化學(xué)奧賽的基本要求

 　　初賽基本要求

　　1. 有效數(shù)字。在化學(xué)計(jì)算和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中正確使用有效數(shù)字。定量?jī)x器(天平、量筒、移液)管、滴定管、容量瓶等等)測(cè)量數(shù)據(jù)的有效數(shù)字。運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字。

　　2. 氣體。理想氣體標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。理想氣體狀態(tài)方程。氣體密度。分壓定律。氣體相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)定原理。氣體溶解度(亨利定律)。

　　3. 溶液。溶液濃度。溶解度。溶液配制(按濃度的精確度選擇儀器)。重結(jié)晶及溶質(zhì)/溶劑相對(duì)量的估算。過(guò)濾與洗滌(洗滌液選擇、洗滌方式選擇)。溶劑(包括混合溶劑)。膠體。

　　4. 容量分析。被測(cè)物、基準(zhǔn)物質(zhì)、標(biāo)準(zhǔn)溶液、指示劑、滴定反應(yīng)等基本概念。酸堿滴定的滴定曲線(酸堿強(qiáng)度、濃度、溶劑極性對(duì)滴定突躍影響的定性關(guān)系)。酸堿滴定指示劑的選擇。高錳酸鉀、重鉻酸鉀、硫代硫酸鈉、EDTA為標(biāo)準(zhǔn)溶液的基本滴定反應(yīng)。分析結(jié)果的計(jì)算。分析結(jié)果的準(zhǔn)確度和精密度。

　　5. 原子結(jié)構(gòu)。核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài): 用s、p、d等來(lái)表示基態(tài)構(gòu)型(包括中性原子、正離子和負(fù)離子)核外電子排布。電離能、電子親合能、電負(fù)性。

　　6. 元素周期律與元素周期系。主族與副族。過(guò)渡元素。主、副族同族元素從上到下性質(zhì)變化一般規(guī)律;同周期元素從左到右性質(zhì)變化一般規(guī)律。原子半徑和離子半徑。s、p、d、ds、f-區(qū)元素的基本化學(xué)性質(zhì)和原子的電子構(gòu)型。元素在周期表中的位置與核外電子結(jié)構(gòu)(電子層數(shù)、價(jià)電子層與價(jià)電子數(shù))的關(guān)系。最高氧化態(tài)與族序數(shù)的關(guān)系。對(duì)角線規(guī)則。金屬性、非金屬性與周期表位置的關(guān)系。金屬與非金屬在周期表中的位置。半金屬。主、副族重要而常見(jiàn)元素的名稱、符號(hào)及在周期表中的位置、常見(jiàn)氧化態(tài)及主要形態(tài)。鉑系元素的概念。

　　7. 分子結(jié)構(gòu)。路易斯結(jié)構(gòu)式(電子式)。價(jià)層電子對(duì)互斥模型對(duì)簡(jiǎn)單分子(包括離子)幾何構(gòu)型的預(yù)測(cè)。雜化軌道理論對(duì)簡(jiǎn)單分子(包括離子)幾何構(gòu)型的解釋。共價(jià)鍵。鍵長(zhǎng)、鍵角、鍵能。σ 鍵和π 鍵。離域π 鍵。共軛(離域)的一般概念。等電子體的一般概念。分子的極性。相似相溶規(guī)律。

　　8. 配合物。路易斯酸堿的概念。配位鍵。重要而常見(jiàn)的配合物的中心離子(原子)和重要而常見(jiàn)的配體(水、羥離子、鹵離子、擬鹵離子、氨分子、酸根離子、不飽和烴等)。螯合物及螯合效應(yīng)。重要而常見(jiàn)的絡(luò)合劑及其重要而常見(jiàn)的配合反應(yīng)。配合反應(yīng)與酸堿反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)的聯(lián)系(定性說(shuō)明)。配合物幾何構(gòu)型和異構(gòu)現(xiàn)象基本概念。配合物的雜化軌道理論。八面體配合物的晶體場(chǎng)理論。Ti(H2O)63+的顏色。

