化学竞赛奥赛有机历年真题.doc

奥赛有机历年真题 1999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的结构简式。 2．为什么该反应得不到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的结构式。【答案】 1．A B C 各2分 若答B的结构式为： 亦给2分 2．要点：B不稳定（2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应发生在α碳上；该产物可形成分子内氢键。 1999第七题（12分）在星际云中发现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许多生命前物质，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CH2＝NH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1︰1）脱水缩合得到Z 。试写出X、Y和Z的结构简式。 【答案】 X的结构式（4分） Y的结构式（4分） Z的结构式（4分） Z画平面结构如上右图等不扣分；画X、Y、Z其他等价结构式，均得满分。 1999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－β－二乙胺基乙酯盐酸盐，结构式如右上。作为局部麻醉剂，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。它的合成路线如下，请在方框内填入试剂、中间产物或反应条件。 【答案】 甲苯必须先硝化后氧化。若应答为先氧化后硝化，反应试剂正确时，扣4分。 20009． 最近，我国一留美化学家参与合成了一种新型炸药，它跟三硝基甘油一样抗打击、抗震，但一经引爆就发生激烈爆炸，据信是迄今最烈性的非核爆炸品。该炸药的化学式为C8N8O16，同种元素的原子在分子中是毫无区别的。 1．画出它的结构式。（4分） 2．写出它的爆炸反应方程式。(2分) 3．该物质为何是迄今最烈性的非核爆炸品。（3粉） 【答案】 1．如右图所示。答八硝基环辛四烯者也按正确论。 2．C8(NO2)8＝8CO2＋4N2 3．①八硝基立方烷分解得到的两种气体都是最稳定的化合物；②立方烷的碳架键角只有90o，大大小于109°28’(或答：是张力很大的环)，因而八硝基立方烷是一种高能化合物, 分解时将释放大量能量；③八硝基立方烷分解产物完全是气体，体积膨胀将引起激烈爆炸。 说明：以上是参考答案，只要能答出类似以上要点者均可得满分 10．据统计，40%的飞机失事时机舱内壁和座椅的塑料会着火冒烟，导致舱内人员窒息致死。为此，寻找装修机舱的阻燃聚合物是化学研究的热点之一。最近，有人合成了一种叫PHA的聚酰胺类高分子，即主链内有“酰胺键”（—CO—NH—）。温度达180～200℃时，PHA就会释放水变成PBO（结构式如右图所示），后者着火点高达600℃，使舱内人员逃离机舱的时间比通常增大10倍。该发明创造的巧妙之处还在于，PHA是热塑性的（加热后可任意成型），而PBO却十分坚硬，是热固性的（加热不能改变形状）。 1．写出PHA的结构式。（3分） 2．根据高分子结构来解释，为什么PHA有热塑性而PBO却是热固性的。（2分） 【答案】 1． 2．PHA高分子键的共轭较差，加热容易发生键的旋转，是柔性骨架，所以PHA具有热塑性，而PBO高分子键的共轭程度高，加热不容易发生键的旋转，所以PBO是热固性的。（2分） 注：只要能对高分子骨架的键的性质能作正确的描述，均可得分，上述表述只是参考答案。 11．已经探明，我国南海跟世界上许多海域一样，海底有极其丰富的甲烷资源。其总量超过已知蕴藏在我国陆地下的天然气总量的一半。据报导，这些蕴藏在海底的甲烷是高压下形成的固体，是外观像冰的甲烷水合物。 1．试设想，若把它从海底取出，拿到地面上，它将有什么变化？为什么？它的晶体是分子晶体、离子晶体还是原子晶体？你作出判断的根据是什么？（2分） 2．已知每1立方米这种晶体能释放出164立方米的甲烷气体，试估算晶体中水与甲烷的分子比（不足的数据由自己假设，只要假设得合理均按正确论）。（6分） 【答案】 1．从海底取出的甲烷水合物将融化并放出甲烷气体，因为该晶体是分子晶体，甲烷分子和水分子都是由有限数目的原子以共价键结合的小分子，水分子和甲烷分子之间范德华力，而水分子之间是范德华力和氢键。（2分） 2．假设甲烷气体体积是折合成标准状况下的数据，则1m3水合物中有甲烷164m3÷22.4m3/kmol＝7.32kmol；假设甲烷水合物固体中的水的密度为1g/cm3，则其中有水1m3×1000kg/m3