到x=(243183.948.0)/22.99=0.48(若作連續(xù)運(yùn)算也可能得到0.49,試題要求2位有效數(shù)字，得到0.48或者0.49都是正確答案)。6化合物C是生命體中廣泛存在的一種物質(zhì)，它的人工合成方法是：(1)在催化劑存在下甲醇與氨氣反應(yīng)得到A (2)在催化劑存在下乙烯跟氧氣反應(yīng)得到B。(3)在 水存在下A和B反應(yīng)得到C。C的脫水產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)如下： GCH2=CH-N(CH3)3OH寫出C的合成反應(yīng)的化學(xué)方程式，A、B、C要用結(jié)構(gòu)式表示。(10分)【評析】(1)這個試題涉及的物質(zhì)C是膽堿(choline)。膽堿是一種重要的代謝物質(zhì)，也是 生物

23、膜物質(zhì)一一磷脂的分子結(jié)構(gòu)中的重要組元。試題有意作了模糊處理，沒有給出C的名稱，而且對它的合成方法也作了模糊處理一一(i)在Al2O3催化作用下令氨氣與甲醇反應(yīng)得到一甲基胺、二甲基胺和三甲基胺三種產(chǎn)物，其中三甲基胺是合成膽堿的中間物(A)。(ii)在銀催化下乙烯跟氧氣反應(yīng)得到環(huán)氧乙烷(B)。試題有意地只給出合成A和B的反應(yīng)，既沒有寫反應(yīng)條件，也沒有說A和B是什么。這是為解題設(shè)置障礙，也是為避免有的選手曾經(jīng)學(xué)到過這些知識而被再認(rèn)，以體現(xiàn)以考核能力為主不以考核知識為主的競賽原則。試題接著指出，在水存在下A和B反應(yīng)得到膽堿C,卻沒有給出膽堿的結(jié)構(gòu)。至U了最后，試題給出膽堿的脫水產(chǎn)物神經(jīng)堿(n euri

24、n) 的結(jié)構(gòu)：宙eCH2=CH-N(CH3)3OH(2)這就要求學(xué)生根據(jù)神經(jīng)堿的結(jié)構(gòu)進(jìn)行倒推 (i)神經(jīng)堿加水得到什么？水分子當(dāng)然是加到雙鍵的兩端。如果按照C=C雙鍵的加成規(guī)則，一OH應(yīng)該加到中間的碳原子上，但這里進(jìn)行的是逆向推理，并不是真的進(jìn)行神經(jīng)堿與水的加成反應(yīng)，因此， 學(xué)生應(yīng)該假設(shè)羥基有兩種可能的位置一一在端位碳上或中間的碳上；(ii)然后進(jìn)行思考，所得到的假設(shè)的C分子的結(jié)構(gòu)里從哪里切開可以得到A、B和水三種物質(zhì)？這是考里逆合成原理的簡單例子。顯然羥基在端位的結(jié)構(gòu)才是正確的；(iii)再聯(lián)系A(chǔ)和B的合成反應(yīng)，確證A和B的結(jié)構(gòu)，思考圖式如下：H2OCH2=CH-N(CH3)3OH-4HOC

25、H2CH2-N-H2O(B)應(yīng)該指出的是，如果參賽者將羥基掛在中間的碳原子上，也應(yīng)當(dāng)是正確答案，只是 相對應(yīng)的是乙烯H2C.CH2O”O(jiān)CH2CH2(CH3)3N (A)NH3CH3OHe3)3OH氧化應(yīng)得到乙醛。乙醛的羰基加成便會得到這后一種結(jié)構(gòu)。因?yàn)閰①愡x 手并不知道膽堿的結(jié)構(gòu)式?？上В祟}的答案忽略了這一點(diǎn)，這是命題人的失誤。我們 為這些選手沒有得分感到惋惜。命題人的這一失誤源于刪去了乙烯氧化的催化劑，這原 本是想減少背誦化學(xué)反應(yīng)。答案相反卻為知道膽堿結(jié)構(gòu)式的選手占了便宜。(3)可見這道試題的科學(xué)方法才是考察點(diǎn)，命題人設(shè)想合成A和B的反應(yīng)是學(xué)生生疏的，盡管是有機(jī)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，卻不是基本有

26、機(jī)反應(yīng)類型。這充分體現(xiàn)了命題人的 思想一一不考察學(xué)生是否有合成A、B和C的反應(yīng)的知識，競賽的基礎(chǔ)不是背誦已經(jīng)學(xué)過的反應(yīng)，而是考核學(xué)生根據(jù)試題給出的信息用有限的知識理解信息的能力。7.三種等摩爾氣態(tài)脂肪烷烴在室溫(25C)和常壓下的體積為2升，完全燃燒需 氧氣11升；若將該氣態(tài)脂肪烴混合物冷至5C,體積減少到原體積的0.933倍。試寫出 這三種脂肪烴的結(jié)構(gòu)式，給出推理過程。注：已知該混合物沒有環(huán)烴，又已知含5個或更多碳原子的烷烴在5C時為液態(tài)。(12分)【評析】(1)解題的第一步是寫出用直鏈烷烴通式來表示的完全燃燒的化學(xué)方程式：CnH2n+2+(1.5n+0.5)02=nCO?+(n+1)H2O