　　9. 分子間作用力。范德華力。氫鍵。其他分子間作用力的一般概念。

　　10. 晶體結(jié)構(gòu)。晶胞。原子坐標(biāo)。晶格能。晶胞中原子數(shù)或分子數(shù)的計(jì)算及與化學(xué)式的關(guān)系。分子晶體、原子晶體、離子晶體和金屬晶體。配位數(shù)。晶體的堆積與填隙模型。常見(jiàn)的晶體結(jié)構(gòu)類型，如NaCl、CsCl、閃鋅礦(ZnS)、螢石(CaF2)、金剛石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、金紅石、鈣鈦礦、鉀、鎂、銅等。

　　11. 化學(xué)平衡。平衡常數(shù)與轉(zhuǎn)化率。弱酸、弱堿的電離常數(shù)。溶度積。利用平衡常數(shù)的計(jì)算。熵的概念。

　　12. 離子方程式的正確書寫。

　　13. 電化學(xué)。氧化態(tài)。氧化還原的基本概念和反應(yīng)的書寫與配平。原電池。電極符號(hào)、電極反應(yīng)、原電池符號(hào)、原電池反應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)。用標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)判斷反應(yīng)的方向及氧化劑與還原劑的強(qiáng)弱。電解池的電極符號(hào)與電極反應(yīng)。電解與電鍍。電化學(xué)腐蝕。常見(jiàn)化學(xué)電源。pH、絡(luò)合劑、沉淀劑對(duì)氧化還原反應(yīng)影響的定性說(shuō)明。

　　14. 元素化學(xué)。鹵素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、錫、鉛、硼、鋁。堿土金屬、堿金屬、稀有氣體。鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、銀、金、鋅、汞、鉬、鎢。過(guò)渡元素氧化態(tài)。氧化物和氫氧化物的酸堿性和兩性。常見(jiàn)難溶鹽。氫化物的基本分類和主要性質(zhì)。常見(jiàn)無(wú)機(jī)酸堿的形態(tài)和基本性質(zhì)。水溶液中的常見(jiàn)離子的顏色、化學(xué)性質(zhì)、定性檢出(不使用特殊試劑)和分離。制備單質(zhì)的一般方法。

　　15. 有機(jī)化學(xué)。有機(jī)化合物基本類型——烷、烯、炔、環(huán)烴、芳香烴、鹵代烴、醇、酚、醚、醛、酮、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物、磺酸的系統(tǒng)命名、基本性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化。異構(gòu)現(xiàn)象。C=C加成。馬可尼科夫規(guī)則。C=O加成。取代反應(yīng)。芳香烴取代反應(yīng)及定位規(guī)則。芳香烴側(cè)鏈的取代反應(yīng)和氧化反應(yīng)。碳鏈增長(zhǎng)與縮短的基本反應(yīng)。分子的手性及不對(duì)稱碳原子的R、S構(gòu)型判斷。糖、脂肪、蛋白質(zhì)。

　　16. 天然高分子與合成高分子化學(xué)初步知識(shí)。

　　決賽基本要求

　　本基本要求在初賽要求基礎(chǔ)上增加下列內(nèi)容，不涉及微積分。

　　1. 原子結(jié)構(gòu)。四個(gè)量子數(shù)的物理意義及取值。單電子原子軌道能量的計(jì)算。S、p、d原子軌道圖像。

　　2. 分子結(jié)構(gòu)。分子軌道基本概念。定域鍵鍵級(jí)。分子軌道理論對(duì)氧分子、氮分子、一氧化碳分子、一氧化氮分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的解釋。一維箱中粒子能級(jí)。超分子基本概念。

