解读化学竞赛初赛.ppt

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1、解读化学竞赛初赛,吴国庆 200607,全国高中学生化学竞赛章程,第一条 全国高中学生化学竞赛的目的是： （1）普及化学基础知识，激励中学生接触化学发展的前沿，了解化学对科学技术、国民经济和人民生活以及社会发展的意义，学习化学家的思想方法和工作方法，以培养他们学习化学的兴趣和创造精神； （2）探索早期发现和培养优秀学生的思路、途径和方法； （3）促进化学教学新思想与新方法的交流, 推动大学与中学的化学教学改革, 提高我国化学教学水平； （4）选拔参加一年一度的国际化学竞赛的选手。 所有有关竞赛的活动与宣传均应符合竞赛目的。,竞赛高考,选拔率极低 一等奖 讲座时间 知识要求高 竞赛基本要求 能力

2、要求高 本质上是智力竞赛,有兴趣 学有余力 自愿,参加化学竞赛对自己究竟有没有好处 ？,全国高中学生化学竞赛基本要求 2005年6月,现行中学化学教学大纲、新近发布的普通高中化学课程标准实验教科书（A1-2，B1-6）及高考说明规定的内容均属初赛要求。具有高中文化程度的公民的常识以及高中数学、物理、生物、地理与环境科学等学科的基本内容（包括与化学相关的我国基本国情、宇宙、地球的基本知识等）也是化学竞赛的内容。初赛基本要求对某些化学原理的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学作适当补充，一般说来，补充的内容是中学化学内容的自然生长点。,化学竞赛中的数学建模题,2001年初赛第11-4题：假设某氯

3、化钠颗粒形状为立方体，边长为氯化钠晶胞边长的10倍，试估算表面原子占总原子数的百分比。,设边长为氯化钠晶胞边长的 n 倍,n=1 总原子数=33 非表面原子=1,n=2 总原子数=53=(2n+1)3 非表面原子=(2n-1)3,总原子数 (2n+1)3,体内原子数(2n-1)3,表面原子占总原子数百分比,n = 10， (9261-6859)/9261 = 0.2594,2002初赛第12题（8分）组合化学是一种新型合成技术。对比于传统的合成反应如A + B = AB，组合化学合成技术则是将一系列Ai（i = 1，2，3，）和一系列Bj（j = 1，2，3，）同时发生反应，结果一次性地得到许

4、多个化合物的库（library），然后利用计算机、自动检测仪等现代化技术从库中筛选出符合需要的化合物。今用21种氨基酸借组合化学技术合成由它们连接而成的三肽（注：三肽的组成可以是ABC，也可以是AAA或者AAB等等, 还应指出，三肽ABC 不等于三肽CBA，习惯上，书写肽的氨基酸顺序时，写在最左边的总有未键合的氨基而写在最右边的总有未键合的羧基）。 121。该组合反应能得到多少个三肽的产物库。答： 213 9261 个。（2分） 122。假设所得的库中只有一个三肽具有生物活性。有人提出，仅需进行不多次实验，即可得知活性三肽的组成（每次实验包括对全库进行一次有无生物活性的检测）。请问：该实验是如

5、何设计的？按这种实验设计，最多需进行多少次实验，最少只需进行几次实验？简述理由。,A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U,B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U,21种氨基酸的原料库,A,20种氨基酸的原料库,减去A用20种氨基酸进行组合化学实验得到的三肽库中若无活性肽， 证实A是活性三肽的组分。,设活性三肽的组成为AAA, 无论第几次实验是减去A的， 必须进行21次实验方可证实这个假设。,设活性三肽的组成是ABC, 若恰巧第1，2，3次实验是 分别减去A,B,C，只需进行三次实验就可证实这个假设。,如果将试题

6、答案理解为还要确定活性三肽是ABC还是ACB, CAB, CBA 仍应首先完成上述实验后再作进一步讨论,设活性三肽为AAB，21次实验不能证实是AAB还是ABB，还须用组成分析证实。,典型错误：将21种氨基酸分为10和11两组。此法将使思考复杂化，难以求解。,化学竞赛中的联立方程题,2004年第10题 有一种测定多肽、蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的相对分子质量的新实验技术称为ESI/FTICR-MS, 精度很高。用该实验技术测得蛋白质肌红朊的图谱如下，图谱中的峰是质子化肌红朊的信号，纵坐标是质子化肌红朊的相对丰度，横坐标是质荷比m/Z，m是质子化肌红朊的相对分子质量，Z是质子化肌红朊的电

