葉潤欣
(長沙市雅禮中學1306班 湖南長沙 410007)
淺談高中化學奧賽試題解題技巧
葉潤欣
(長沙市雅禮中學1306班 湖南長沙 410007)
在最近幾年,我國多次舉行了高中化學奧賽,很多參與者均取得了較好的成績,同時受益匪淺。作為一名高中化學奧賽參與者,總結了一些高中化學奧賽試題解題技巧。
高中 化學奧賽 解題技巧
目前,通過舉辦高中化學奧賽,各大高校可以選拔出化學方面表現(xiàn)比較優(yōu)秀的高中生,這種現(xiàn)象越來越普遍。作為一名參加高中化學奧賽的高中生,根據(jù)以往在高中化學奧賽學習的經(jīng)驗,總結了一些高中化學奧賽試題的解題技巧。
在解答高中化學奧賽試題中,類比聯(lián)系是經(jīng)常采用的基本方法。這種方法,主要是利用試題中的相關信息,不斷進行聯(lián)想,將一個已知對象的在內容、形式等方面的特征作為依據(jù),聯(lián)想出與其相關的另一個對象。通過類比聯(lián)想這種方法,解題思路會得到一定程度的啟發(fā),能夠以舊代新,觸類旁通。在解題過程中,表面上看似毫無關系的事物,在類比聯(lián)想的作用下,能夠巧妙的聯(lián)想起來,從而發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律、新思路,最終有效解決問題。
例1:已知純水和液體SO2具有較為類似的導電性,通過實驗測試,得知純水的比電導為6×10-8Ω-1cm-1,液體SO2比電導為8×10-8Ω-1cm-1。請問,在液體SO2中,是否能夠用CS2SO3去滴定SOCI2?
排除確認,我們可以通過一則組合型字謎來加以理解,即口木不是呆,莫把杏字猜,若要猜困字,不算是秀才。這個字謎需要通過思維發(fā)散來尋找出所有可能的組合,然后對其進行一一排除確認。首先排除由口、木組成的杏、呆這兩個字,而口和木不能組成左右位置關系的漢字,由此也被排除,同時也排除“困”字,最后只剩下“束”字,因此,揭開謎底。排除確認,有助于思維的收斂,這也是高中化學奧數(shù)試題中一種常用的解題技巧。
例2:有機物X、Y的化學式均為C7H14,均具有旋光性,通過用O3氧化,H2O/ZN處理后都能夠生成甲醛。X、Y經(jīng)過催化加氫后都能生成具有旋光性的Z,其化學式為C7H16,。請分別推測出X、Y、Z的結構。
解析:(1)通過分析化學式可以得知X、Y的不飽和度均為1,則X、Y可能為環(huán)烷烴或單烯烴。又因為X、Y經(jīng)過催化加氫以后能夠生成庚烷,則一定為單烯烴。
(2)如果X、Y為單烯烴,則其可能的結構為:
直鏈烯烴;含一個支鏈的烯烴;含2個支鏈的烯烴;④含3個支鏈的烯烴。
(3)因為X、Y均具有旋光性,則可以排除?和④,因此,X、Y只能為?和?這兩種情況。
(4)在?和?這兩種情況中,因為氧化后都能生成甲醛,則鏈端為“C=C”,由此可以推測出X,Y的結構可能為:
(5)X,Y經(jīng)過催化加氫后生成的Z具有旋光性,由此可以最終確定出X、Y的結構,即為C。
超綱題經(jīng)常會出現(xiàn)在高中化學奧賽試題中,這就要求我們要具有敢于猜想的精神,敢于去假設,將理論和事實進行對比,并加以證明,這就是所謂的猜想求證。
例3:在CuS04水溶液中加入次磷酸,同時加熱至40℃-50℃,就會生成一種紅棕色的難容物A。反應后的溶液是硫酸、磷酸的混合物,A是一種6方晶體,組成比較穩(wěn)定,其結構和ZnS比較相似。A的化學性質主要為:和鹽酸反應能夠生成一種氣體,能夠在氯氣中燃燒,當溫度高于60℃時會分解出一種氣體和銅。則請對以下問題進行解答:
(1)寫出A的化學式;(2)寫出A和氯氣反應的化學方程式;(3)寫出A的生成反應方程式。
解析:確定A的化學式是解答本題的關鍵所在。由于A加熱分解后能夠生成銅,因此,A為CuX。因為CuX和ZnS的結構比較相似,所以n(Cu):n(X)=1:1,則A為CuH、CuS、CuO等。如果A為CuS或者CuO,則生成反應后的物質中不會存在經(jīng)過被搶還原劑還原的化學元素,另外生成物并不是紅棕色;如果A為CuP,則和銅和磷的化合價就會互相矛盾;如果A為CuH,則符合試題的各種信息。因此,A的化學式為CuH。則本題的答案為:
在一些題型中,為考查我們對已學知識的接收理解能力,高中化學奧賽中會出現(xiàn)一些陌生的知識點,這時我們應該避開這些知識盲點,從試題中其他信息中找出突破口,就會得到意想不到的效果。
例4:A~I九種有機物有如下轉化關系:
已知:R1CHOHCHOHR2+HIO4→R1CHO+R2CHO+HIO3+H2O;又知C核磁共振氫譜圖上共有五個峰。
解析:這里出現(xiàn)了新的知識點,即:
R1CHOHCHOHR2+HIO4→R1CHO+R2CHO+HIO3+H2O。
若按通常做題思路往下走會卡題,且關于I題目所給條件過少,而生成物有A、B、C,由C12H14O4
可知碳數(shù)很大難以下手,而G的分子式中碳的數(shù)目已知,此時可選擇從G開始,由于G→F→E沒有增鏈反應,則E與G一樣有4個碳,而E→D條件有HIO4,根據(jù)題目提示信息可知E為二元醇,由E反應生成D,得出D為酮,而產(chǎn)物只有D,則知R1=R2,所以E結構對稱;前已知E有4個碳,則R1、R2共占2個碳,推出R1=R2=CH3,從而得到E與D的結構,打開解題的突破口。
未學過的知識點出現(xiàn)在題目中會讓人生畏止步,此時我們應迅速聚焦題目所示信息,大致判斷出反應物或生成物類別,再結合上下文所給出的數(shù)字信息如實驗式、相對分子量等,即可求得物質具體結構。
數(shù)、理、化這三門學科關系密切,在學習過程中應學會融會貫通靈活應用,例如求有機物一般表達式,可借用數(shù)列推導;求質量比可用到數(shù)學極限等數(shù)學方法。
例5:在瀝青的蒸汽中含有多種稠環(huán)芳香烴,一些可視為同系物,如: