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)計算和化學(xué)實驗中正確使用有效數(shù)字。定量儀器(天平、量筒、移液)管、滴定管、容量瓶等等)測量數(shù)據(jù)的有效數(shù)字。運算結(jié)果的有效數(shù)字。

　　2. 氣體。理想氣體標準狀態(tài)。理想氣體狀態(tài)方程。氣體密度。分壓定律。氣體相對分子質(zhì)量測定原理。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)/溶劑相對量的估算。過濾與洗滌(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。被測物、基準物質(zhì)、標準溶液、指示劑、滴定反應(yīng)等基本概念。酸堿滴定的滴定曲線(酸堿強度、濃度、溶劑極性對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為標準溶液的基本滴定反應(yīng)。分析結(jié)果的計算。分析結(jié)果的準確度和精密度。

　　5. 原子結(jié)構(gòu)。核外電子運動狀態(tài): 用s、p、d等來表示基態(tài)構(gòu)型(包括中性原子、正離子和負離子)核外電子排布。電離能、電子親合能、電負性。

　　6. 元素周期律與元素周期系。主族與副族。過渡元素。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)、價電子層與價電子數(shù))的關(guān)系。最高氧化態(tài)與族序數(shù)的關(guān)系。對角線規(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、副族重要而常見元素的名稱、符號及在周期表中的位置、常見氧化態(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)。價層電子對互斥模型對簡單分子(包括離子)幾何構(gòu)型的預(yù)測。雜化軌道理論對簡單分子(包括離子)幾何構(gòu)型的解釋。共價鍵。鍵長、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。重要而常見的配合物的中心離子(原子)和重要而常見的配體(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)。重要而常見的絡(luò)合劑及其重要而常見的配合反應(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。晶格能。晶胞中原子數(shù)或分子數(shù)的計算及與化學(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、電極反應(yīng)、原電池符號、原電池反應(yīng)。標準電極電勢。用標準電極電勢判斷反應(yīng)的方向及氧化劑與還原劑的強弱。電解池的電極符號與電極反應(yīng)。電解與電鍍。電化學(xué)腐蝕。常見化學(xué)電源。pH、絡(luò)合劑、沉淀劑對氧化還原反應(yīng)影響的定性說明。

　　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。過渡元素氧化態(tài)。氧化物和氫氧化物的酸堿性和兩性。常見難溶鹽。氫化物的基本分類和主要性質(zhì)。常見無機酸堿的形態(tài)和基本性質(zhì)。水溶液中的常見離子的顏色、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. 有機化學(xué)。有機化合物基本類型——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)。碳鏈增長與縮短的基本反應(yīng)。分子的手性及不對稱碳原子的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。

　　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)。四個量子數(shù)的物理意義及取值。單電子原子軌道能量的計算。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。分子軌道理論對氧分子、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。超分子基本概念。

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

　　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、標準熵及有關(guān)計算。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。標準自由能與標準平衡常數(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(標態(tài)與非標態(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)。

　　6. 化學(xué)動力學(xué)基礎(chǔ)。反應(yīng)速率基本概念。反應(yīng)級數(shù)。用實驗數(shù)據(jù)推求反應(yīng)級數(shù)。一級反應(yīng)積分式及有關(guān)計算(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算(活化能的概念與計算;速率常數(shù)的計算;溫度對速率常數(shù)影響的計算等)。活化能與反應(yīng)熱的關(guān)系。反應(yīng)機理一般概念。推求速率方程。催化劑對反應(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)的計算。溶度積原理及有關(guān)計算。

　　8. Nernst方程及有關(guān)計算。原電池電動勢的計算。pH對原電池的電動勢、電極電勢、氧化還原反應(yīng)方向的影響。沉淀劑、絡(luò)合劑對氧化還原反應(yīng)方向的影響。

　　9. 配合物的配位場理論的初步認識。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)的計算。絡(luò)合滴定。軟硬酸堿。

　　10. 元素化學(xué)描述性知識達到國際競賽大綱三級水平。

　　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. 有機化學(xué)描述性知識達到國際競賽大綱三級水平(不要求不對稱合成,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. 簡單有機化合物的系統(tǒng)命名。

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

　　17. 利用無機和有機的基本反應(yīng)對簡單化合物的鑒定和結(jié)構(gòu)推斷。

　　18. 有機制備與有機合成的基本操作。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。通過中間過程檢測(如pH、溫度、顏色等)對實驗條件進行控制。產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率的計算。實驗室安全與事故緊急處置的知識與操作。廢棄物處置。儀器洗滌和干燥。實驗工作面的安排和整理。原始數(shù)據(jù)的記錄。

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