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全国高中学生化学竞赛基本要求2008年4月初赛基本要求1. 有效数字 在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。定量仪器(天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等)测量数据的有效数字。数字运算的约化规则和运算结果的有效数字。实验方法对有效数字的制约。2. 气体 理想气体标准状况(态)。理想气体状态方程。气体常量R。体系标准压力。分压定律。气体相对分子质量测定原理。气体溶解度(亨利定律)。3. 溶液 溶液浓度。溶解度。浓度与溶解度的单位与换算。溶液配制(仪器的选择)。重结晶的方法及溶质/溶剂相对量的估算。过滤与洗涤(洗涤液选择、洗涤方式选择)。重结晶和洗涤溶剂(包括混合溶剂)的选择。胶体。分散相和连续相。胶体的形成和破坏。胶体的分类。胶体的基本结构。4. 容量分析 被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等基本概念。酸碱滴定曲线(酸碱强度、浓度、溶剂极性对滴定突跃影响的定性关系)。酸碱滴定指示剂的选择。以高锰酸钾、重铬酸钾、硫代硫酸钠、EDTA为标准溶液的基本滴定反应。分析结果的计算。分析结果的准确度和精密度。5. 原子结构 核外电子运动状态: 用s、p、d等来表示基态构型(包括中性原子、正离子和负离子)核外电子排布。电离能、电子亲合能、电负性。6. 元素周期律与元素周期系 周期。118族。主族与副族。过渡元素。主、副族同族元素从上到下性质变化一般规律;同周期元素从左到右性质变化一般规律。原子半径和离子半径。s、p、d、ds区元素的基本化学性质和原子的电子构型。元素在周期表中的位置与核外电子结构(电子层数、价电子层与价电子数)的关系。最高氧化态与族序数的关系。对角线规则。金属与非金属在周期表中的位置。半金属(类金属)。主、副族的重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见氧化态及主要形态。铂系元素的概念。7. 分子结构 路易斯结构式。价层电子对互斥模型。杂化轨道理论对简单分子(包括离子)几何构型的解释。共价键。键长、键角、键能。 键和 键。离域 键。共轭(离域)体系的一般性质。等电子体的一般概念。键的极性和分子的极性。相似相溶规律。对称性基础(限旋转和旋转轴、反映和镜面、反演和对称中心)。8 配合物 路易斯酸碱。配位键。重要而常见的配合物的中心离子(原子)和重要而常见的配体(水、羟离子、卤离子、拟卤离子、氨分子、酸根离子、不饱和烃等)。螯合物及螯合效应。重要而常见的配合反应。配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的关系(定性说明)。配合物几何构型和异构现象基本概念和基本事实。配合物的杂化轨道理论。用杂化轨道理论说明配合物的磁性和稳定性。用八面体配合物的晶体场理论说明Ti(H2O)63+的颜色。软硬酸碱的基本概念和重要的软酸软碱和硬酸硬碱。9 分子间作用力 范德华力、氢键以及其他分子间作用力的能量及与物质性质的关系。10. 晶体结构 分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。晶胞(定义、晶胞参数和原子坐标及以晶胞为基础的计算)。点阵(晶格)能。配位数。晶体的堆积与填隙模型。常见的晶体结构类型:NaCl、CsCl、闪锌矿(ZnS)、萤石(CaF2)、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、金红石、二氧化硅、钙钛矿、钾、镁、铜等。11. 化学平衡 平衡常数与转化率。弱酸、弱碱的电离常数。溶度积。利用平衡常数的计算。熵(混乱度)的初步概念及与自发反应方向的关系。12. 离子方程式的正确书写。13. 电化学 氧化态。氧化还原的基本概念和反应的书写与配平。