全国高中学生化学竞赛基本要求

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。1—18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。σ键和π键。离域π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－Ⅱ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＋/Nd＝－2.431V，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r＝182.2pm，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1mg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1.0L密闭容器中加入NO2和N2O4各1.0mol，当反应达到平衡时容器中还剩余0.70molN2O4（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0.5L（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均含这种物质。反式脂肪酸是指至少含一个反式构型双键的脂肪酸，即碳碳双键上两个碳原子结合的氢原子分别位于双键的两侧。已知油酸的结构简式为CH3(CH2)7C＝C(CH2)7COOH。1．写出油酸的顺式和反式立体结构，并分别命名；2．比较顺式脂肪酸和反式脂肪酸的熔熔点高低；3．比较顺式脂肪酸和反式脂肪酸能量高低，说明判断理由4．血液中反式脂肪酸含量过高易导致心脑血管疾病，为什么？第[七]题（9分）化合物X与CO32－是等电子体，可用CoF3在300℃时与NO2反应制得。1．确定X的化学式，指出X中中心原子的杂化形态。2．X也可用无水硝酸和氟代磺酸反应制备。试写出其化学反应方程式，并指明反应类型。3．X能发生水解反应。试分别写出X与NaOH和乙醇反应的化学方程式。4．X能与BF3反应，试写出其化学反应方程式，并预测B－F键长变化趋势，简述其原因。第[八]题（10分）NH4Cl为CsCl型结构，晶胞中包含1个NH4＋和1个Cl－，晶