Question

在星際云中發(fā)現(xiàn)一種高度對稱的有機(jī)分子(Z)，在紫外輻射或加熱下可轉(zhuǎn)化為其他許生命前物質(zhì)，這些事實(shí)支持了生命來自星際的假設(shè)．有人認(rèn)為，Z的形成過程如下：(1)星際分子CH₂＝NH聚合生成X；(2)X與甲醛加成得到Y(jié)(分子式為C₆H₁₅O₃N₃)Y與氨(物質(zhì)的量之比為1∶1脫水縮合得到Z．試寫出X，Y和Z的結(jié)構(gòu)簡式．

Answer 1

答案：
解析：

1、審題，進(jìn)行信息初加工，使復(fù)雜問題明朗化 　　當(dāng)我們面對一個復(fù)雜的問題時，將題目中的信息進(jìn)行高度濃縮，提取其精華，使問題的條件、求解更加明顯，借以觸發(fā)解題的靈感，暢通解題的思路，為迅速突破難點(diǎn)做好準(zhǔn)備．如本題的信息可濃縮如下： (高度對稱) 　　2、整體思維，各個擊破，確定最佳解題途徑 　　由初加工信息可見，直接從正向推導(dǎo)，比較困難，因?yàn)榉肿拥目臻g結(jié)構(gòu)難確定．如果從逆向來思考，推導(dǎo)就顯得容易．空間結(jié)構(gòu)的推斷：Z是高度對稱性的分子，因此，Y、X分子結(jié)構(gòu)也具有高度對稱性；分子組成的推導(dǎo)：由Y的分子式和甲醛的分子式，再結(jié)合反應(yīng)基本類型，不難推導(dǎo)出X的分子式和結(jié)構(gòu)式，由此可見，本題逆向推導(dǎo)較容易． 　　3、調(diào)用所學(xué)知識，進(jìn)行聯(lián)想類比，將陌生問題熟悉化 　　遇到情景陌生的新問題，當(dāng)你感到一籌莫展時，不妨選擇一個與之類似熟悉的問題相比較，設(shè)法尋找兩者之間的聯(lián)系和相似之處，用解決熟悉問題的方法和結(jié)論去探求新問題． 　　Y是由X和甲醛加成所得的產(chǎn)物，由于Y的分子式為C6H15O3N3，分子中有3個氧原子，所以X和3個甲醛分子發(fā)生了加成，再利用加成反應(yīng)的基本圖式“A＋B＝C”可得X的分子式，其計(jì)算表達(dá)式為：X＝Y(jié)－3CH2O＝C6H15O3N3－3CH2O＝C3H9N3，即X為－[CH2－NH]3－，此式和聚乙烯有相似之處，只不過是聚合度為3而已．由于X分子空間結(jié)構(gòu)也有高度的對稱性，所以其分子空間結(jié)構(gòu)應(yīng)是一個對稱環(huán)狀三聚體(如圖所示)． 　　寫出X的結(jié)構(gòu)式后，再反過來寫Y的結(jié)構(gòu)簡式就容易多了．聯(lián)想課本中羰基()的加成及題中有關(guān)信息，可推知X分子是斷開N、H鍵與甲醛C＝O雙鍵進(jìn)行加成，得環(huán)狀物Y的，所以Y的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示． 　　根據(jù)縮合反應(yīng)基本圖式“A＋B＝C＋D”及其反應(yīng)特點(diǎn)是從反應(yīng)物“母體”中脫除“小分子”，從Y的結(jié)構(gòu)里發(fā)現(xiàn)它含有3個羥基，而氨分子又具有3個氫原子，兩者按1∶1縮合脫去3個分子水，故Z具有空間結(jié)構(gòu)(如圖所示)．

提示：

本題為99年高中化學(xué)競賽題，它以課本中“聚合”、“加成”、“縮聚”反應(yīng)類型為載體，考查學(xué)生對所學(xué)知識的綜合應(yīng)用能力．本題充分體現(xiàn)“起源于課本而躍出課本”的高考新特點(diǎn)． 　　在平時的學(xué)習(xí)中，對課本中的基本概念不可放松，要吃透內(nèi)涵及外延，這是解能力題的基礎(chǔ)，不重視基礎(chǔ)，好高騖遠(yuǎn)是學(xué)習(xí)中的大忌！