7、荷(源自质子化，取正整数)，图谱中的相邻峰的电荷数相差1，右起第4峰和第3峰的m/Z分别为1542和1696。求肌红朊的相对分子质量(M)。,1542(M+Z)/Z 1696=M+(Z-1)/(Z-1) Z=11 M16951,1696(M+Z)/Z 1542=(M+Z+1)/(Z+1) Z=10 M16950,化学竞赛中的英语和物理题,2005年第2题（节选） 为纪念1905年爱因斯坦连续发表6篇论文导致物理学大变革100周年，今年被定为国际物理年。本题涉及的“热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的，即他提出的被后人称为“爱因斯坦振荡器”的独立振荡原子与温度关系的模型。 右上图是热电效应之一的

8、图解。给出图中所有英文单词（或词组）及物理学符号的意义，并为此图写一篇不超过200字（包括标点符号等）的说明文。,向热电材料构成的半导体的 n-p 结的远端输入外电流，半导体发生空穴导电，电流流经 n-p 结时发生复合，外电流输入的能量转化为热流，使 n-p 结的温度越来越低，而其远端的温度越来越高，即有类似冰箱制冷的效应。,全国高中学生化学竞赛基本要求 2005年6月,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。 运算结果的有效数字。,试题中的有效数字例解,1998 年初赛试题第 2 题 100.0 g 无

9、水氢氧化钾溶于100.0 g 水。在 T 温度下电解该溶液，电流强度 I = 6.00 安培,电解时间 10.00 小时。电解结束温度重新调至 T，分离析出的 KOH2H2O 固体后，测得剩余溶液的总质量为 164.8 g。已知不同温度下每 100 g 溶液中无水氢氧化钾的质量为: 求温度 T ，给出计算过程，最后计算结果只要求两位有效数字。 计算结果：每100 g 溶液里有 55.1 g KOH；利用试题给出的数据（表），得： T 在 2030oC 之间。 温度范围不合题意。要求 温度 ！ 利用 T-溶解度 的线性关系 ： T = 273+20+(55.1-52.8)/(55.8-52.8)

10、10 K = 301K 正确的答案：28oC,全国高中学生化学竞赛基本要求,2. 气体。 理想气体标准状态。 理想气体状态方程。 气体密度。 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）。,试题中的气体例解,2004 年第 3 题 某实验测出人类呼吸中各种气体的 分压/Pa 如下表所示： 31 请将各种气体的分子式填入上表。 32 指出表中第一种和第二种呼出气体的分压小于吸入气体分压的主要原因。,知识：空气中CO2的分压；空气有水蒸气； 呼出的气体中水蒸气几乎是37oC 饱和的。,全国高中学生化学竞赛基本要求,3. 溶液。 溶液浓度。 溶解度。 溶液配制（按浓度的精确度选择仪

11、器）。 重结晶及溶质/溶剂相对量的估算。 过滤与洗涤(洗涤液选择、洗涤方式选择)。 溶剂（包括混合溶剂）。 胶体。,试题中的溶液例解,2000年第15题（末题） 2.00升(标准状况测定值)氢气和 5.00克氯气混合经光照后直至检不出氯气剩余，加入 9.00% NaOH 溶液 (密度 d = 1.10 g/mL) 80.0 mL 。 问：需要加入多少毫升 0.100 mol/L的 H2SO4 才能使溶液呈中性? 答案要点： 氢气：0.0893 mol 氯气: 0.0705 mol 得到 HCl 0.141 mol 80.0 mL 9.00% NaOH 溶液质量 88.0 g 含 NaOH 0.

