奧林匹克化學競賽大綱

全國高中學生化學競賽分初賽(分賽區競賽)和決賽(冬令營)二個階段。加上冬令營後的國家集訓隊的培訓和出國競賽總共三個階段這三個階段的水平是不相同的。本大綱旨在界定各級競賽的試題水平,作為競賽試題命題的依據。

基本介紹

  • 中文名:奧林匹克化學競賽大綱
  • 分為:兩部分
  • 旨在:界定各級競賽的試題水平
  • 作為:競賽試題命題的依據
說明,初賽大綱,決賽大綱,

說明

1.本大綱分為兩部分:第一部分是初賽大綱,第二部分是決賽大綱。國家集訓隊選拔與培訓需根據國際化學奧林匹克大綱和競賽預備題來定,本大綱不涉及。
2.中國化學會原來下發的“奧林匹克化學競賽培訓大綱”的“幾點說明”仍然是這份大綱的指導思想。仍然有效,不再複述。
3.現行中學化學大綱以及考試大綱的內容均屬初賽內容。初賽大綱的基本出發點是:在現行中學化學大綱及考試大綱的基礎上,在原理水平上大致與人民教育出版社《化學讀本》的水平相當,但對某些化學原理的定量關係,物質結構、立體化學、有機化學和化學實驗上作適當補充。一般說來.補充的內容是中學化學內容的自然生長點。
4.決賽大綱則在初賽大綱的基礎上對基礎化學原理、基礎無機化學,基礎有機化學.定量分析原理與實驗數據處理、實驗技術等方面作適當補充。
5.本大綱若在試行後認為有必要作出調整.將在1998年11月發出通知。