原电池。电极符号、电极反应、原电池符号、原电池反应。标准电极电势。用标准电极电势判断反应的方向及氧化剂与还原剂的强弱。电解池的电极符号与电极反应。电解与电镀。电化学腐蚀。常见化学电源。pH、络合剂、沉淀剂对氧化还原反应影响的说明。14. 元素化学 卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。碱金属、碱土金属、稀有气体。钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。过渡元素氧化态。氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。常见难溶物。氢化物的基本分类和主要性质。常见无机酸碱的基本性质。水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出(不包括特殊试剂)和一般分离方法。制备单质的一般方法。15. 有机化学 有机化合物基本类型烷、烯、炔、环烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物以及磺酸的命名、基本性质及相互转化。异构现象。加成反应。马可尼科夫规则。取代反应。芳环取代反应及定位规则。芳香烃侧链的取代反应和氧化反应。碳链增长与缩短的基本反应。分子的手性及不对称碳原子的R、S构型判断。糖、脂肪、蛋白质的基本概念、通式和典型物质、基本性质、结构特征及结构表达式。16. 天然高分子与合成高分子化学的初步知识(单体、主要合成反应、主要类别、基本性质、主要应用)。决赛基本要求本基本要求在初赛要求基础上增加下列内容,数学工具不涉及微积分。1. 原子结构 四个量子数的物理意义及取值。氢原子和类氢离子的原子轨道能量的计算。s、p、d原子轨道轮廓图及应用。2. 分子结构 分子轨道基本概念。定域键键级。分子轨道理论对氧分子、氮分子、一氧化碳分子、一氧化氮分子的结构和性质的理解及应用。一维箱中粒子模型对共轭体系电子吸收光谱的解释。超分子的基本概念。3. 晶体结构 点阵的基本概念。晶系。根据宏观对称元素确定晶系。晶系与晶胞形状的关系。十四种空间点阵类型。点阵的带心(体心、面心、底心)结构的判别。正当晶胞。布拉格方程。4.化学热力学基础 热力学能(内能)、焓、热容、自由能和熵。生成焓、生成自由能、标准熵及有关计算。反应的自由能变化与反应的方向性。吉布斯-亥姆霍兹方程及其应用。范特霍夫等温方程及其应用。标准自由能与标准平衡常数。平衡常数与温度的关系。热化学循环。相、相律和单组分相图。克拉贝龙方程及其应用。5.稀溶液的通性(不要求化学势)。6.化学动力学基础 反应速率基本概念。速率方程。反应级数。用实验数据推求反应级数。一级反应积分式及有关计算(速率常数、半衰期、碳-14法断代等)。阿累尼乌斯方程及计算(活化能的概念与计算;速率常数的计算;温度对速率常数影响的计算等)。反应进程图。活化能与反应热的关系。反应机理一般概念及推求速率方程(速控步骤、平衡假设和稳态假设)。离子反应机理和自由基反应机理基本概念及典型实例。催化剂及对反应的影响(反应进程图)。多相反应的反应分子数和转化数。7.酸碱质子理论 缓冲溶液的基本概念。典型缓冲体系的配制和pH值计算。利用酸碱平衡常数的计算。溶度积原理及有关计算。8.Nernst方程及有关计算 原电池电动势的计算。pH对原电池的电动势、电极电势、氧化还原反应方向的影响。沉淀剂、络合剂对氧化还原反应方向的影响。用自由能计算电极电势和平衡常数或反之。9.配合物的晶体场理论 化学光谱序列。配合物的磁性。分裂能、电子成对能、稳定化能。利用配合物平衡常数的计算。络合滴定。软硬酸碱。配位场理论对八面体配合物的 解释。10.元素化学描述性知识达到国际竞赛大纲二级水平。11.自然界氮、氧、碳的循环。环境污染及治理、生态平衡、绿色化学的一般概念。12.有机化学描述性知识达到国际竞赛大纲二级水平(不要求不对称合成,不要求外消旋体拆分)。13.氨基酸、多肽与蛋白质的基本概念。DNA与RNA。14.糖的基本概念。葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖。糖苷。纤维素与淀粉。15.有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构(trans-、cis-和Z-、E-构型)。对映异构与非对映异构。endo-和exo-。D,L构型。16.利用有机物的基本反应对简单化合物的鉴定和结构推断。17.制备与合成的基本操作 用电子天平称量。配制溶液、加热、冷却、沉淀、结晶、重结晶、过滤(含抽滤)、洗涤、浓缩蒸发、常压蒸馏与回流、倾析、分液、搅拌、干燥。通过中间过程检测(如pH、温度、颜色等)对实验条件进行控制。产率和转化率的计算。实验室安全与事故紧急处置的知识与操作。废弃物处置。仪器洗涤和干燥。实验工作台面的安排和整理。原始数据的记录与处理。18.常见容量分析的基本操作、基本反应及分析结果的计算。容量分析的误差分析。19.分光光度法。比色分析。2008高中化学竞赛初赛模拟试卷(4)第一题(4分)某元素的离子R2有5个电子层,最外层有2个电子,R(NO3)2是它的一种常见盐。R的元素符号是 ,R元素在周期表中的位置是 ,配制澄清R(NO3)2溶液的方法是。第二题(5分)铋的化合物丰富多彩。在液态SO2中,AsF5或其他五氟化物能氧化铋,其中能生成化合物A。经分析,A为离子化合物,阳离子为多个铋原子组成的三角双锥型原子簇,阴离子为正八面体结构。已知A的阳离子中铋原子全部为8电子结构。1试确定A的结构简式;2写出生成A的化学反应方程式。第三题(16分)来自日本的SK品牌多项化妆品中被查出含有禁用的铬钕成分。铬为皮肤变态反应原,可引起过敏性皮炎或湿疹,病程长、久而不愈;钕对眼睛和黏膜有很强的刺激性,对皮肤有中度刺激性,吸入还可导致肺栓塞和肝损害。1钕的元素符号Nd,原子序数60,淡黄色,在空气中容易氧化,用来制合金和光学玻璃等。(1)钕在元素周期表中的位置为 ;价电子构型为 ;次外层上电子数为 。(2)已知E0Nd3/Nd2.431 V,判断其能否与盐酸反应。若能写出反应方程式;不能说明理由。(3)已知Nd晶体为六方晶格(密堆积),原子半径r182.2 pm,计算其密度。(4)最强永磁体钕铁硼的合金中B的含量为1.0000%,确定其简单组成(相对1个B);(5)钕能与一些普通元素形成混合氧化物,如掺钕的钇铝石榴石晶体可用于激光发射,已知该钕化合物含Nd为56.97%,写出化学式。2研究表明,人体内若含铬量超过1 mg就足以致人于死地,铬在人体内的作用是协同胰岛素清除多余的葡萄糖,人体内的铬主要经尿排出。(1)铬是人体的必需元素吗?三价铬和六价铬哪种对人危害大?(2)人体内哪个器官含铬量最高?(3)年纪大的人易患糖尿病,这与铬是否有关系?3糖皮质激素地塞米松也是化妆品中的常见违禁成分,其结构简式如下图。(1)能否与NaOH反应,为什么?(2)在Cu的催化氧化下,与O2反应的比例如何?(3)存在多少个对映异构体?第四题(5分)2005年2月14日新华社报道,我国镍氢电池居世界先进水平,我军潜艇将装备国产大功率镍氢动力电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金X/XH6(合金X的晶胞如图所示),另一电极为NiO(OH)/Ni(OH)2。1据图写出X的化学式;2据图计算La的配位数;3写出放电时的负极反应;4写出充放电的总反应方程式。第五题(8分)往1.0 L密闭容器中加入NO2和N2O4各1.0 mol,当反应达到平衡时容器中还剩余0.70 mol N2O4(N2O4浓度变化如下图所示,恒容)。1请在图中补充NO2浓度的变化;2如果将容器的体积缩小到0.5 L(保持恒容),请在图中画出NO2、N2O4重新达到平衡的图象。第六题(8分)专家指出,摄入过多的反式脂肪酸,会导致心脑血管疾病、糖尿病,儿童若摄入过多将会影响身体发育。人造奶油、酥烤类食品、快餐中的炸鸡和炸薯条
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