12、198 mol 吸收 HCl 气体后剩余 NaOH 0.057 mol 中和 NaOH 需 0.100 mol/L H2SO4 285 mL 应试结果：大多数应试者不能得到正确答案！,2002年第13题（节选） 离子液体是常温下呈液态的离子化合物，已知品种几十种，是一类“绿色溶剂”。据2002年4月的一篇报道，最近有人进行了用离子液体溶解木浆纤维素的实验，结果如右表所示；向溶解了纤维素的离子液体添加约1.0（质量）的水，纤维素会从离子液体中析出而再生；再生纤维素跟原料纤维素的聚合度相近；纤维素分子是葡萄糖的缩合高分子，可粗略地表示如右图，它们以平行成束的高级结构形成纤维；葡萄糖缩合不改变葡萄糖

13、环的结构；纤维素溶于离子溶液又从离子液体中析出，基本结构不变。 表中C4mim是1-(正)丁基-3-甲基咪唑正一价离子的代号，“咪唑”的结构如右图所示。 131。画出以 C4mim+ 为代号的离子的结构式。 13-3。解释纤维素在C4mimCl、C4mimBr、C4mimBF4中的溶解性下降的原因。 134。解释在离子液体中加入水会使纤维素在离子液体里的溶解度下降的原因。 135。假设在C4mimCl里溶解了25的聚合度 n = 500 的纤维素，试估算，向该体系添加1（质量）的水，占整个体系的摩尔分数多少？假设添水后纤维素全部析出，析出的纤维素的摩尔分数多大？,全国高中学生化学竞赛基本要求,

14、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。酸碱滴定的滴定曲线（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。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。,试题中的容量分析举例,2005年第9题（节选）一种鲜花保存剂( preservative of cut flowers) B可按以下方法制备: 把丙酮肟、溴乙酸、氢氧化钾混合在1,4-二氧六环(溶剂)中反应，酸化后用乙醚提取，蒸去乙醚后经减压蒸馏析离出中间产物A，A 用1 : 1盐酸水溶液水解，水解液浓缩后加入异丙醇（降低

15、溶解度），冷却，即得到晶态目标产物B，B的熔点 152153oC(分解)，可溶於水，与AgNO3 溶液形成 AgCl 沉淀。 用银定量法以回滴方式(用NH4SCN回滴过量的AgNO3)测定目标产物B的相对分子质量，实验过程及实验数据如下： (1) 用250毫升容量瓶配制约 0.05 mol/L的AgNO3溶液，同时配置 250 mL浓度相近的NH4SCN溶液。 (2)准确称量烘干的NaCl 207.9 mg，用100 毫升容量瓶定容。 (3) 用 10 毫升移液管移取上述 AgNO3 溶液到 50 毫升锥瓶中，加入 4 mL 4 mol/L HNO3和 1 mL饱和铁铵矾溶液, 用NH4SCN

16、 溶液滴定，粉红色保持不褪色时为滴定终点，三次实验的平均值为 6.30 mL。 (4)用10 毫升移液管移取NaCl 溶液到50毫升锥瓶中，加入 10 mL AgNO3溶液、4 mL 4mol/L HNO3和1 mL饱和铁铵矾溶液，用NH4SCN 溶液回滴过量的 AgNO3，三次实验结果平均为 1.95 mL。 (5)准确称量 84.0 mg产品B，转移到 50 毫升锥瓶中, 加适量水使其溶解，加入 10 mL AgNO3 溶液、4 mL 4mol/L HNO3和 1 mL饱和铁铵矾溶液，用NH4SCN 溶液回滴, 消耗了 1.65 mL。 (6)重复操作步骤 (5)，称量的 B 为81.6

17、mg，消耗的NH4SCN溶液为1.77 mL; 称量的B 为76.8 mg, 消耗的NH4SCN溶液为2.02 mL。 9-1 按以上实验数据计算出产物 B 的平均相对分子质量。,全国高中学生化学竞赛基本要求,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 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、f-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

18、（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。 金属性、非金属性与周期表位置的关系。 金属与非金属在周期表中的位置。 半金属。 主、副族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。,试题中的原子结构与周期律举例,2000年第14题 铂系金属是最重要的工业催化剂。但其储藏已几近枯竭，上小行星去开采还纯属科学幻想。研究证实，有一类共价化合物可代替铂系金属催化剂。它们是坚硬的固体，熔点极高，高温下不分解，被称为“千禧催化剂”（millennium catalysts）。下面3种方法都可以合成它们： 在高温下将烃类气体通过钨或

19、钼的氧化物的表面。 高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物）。 在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物。 14-1 合成的化合物的中文名称是_和_。 14-2 为解释这类化合物为什么能代替铂系金属，提出了一种电子理论，认为这些化合物是金属原子与非金属原子结合的原子晶体，金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原子或钌原子的价电子数。这类化合物的化学式（即最简式或实验式）是_和_。 答案: 14-1 碳化钼; 碳化钨。 14-2 Mo2C; WC 。说明：每个钨原子的d轨道上平均多了4个电子，相当于Pt的电子结构，每个钼原子的d轨道上多了2个电子，相当于Ru原