　　3. 晶體結(jié)構(gòu)。點(diǎn)陣的基本概念。晶系。宏觀對(duì)稱元素。十四種空間點(diǎn)陣類型。

　　4. 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)。熱力學(xué)能(內(nèi)能)、焓、熱容、自由能和熵的概念。生成焓、生成自由能、標(biāo)準(zhǔn)熵及有關(guān)計(jì)算。自由能變化與反應(yīng)的方向性。吉布斯-亥姆霍茲方程及其應(yīng)用。范特霍夫等溫方程及其應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)自由能與標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)。平衡常數(shù)與溫度的關(guān)系。熱化學(xué)循環(huán)。熱力學(xué)分解溫度(標(biāo)態(tài)與非標(biāo)態(tài))。相、相律和相圖。克拉貝龍方程及其應(yīng)用(不要求微積分)。

　　5. 稀溶液通性(不要求化學(xué)勢(shì))。

　　6. 化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。反應(yīng)速率基本概念。反應(yīng)級(jí)數(shù)。用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)推求反應(yīng)級(jí)數(shù)。一級(jí)反應(yīng)積分式及有關(guān)計(jì)算(速率常數(shù)、半衰期、碳-14法推斷年代等等)。阿累尼烏斯方程及計(jì)算(活化能的概念與計(jì)算;速率常數(shù)的計(jì)算;溫度對(duì)速率常數(shù)影響的計(jì)算等)。活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系。反應(yīng)機(jī)理一般概念。推求速率方程。催化劑對(duì)反應(yīng)影響的本質(zhì)。

　　7. 酸堿質(zhì)子理論。緩沖溶液。利用酸堿平衡常數(shù)的計(jì)算。溶度積原理及有關(guān)計(jì)算。

　　8. Nernst方程及有關(guān)計(jì)算。原電池電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。pH對(duì)原電池的電動(dòng)勢(shì)、電極電勢(shì)、氧化還原反應(yīng)方向的影響。沉淀劑、絡(luò)合劑對(duì)氧化還原反應(yīng)方向的影響。

　　9. 配合物的配位場(chǎng)理論的初步認(rèn)識(shí)。配合物的磁性。分裂能與穩(wěn)定化能。利用配合物的平衡常數(shù)的計(jì)算。絡(luò)合滴定。軟硬酸堿。

　　10. 元素化學(xué)描述性知識(shí)達(dá)到國(guó)際競(jìng)賽大綱三級(jí)水平。

　　11. 自然界氮、氧、碳的循環(huán)。環(huán)境污染及治理、生態(tài)平衡、綠色化學(xué)的一般概念。

　　12. 有機(jī)化學(xué)描述性知識(shí)達(dá)到國(guó)際競(jìng)賽大綱三級(jí)水平(不要求不對(duì)稱合成,不要求外消旋體拆分)。

　　13. 氨基酸、多肽與蛋白質(zhì)的基本概念。DNA與RNA。

　　14. 糖的基本概念。葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖。糖苷。纖維素與淀粉。

　　15. 簡(jiǎn)單有機(jī)化合物的系統(tǒng)命名。

　　16. 有機(jī)立體化學(xué)基本概念。構(gòu)型與構(gòu)象。順?lè)串悩?gòu)(trans-、cis-和Z-、E-構(gòu)型)。手性異構(gòu)。endo-和exo-。D,L構(gòu)型。

　　17. 利用無(wú)機(jī)和有機(jī)的基本反應(yīng)對(duì)簡(jiǎn)單化合物的鑒定和結(jié)構(gòu)推斷。

　　18. 有機(jī)制備與有機(jī)合成的基本操作。電子天平。配制溶液、加熱、冷卻、沉淀、結(jié)晶、重結(jié)晶、過(guò)濾(包括抽濾)、洗滌、蒸發(fā)濃縮、常壓蒸餾與回流、傾析、分液、攪拌、干燥。通過(guò)中間過(guò)程檢測(cè)(如pH、溫度、顏色等)對(duì)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行控制。產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率的計(jì)算。實(shí)驗(yàn)室安全與事故緊急處置的知識(shí)與操作。廢棄物處置。儀器洗滌和干燥。實(shí)驗(yàn)工作面的安排和整理。原始數(shù)據(jù)的記錄。

　　19. 常見(jiàn)容量分析的基本操作、基本反應(yīng)及分析結(jié)果的計(jì)算。容量分析的誤差分析。