27、寫出通式的依據(jù)自然是試題告訴我們一一這三種氣態(tài)烷烴中沒有環(huán)烷。(2)再根據(jù)三種烷烴是等摩爾的信息，就可以列出一組三個一元一次方程:2/3L(1.5 n1+0.5)=(n + 1/3)L2/3L(1.5n2+0.5)=(n2+ 1/3)L2/3L(1.5n3+0.5)=(n3+ 1/3)L因而：m+n2+n3+1=11;m+n2+ 出=10(n平均值0.33)(3)第三步是用嘗試法：如右表所示，只有2,4,4是可能的答案(據(jù)試題提供的注 釋性信息，表中前4個組合均有高于4碳的烷而不可能，又因丙 烷沒有異構(gòu)體，3,3,4組合不可能)。用其他方法(如n平均值 等)得分相同(但試題答案要求必須寫推理過

28、程)。故：三種烷是CH3CH3、CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH3(4) 此題中的數(shù)據(jù)0.933用于驗(yàn)證三種烷在5C下都是氣體，因V278/V298=278/298=0.933(注：試題的答案要求必須有這種驗(yàn)算或者類似的推理，否則此要點(diǎn)不得分)(5) 因而這個試題的主要考核點(diǎn)是學(xué)生的推理能力，包括利用通式和數(shù)學(xué)方法的 能力。&鋨的名稱源自拉丁文， 原義“氣味”， 這是由于鋨的粉末會被空氣氧化為有惡臭 的OsO4(代號A，熔點(diǎn)40C,沸點(diǎn)130C)。A溶于強(qiáng)堿轉(zhuǎn)化為深紅色的OsO4(OH)22離子(代號B)，向含B的水溶液通入氨，生成C,溶液的顏色轉(zhuǎn)為淡黃色。C十分穩(wěn)定

29、。C是A的等電子體，其中鋨的氧化態(tài)仍為+&紅外圖譜可以檢出分子中某些化學(xué)鍵的振動吸收。紅外譜圖顯示C有一個四氧化鋨所沒有的吸收。C的含鉀化合物是黃色的晶體，與高錳酸鉀類質(zhì)同晶。(8分)(1)給出C的化學(xué)式。(2)給出A、B、C最可能的立體結(jié)構(gòu)?！驹u析】(1)這是一道謎語式試題。 解謎的關(guān)鍵是充分理解和綜合利用信息。 思考線索可 以用如下圖解表述：n1n2n3127136145235244334OSO4（OH）2OSO4o ?C?Dji ?Osg?geou8C?Do Do?OSO?oD0? ?u（2）這類謎語式試題，從哪一條線索開始思索并無絕對優(yōu)劣之分，關(guān)鍵是一開始思索就要形成自己的邏輯

30、順序，而且不宜朝三暮四隨意改動，以免陷入一團(tuán)亂麻，當(dāng)然，在思索過程中應(yīng)當(dāng)注意左右逢源。因而，謎語式試題最能考察學(xué)生的思維品質(zhì)一一邏輯 性、廣闊性、應(yīng)變性、靈活性、流暢性、精確性和深刻性，等等。下面是其中一條思索 路線：C是OSO4（OH）2與NH3反應(yīng)的產(chǎn)物告訴我們C中應(yīng)該有N;C是OSO4的等電子 體而C中OS的氧化態(tài)仍等于+8告訴我們，若用N代替0,每進(jìn)行一次代替將使C增 加一個負(fù)電荷（因N是第5族的有5個價電子而0是第6族的有6個價電子；等電子 概念在競賽大綱上有要求）;KC是KMn04的類質(zhì)同晶可確認(rèn)C是1價離子因此,可確定C中只有一個N，它的化學(xué)式應(yīng)該是OSO3N；這個結(jié)構(gòu)與C中有一

31、個0s04沒 有的化學(xué)鍵是吻合的。（3）謎語式信息題的謎底經(jīng)常出乎意料，而用已有模式來套常常反而得不出謎底，這道試題也不例外。 這就考察了解題人的創(chuàng)造性思維的水平。江澤民同志如何發(fā)展另外，解這類試題最不能忘記的一點(diǎn)是所有的信息都應(yīng)當(dāng)吻合。這考察解題人的思維嚴(yán)密性和全面性。解題人很可能一開始以為C可能含NH3（作為0s的配體，這是一種已知的模式），但是，C的含鉀化合物與高錳酸鉀類質(zhì)同晶，C只檢出一個OSO4所沒有的化學(xué)鍵等都告訴我們，設(shè)想C中含NH3是錯誤的，應(yīng)該被否定。既然是假定，就既有正確的 可能，又有錯誤的可能， 及時并勇于修正錯誤是一個獲得成功的人不可缺少的品質(zhì)。9.1932年捷克人Lan da等人從南摩拉維亞油田的石油分餾物中發(fā)現(xiàn)一種烷（代號A） ,次年借X射線技術(shù)證實(shí)了其結(jié)構(gòu)，竟是由一個叫A被大量合成，并發(fā)現(xiàn)它的胺類衍生物具有抗病毒、下圖給出三種已經(jīng)合成的由2,3,4個A為基本結(jié)構(gòu)單元“模塊”像搭積木一樣“搭” 成的較復(fù)雜籠狀烷。（13分）請根據(jù)這些圖形畫出A的結(jié)構(gòu)，的分子式。圖中B、C、D三種分子是否與 如果在D上繼續(xù)增加一 “塊” 異構(gòu)體？若有，給出異構(gòu)體的數(shù)目，并(1) 并給出A(2)(3)BCA屬于一個同系列中的4個同系物？為什么？A“模塊