初賽大綱

1.有效數字的概念。在化學計算和化學實驗中正確使用有效數字。定量儀器(天平、量簡、移液管、滴定管、容量瓶等)的精度與測量數據有效數字。運算結果的有效數字。
2.理想氣體標準狀態。理想氣體狀態方程。氣體分壓定律。氣體密度。氣體相對分子質量測定。氣體溶解度。
3.溶液濃度與固體溶解度及其計算。溶液配製(濃度的不同精確度要求對儀器的選擇〕、重結晶法提純的量的估算。洗滌操作中洗滌液的選擇和洗滌方式的選擇。重結晶溶劑(包括混合溶劑)的選擇。
4.容量分析的基本概念、 被測物、標準溶液、指示劑、滴定反應等。分析結果計算。滴定曲線與突躍概念〔酸鹼強度、濃度、溶劑極性對滴定突躍大小的定性關係。不要求滴定曲線定量計算。〕酸鹼滴定指示劑選擇。
5.原子結構—— 核外電子的可能空間狀態數〔能層、能級(亞層)、軌道的概念〕和電子的自旋。s、p、d原子軌道。用s、p、d等來表示基態構型(包括中性原子、正離子和負離子)。給出原子序數寫出原子的基態電子構型或反之(不要求對能級交錯、排布規律作解釋;不要求量子數;不要求帶正負號的波函式角向分布圖像)。原子半徑和離子半徑的概念。(泡林)電負性概念。金屬與非金屬電負性的範圍。電子躍遷的能量與光子的頻率、波長的關係。可見光的波長範圍、頻率範圍與顏色。
6.元素周期律元素周期系—— 主族與副族、主、副族同族元素從上到下的性質變化規律;同周期元素從左到右的性質變化規律;s、d、ds、p、f區的概念;元素在周期表中的位置與核外電子結構(電子層數、價電子層與價電子數);最高氧化態與族序數的關係;對角線規則;金屬性與非金屬性與周期表位置的關係。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、常見氧化態及主要形態。
7.路易斯結構式。路易斯結構式正確性與合理性判斷。孤對電子對。8電子、缺電子、多電子結構。(主族)元素化合價(價電子數)與路易斯結構式中的單鍵、雙鍵和三鍵及孤對電子對數目的關係。〔分子(包括離子、游離基)的〕總價電子數=(分子的)鍵和電子數+孤電子數。形式電荷。形式電荷與路易斯結構式的合理性。分子真實結構與路易斯結構式。
8.共振論的基本知識。共振體與共振符號。極性極限式與共軛極限式。分子真實結構與共振體關係。
9.價層電子互斥模型對簡單分子(包括離子)立體結構的預測〔模型通式;互斥模型與分子立體構型的關係;偏離VSEPR理想模型的畸變;斥力順序;鍵角的估計〕。
10.雜化—— sp,sp2,sp3,sp3d,sp3d2雜化軌道對簡單分子(包括離子)立體結構的解釋。雜化模型與價層電子對互斥模型的關係。雜化能。
11.共價鍵〔p-pп鍵、(s-s、s-p、p-p)σ鍵和p-p大π鍵〕形成條件、鍵能、鍵角、飽和性與方向性。共軛或離域的概念、例如對CO2、CO32-、SO32-、CH4、CH2=CH2、CH≡CH、CH2=CH-CH=CH2、C6H6、HCOOH等中的化學鍵的描述。化學鍵光解所需的光子頻率與波長。d-pπ鍵的一般概念(不要求圖像與名稱等)。
12.等電子體的一般概念。
13.絡合物(配合物)與絡離子(配離子)的基本概念。重要而常見的絡離子的中心離子(原子)和重要而常見的配位體(水、羥基、鹵離子、擬鹵離子、氨分子、酸根離子等)重要絡合劑與重要絡合反應。絡合反應與酸鹼反應、沉澱反應、氧化還原反應的聯繫的定向說明(不要求用計算說明)。
14.分子間作用力。分子間作用力的數量級(不要求分解為取向力、誘導力、色散力)。
15.氫鍵。形成氫鍵的條件。氫鍵的鍵能、方向性和飽和性。氫鍵與物質性質的關係。
16.晶體結構的基本概念。如:晶胞是描述晶體結構的基本單位,晶胞是平行六面體,晶體由晶胞無隙並置堆積而成。單晶、多晶、晶簇。晶態與非晶態。原子在晶胞中位置的定性描述(不要求1/4,1/4,1/4等)。晶胞中原子數目或分子數的計算及與化學式的關係。分子晶體、原子晶體、離子晶體和金屬晶體的基本概念。幾種典型的晶型(金剛石、螢石、岩鹽、氯化銫、閃鋅礦等)的晶胞的描述。晶胞的選定不作要求。不要求點陣的概念。不要求7大晶系和14種點陣單位。
17.平衡常數的概念。氣態反應利用平衡常數的計算。用平衡常數(及其計算)來理解溫度、濃度、氣態混合物總壓等對平衡的影響。
18.酸鹼平衡常數與酸鹼強度的關係。酸、鹼、鹽水溶液簡單體pH值計算。酸式鹽溶液pH值的定性說明。不要求離子的形體公式、緩衝溶液、酸式鹽pH值的計算等。不要求電中性、物料平衡、質子條件的方程式。
19.溶度積原理。難溶物的溶解和沉澱與溶度積的關係。難溶物的轉化。
20.離子方程式的正確書寫和配平。
21.氧化還原的基本概念和反應的書寫和配平(包括氫離子、水等非氧化還原組分的形態和配平)。原電池:電極符號與電極反應、原電池符號、原電池反應。電極電勢基本概念及用來判斷反應的方向、氧化劑與還原劑的強弱等。電解池的電極符號與電極反應、電解與電鍍。電化學氧化與電化學還原。歧化反應發生的條件。常見的化學電源。pH值、絡合劑、沉澱劑的影響的定性說明。不要求Nernst方程、氧化還原平衡常數及有關計算。
22.常見主族元素的主要氧化態的基本的、重要的化合物(形態或物種)及其重要而常見的反應(國際競賽大綱一級水平)。常見副族元素的主要氧化態的基本的、重要的化合物(形體或物種)及其重要而常見的反應(國際競賽大綱一級水平)。常見的酸鹼兩性氫氧化物(以及氧化物)及其酸鹼反應,如鋁、鋅、錫、鉛、銅等。重要而常見的沉澱劑和沉澱反應。重要而常見的氧化劑和還原劑以及它們重要而常見的反應。重要而常見的絡合反應。重要而常見的物質對空氣、水、溶液不同pH值的穩定性。水溶液中重要而常見的離子的分離和常見化學試劑(包括指示劑)來區分(檢出)(國際競賽大綱一級水平)。
23.有機化合物的基本類型和基本特徵。按碳架的分類。按官能團的分類。異構現象。烷、烯、炔、芳環、脂環的立體結構(雜化類型等)(船式、椅式、平伏鍵、垂直鍵等構象分析不作要求)。共軛結構。烷、烯、炔、芳烴、脂環烴、鹵代烴、胺、醇、酚、醚、醛、酮、酸的重要而常見的物理性質(定性的極性、溶解性、熔沸點等)和氧化、還原、取代、加成、消去等重要而常見的反應。碳正離子重排。胺基酸的基本結構特徵。胺基酸的等電點、pH對胺基酸形態的影響。胺基酸和肽、蛋白質的關係。(不要求背出胺基酸的名稱和結構)。
24.高分子的基本概念(單體、聚合、縮聚、解聚、混聚等,不要求聚合反應機理)。

