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1998年全国高中学生化学竞赛(初赛) 试题及分析

  • 名称:1998年全国高中学生化学竞赛(初赛) 试题及分析
  • 类型:全国高中化学竞赛试题
  • 授权方式:免费版
  • 更新时间:03-24 16:16:49
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《1998年全国高中学生化学竞赛(初赛) 试题及分析》简介

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1998年全国高中学生化学竞赛(初赛) 试题及分析

1.某芳香烃A,分子式C9H12。在光照下用Br2溴化A得到两种一溴衍生物(B1和B2),产率约为1 : 1。在铁催化下用Br2溴化A也得到两种一溴衍生物(C1和C2);C1和C2在铁催化下继续溴化则总共得到4种二溴衍生物(D1、D2、D3、D4)。(13分)
(1)写出A的结构简式。(5分)
(2)写出B1、B2、C1、C2、D1、D2、D3、D4的结构简式。(8分)
[评 析]
A是"芳香烃",至少要有一个苯环。按分子式C9H12,已不可能有比苯环更高级的芳香环,例如萘的分子式是C10H8,已超过9个碳。因而,C9H12是有烃基侧链的苯的衍生物是无疑的了。问题是:侧链有几个?侧链的组成?粗想起来,以下所有结构似乎都是可能的:

但分析试题提供的信息之一——光照下得到2种一溴衍生物,不必细想,就可以立即排除掉上列的2和7,因为2、7无疑只能得到一种一溴衍生物。3也可排除,因为当溴取代三个甲基中的一个氢就可得到3种一溴衍生物,超过2种。如果选手以为7的一溴衍生物不止一种,就说明没有一溴代只发生在侧链的?-碳上的基本知识。这个基本知识比中学有机化学深,被命题人假设为完全可以通过课外活动达到的最低限度的高一级的有机化学知识。究竟有多少参赛学生可以达到这个最低限度的高一级的有机化学知识?这需要作统计。如果统计的结果,超过85% 的学生达不到这个高一级的有机化学知识,说明命题人过高地估计参赛选手的知识水平了,学生解答该题其余部分也就困难了。1式也可以得到2种一溴代衍生物,但1-溴代甲基-2,3-二甲基苯的产率跟2-溴代甲基-1,3-二甲基苯的产率不会相等,不符合2种一溴衍生物的产率相等的信息。于是只剩下4、5、6三种可能性。然后再分析另一个信息——芳香环上的氢被溴取代得到2种一溴衍生物。这又需要选手有芳香环上的氢被取代的定位知识——烃基是一种邻对位定向基团。选手有这个超过中学化学知识的高一级的化学知识吗?命题人又一次面临对选手的化学知识的估计的考验。命题人认为这个知识是中学化学知识的自然延伸,应该不成问题。例如,甲苯的硝化,中学化学教科书上是有的,学生在学习时是不是问过:为什么不得到间位的硝基甲苯?当然,似乎应当有更进一步的知识:邻位和对位取代的几率是否相等?不过,此题事实上没有这个知识也还过得去,因为4、5两种烷基苯的一溴代衍生物不止2种,于是,就可以认定只有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来验证,只有A形成的B1和B2继续溴化可总共得到4种二溴衍生物:

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