20、子的电子构型。,全国高中学生化学竞赛基本要求,7. 分子结构 路易斯结构式（电子式）。 价层电子对互斥模型对简单分子（包括离子）几何构型的预测。 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）的一般概念。 等电子体的一般概念。 分子的极性。相似相溶规律。,试题中的分子结构举例,2005年第3题 等摩尔的丙酮和过氧化氢混合，在盐酸催化下生成白色粉末A和水，反应进行完全，产物分子总数是反应物分子总数的2/3。A在撞击、摩擦和加热时发生爆炸，被称为熵炸弹。 A分子中氧的化学环境相同。画出A的立体结构（H原子不必画出）。 A发生爆炸生成

21、丙酮等物质，并不燃烧起火。写出爆炸的反应方程式。 为什么A被称为“熵炸弹”？ 合成A是十分危险的，不慎会在合成时瞬即发生爆炸，例如，温度稍高，反应将生成A的同系物B，B的相对分子质量为A的2/3。画出B的结构；B比A更容易爆炸，应如何从结构上理解？（注：在H2O2分子中的HOO夹角约95oC，面夹角约112oC。）,（99初赛7）在星际云中发现一种高度对称的有机分子（Z），在紫外辐射或加热下可转化为其他许多生命前物质，这些事实支持了生命来自星际的假说。有人认为，Z 的形成过程如下：（1）星际分子 CH2=NH 聚合生成 X ；（2）X 与甲醛加成得到 Y（分子式 C6H15O3N3）；（3）Y

22、 与氨（摩尔比 1:1）脱水缩合得到 Z 。试写出 X、Y 和 Z 的结构简式。,CH2=NH 聚合 (-CH2-NH-)n X + CH2O（加成） Y （C6H15O3N3） + NH3 （1：1） H2O （缩合） Z （高度对称分子）,X = C3H6N3H3 环,3CH2O,Z = C6N4H16,全国高中学生化学竞赛基本要求,8 配合物。路易斯酸碱的概念。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。重要而常见的络合剂及其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

23、的联系（定性说明）。配合物几何构型和异构现象基本概念。配合物的杂化轨道理论。八面体配合物的晶体场理论。Ti(H2O)63+的颜色。,试题中的配合物举例,2004年第5题 研究发现，钒与吡啶-2-甲酸根形成的单核配合物可增强胰岛素降糖作用，它是电中性分子，实验测得其氧的质量分数为25.7 %, 画出它的立体结构，指出中心原子的氧化态。要给出推理过程。,M=122,M=311 O%=25.7%,2002年第5题 六配位（八面体）单核配合物MA2(NO2)2呈电中性；组成分析结果： M 21.68%, N 31.04%, C 17.74%；配体A含氮不含氧；配体 (NO2)x 的两个氮氧键不等长。

24、51。该配合物中心原子M是什么元素？氧化态多大？给出推论过程。 52。画出该配合物的结构示意图，给出推理过程。 53。指出配体 (NO2)x在“自由”状态下的几何构型和氮原子的杂化轨道。 54。除本例外，上述无机配体还可能以什么方式和中心原子配位？用图形回答问题。,1999年第3题 铬的化学丰富多采，实验结果常出人意料。将过量30% H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶液, 热至50oC后冷至0oC，析出暗棕红色晶体A。元素分析报告：A含Cr 31.1%，N 25.1%，H 5.4%。在极性溶剂中A不导电。红外图谱证实A 有N-H键，且与游离氨分子键能相差不太大，还证实A 中的铬原子周围有

25、7个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键，呈五角双锥构型。 3-1 以上信息表明A 的化学式为： ；可能的结构式为： 。 3-2 A 中铬的氧化数为： 。 3-3 预期A 最特征的化学性质为： 。 3-4 生成晶体A的反应是氧化还原反应，方程式是： 。,全国高中学生化学竞赛基本要求,10. 晶体结构。晶胞。原子坐标。晶格能。晶胞中原子数或分子数的计算及与化学式的关系。分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。配位数。晶体的堆积与填隙模型。常见的晶体结构类型，如NaCl、CsCl、闪锌矿（ZnS）、萤石（CaF2）、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、金红石、钙钛矿、钾、镁、铜等。,全国高中学生化

