高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座第20讲赛前指导

由天下分享时间：2024/11/13 23:05:59 加入收藏我要投稿点赞

① ＭnO4+８Ｈ＋５e →Mn2+ + 4H2O

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＋

② SO32 + H2O → SO42 + 2H+ + 2e

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第三步：调整半反应的计量数，使氧化剂和还原剂得失电子数相等．上例中①反应3２ ②反应3５即得失电子数相等。

第四步：将调整计量数后的①反应和②反应合并成氧化还原反应式：２MnO4+ 6H+ + 5SO32 = 2Mn2+ + 3H2O + 5SO42 这就是已配

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平的离子方程式．

第五步：配上异号离子得符合题目要求的方程式：

2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O 完成并配平反应式 MnO4 + SO32 →（强碱性条件）

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答：配平步骤同前，注意反应是在强碱性条件下进行，MnO4被SO32

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还原为MnO42同时注意碱性介质中是以OH和H2O来配平H、O原

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子数的。

① MnO4 + e → MnO42 32

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② SO32 + 2OH → SO42 + H2O + 2e 31

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2MnO4+ SO32+2OH = 2MnO42+ SO42+ H2O

－

完成并配平中性条件下ＭnO4与SO32的反应方程式。

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答：配平步骤同前，注意在中性（或弱碱性）条件下，MnO4被还原为MnO2水合物沉淀。同时注意反应物一侧加H2O，产物一侧加H+或OH来配平H、O原子个数。

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① MnO4+ 2H2O + 3e → MnO2 + 4OH 32 ② SO32 + H2O → SO42+ 2H + + 2e 33

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－－

2MnO4 + 3SO32+ H2O = 2MnO2 + 2OH+ 3SO42

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该反应式表明，反应后溶液pH值升高。 2、讨论物质的异构现象

凡其化学组成相同，只是因为原子间的连接方式或空间排列方式不同而引起的结构和性能不同的现象，总称为物质的异构现象。就其物质的类型来说可以是有机物，也可以是无机物。当然更多的是无机配合物的异构现象。就其异构种类而言，最主要的几何异构和旋光异构两大类。

近年来，异构现象在合成化学、立体化学和生命科学中越来越显示出它的重要性。很多药物有其生物活性或药理作用仅是其中特定的异构体——反式（或顺式）、右旋（或左旋），常常不是两种异构体都有生理作用的。因此，对化合物异构现象的研究也越来越引起人们的兴趣。无疑，这一内容当然会反映到奥赛系列的试题类型中来。通过这类题型，更可以测试参赛者的立体化学知识，空间想象力和思维能力。

【例7】（1998年全国化学竞赛初赛试题）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）。

（1）写出A的结构简式。

（2）写出B1、B2、C1、C2、D1、D2、D3、D4的结构简式。

【解题思路】

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α-碳上的基本知识（作为竞赛选手，这个知识还是应该有的）。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（这个知识是中学化学知识的自然延伸，也应该不成问题。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：

以上分析告诉我们，参加化学竞赛是必须有课外活动对课堂知识作适当补充为基础的，只靠按中学化学大纲进行的课堂教学是难以在竞赛中取得优胜的。然而，在课外活动里补充的化学知识只限于中学化学的自然生长点，不需要大量补充大学化学来达到大学化学本科低年级的知识水平。【答案】

（1） A

（2）B1 B2 C1

【引申拓展】

不饱和度的一般计算方法

分子中每产生一个C==C或C==O或每形成一个单键的环，就会产生一个不饱和度，每形成一个C≡C，就会产生2个不饱和度，每形

成一个苯环就会产生4个不饱和度。

碳原子数目相同的烃、氢原子数目越少，则不饱和度越大。（1）根据有机物化学式计算

若有机物化学式为CnHm，则 Ω=(2n?2)?m

2注：①若有机物为含氧化合物，因为氧为二价，C==O与C==C“等效”，故在进行不饱和度计算时可不考虑氧原子。如CH2=CH2、C2H4O、C2H4O2的Ω均为1。

②有机物分子中的卤素原子取代基，可视作氢原子计算Ω ③碳的同素异形体，可把它视作m = 0的烃，按上式计算Ω。如足球烯C60，Ω= 61。