決賽大綱

1.原子結構—— 四個量子數、原子軌道(波函式的角向分布圖像與軌道名稱)。
2.分子結構—— 用波函式的角向分布圖像說明π鍵和σ鍵。分子軌道的基本概念(成鍵、反鍵及非鍵)。第二周期同核雙原子分子的分子軌道能級圖。氟化氫的分子軌道能級圖。最高占有軌道(HOMO)與最低未占有軌道(LUWO)的概念。鍵級的概念。
分子軌道想論對氧的磁性的解釋。
3.晶體結構—— 點陣概念與14種點陣單位、7大晶系。簡單點陣單位和帶心點陣單位的概念(如點陣單位中點陣點的數目與位置)。結構基元。晶胞中的等同原子。堆積模型和堆積-填隙模型。
4.范德華力—— 取向力、誘導力和色散力。氫鍵。
5.鍵能。
6.化學熱力學基礎—— 熱力學能、焓、自由能和熵。熱化學計算〔等溫過程的蓋斯定律、(標準摩爾)生成焓、(標準摩爾)生成自由能、標準熵以及有關計算;假設焓變與熵變不是溫度的函式的計算;假設為絕熱體系的火焰最高溫度計算〕。自由能與反應的方向性。吉布斯一亥姆霍茲方程及其套用(對反應方向與溫度的關係的解釋;對放熱反應與吸熱反應的反應方間性的說明;假設焓變與熵變不隨溫度變化的近似計算)。范特霍夫方程及其套用。標準自由能與平衡常數。平衡常數與溫度的函式關係。熱力學循環。熱力學分解溫度(標態和非標態——壓力對分解溫度的影響)。反應熵變的正負號的判斷。
7.化學動力學基礎—— 反應速率的基本概念;反應級數的概念;用實驗數據推求反應級數。一級反應(的積分式)的有關計算(速率常數、半衰期、C-14法推斷年代等);阿累尼烏斯方程及其有關計算(阿累尼烏斯活化能的概念與計算;速率常數的計算;溫度對速率常數的影響的計算等);活化能與反應熱的關係;反應機理的基本概念;用穩態近似推求速率方程。催化劑對反應的影響的本質。化學反應的動力學制約和熱力學制約。
8.酸鹼質子理論。緩衝溶液。利用多元酸的平衡常數的計算。鹽的水解度和溶液的pH值的計算。溶度積原理以及利用溶度積的計算。氫氧化物沉澱與溶解的pH值。硫化沉澱與溶解的氫離子濃度。酸鹼滴定基本原理。
9.Nernst方程及有關計算。利用電極電勢和原電池電動勢計算平衡常數或反之。pH值對原電池的電動勢、電極電勢、氧化還原反應的方向的影響。沉澱劑、絡合劑對氧化還原反應方向的影響。滴定分析中的高錳酸鉀法、碘量法、重鉻酸鉀法和鈰量法。
10.配合物的化學鍵的雜化軌道理論。絡離子的雜化軌道模型。(平面四邊形配位、四面體配位和八面體配位等)。單電子磁矩與雜化類型的關係。立體結構與雜化軌道。配合物的異構問題(包括順反異構與光學異構)。利用平衡常數的計算。滴定分析中的EDTA法及滴定緩衝體系的選擇。
11.分光光度法的基本概念。
12.常見元素的重要性質、常見而重要的基本化合物以及常見而重要的反應(華沙工作會議確定的國際化學奧林匹克競賽大綱中的第一、二級水平的元素化學知識)。
13.自然界氮、氧、碳的循環。環境保護。生態平衡、可持續發展的一般概念。
14.有機化合物各類官能團的重要而常見的反應與性質(華沙工作會議確定因的國際化學奧林匹克競賽大綱的第一、二級水平的有機化學知識)。有機物結構與性質的關係。生物化學不作要求(如20種胺基酸的名稱、結構和符號;DNA、RNA的鹼基的結構、名稱、配對;光合、代謝等)。
15.基本有機物命名法。
16.有機化合物的靜態立體化學。構型與構象。順反異構〔cis–,trans–,Z,E〕。手性異構〔R–,S–的判斷; D–,L–的判斷〕。內消旋。外消旋。費舍投影式、構象的紐曼投影式、哈烏斯結構式。
17.利用基本反應(ICHO大綱第一、二級反應)的有機合成——碳鏈的增長與縮短;開環與成環;氧化與還原;常見的氨基、羥基、羰基、羧基的保護與脫保護;常見的重排;取代基的添加與消除;不飽和鍵的形成與加成。有機合成路線選擇的基本原則。有機合成的原料來源與經濟問題、步驟的多少、副反應與副產物、溶劑、產率、產物的分離等問題。不要求四譜。不要求不對稱合成。不要求外消旋體的拆分。
18.利用基本反應(ICHO大綱第一、二級反應)對簡單化合物的鑑定和結構推定。
19.有機反應歷程的基本概念。親電加成、親核加成、芳環親電取代、SN1、SN2、烷烴的自由基反應(引發、延續、終止)。用共振論、取代基的誘導效應和共軛效應討論反應歷程。
20.無機製備與有機合成的基本操作—— 稱量、配製溶液、加熱、冷卻、沉澱、結晶、重結晶、過濾(包括抽濾)、洗滌、蒸發濃縮、常壓蒸餾與回流、傾析、分液、攪拌、乾燥、離子交換、萃取等。通過中間過程檢測(如pH值、溫度、顏色等)對實驗條件進行。控制運用數據和化學原理以及實驗目的要求對實驗進行設計。產率和轉化率的計算。副產物的分離與處理。有害化學試劑的安全使用、實驗室安全與事故緊急處置的知識與操作。實驗工作面的安排和整理。原始數據的記錄。實驗報告。
21.利用常見性質對常見純物質的定性鑑別實驗的設計與操作。
22.容量分析基本操作和結果計算。誤差分析基本概念。

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