26、学竞赛基本要求,9分子间作用力。范德华力。氢键。其他分子间作用力的一般概念。,竞赛试题中的分子结构,2003年第12题 中和 1.2312 g平面构型的羧酸消耗 18.00 mL 1.20 mol/L NaOH 溶液，将该羧酸加热脱水，生成含碳量为49.96 的化合物。确定符合上述条件的摩尔质量最大的羧酸及其脱水产物的结构式，简述推理过程。,设羧酸为 n 元酸，则： 羧酸的摩尔质量为 M = 1.2312 g/(1.20 mol/L X18.00 mL/1000)/n = 57 n g/mol 羧基（COOH）的摩尔质量为45 g/mol, 对于n元酸，n个羧基的摩尔质量为45 n g/mol

27、， n元酸分子中除羧基外的基团的摩尔质量为 (5745)X n = 12 n, n = 1,2,3,4， 该基团只能是 n个碳原子才能保证羧酸的摩尔质量为57 n g/mol。 对于一元酸：n=1, 结构为：C-COOH ，不存在。 对于二元酸：n=2，结构为 HOOC-CC-COOH （尚非最大摩尔质量平面结构） 对于三元酸：n=3, 无论3个碳呈链状结构还是三元环结构，都不存在。 对于四元酸：n=4,n=6,C% = 12MC/(12MC+9MO) = 50%,不能脱水的酸也是错误应答！,2004年第4题 在铜的催化作用下氨和氟反应得到一种铵盐和一种三角锥体分子A（键角 102o，偶极矩

28、0.78x10-30 Cm；对比：氨的键角107.3o，偶极矩 4.74x10-30 Cm)； 4-1 写出A的分子式和它的合成反应的化学方程式。,答案： NF3 4NH3 + 3F2 = NF3 + 3NH4F,4-2 A 分子质子化放出的热明显小于氨分子质子化放出的热。为什么？,答案：N-F 键的偶极方向与氮原子孤对电子的偶极方向相反，导致分子偶极矩很小，因此质子化能力远比氨质子化能力小。,4-3 A与汞共热，得到一种汞盐和一对互为异构体的B和C（相对分子质量66）。写出化学方程式及B和C的立体结构。,2NF3 +2Hg = N2F2 + 2HgF2,4-4 B与四氟化锡反应首先得到平面构

29、型的D和负二价单中心阴离子E构成的离子化合物，这种离子化合物受热放出C，同时得到D和负一价单中心阴离子F构成的离子化合物。画出D、E、F的立体结构和得到它们的化学方程式。,2 N2F2 + SnF4 = N2F+2SnF62- N2F+2SnF62- = N2F+SnF5- + N2F2,2005年第10题 据世界卫生组织统计，全球约有8000万妇女使用避孕环。常用避孕环都是含金属铜的。据认为，金属铜的避孕机理之一是，铜与子宫分泌物中的盐酸以及子宫内的空气反应，生成两种产物，一种是白色难溶物 S，另一种是酸 A。酸 A 含未成对电子，是一种自由基，具有极高的活性，能杀死精子。 10-1 写出铜

30、环产生 A 的化学方程式。 10-2 画出 A 分子的立体结构。 10-3 给出难溶物 S 和酸 A 的化学名称。 10-4 A 是一种弱酸，pK = 4.8 问：在 pH = 6.8 时，A 主要以什么形态存在？,Cu + HCl + O2 = CuCl + HO2 超氧酸,答含碳化合物或含氮化合物错在哪里？,竞赛试题中的晶体结构,2005年2-2题 右上图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大（红）原子是稀土原子，如镧；小（蓝）原子是周期系第五主族元素，如锑；中等大小的（绿）原子是周期系VIII 族元素，如铁。按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。给出计算过程。提示：晶

31、胞的6个面的原子数相同。设晶体中锑的氧化态为1，镧的氧化态为+3，问：铁的平均氧化态多大？,化学式 LaFe4Sb12（写La2Fe8Sb24 扣1分） 铁的氧化态 +9/4 = +2.25,这种结构称为填隙方钴矿结构，组成具极大可变性，是眼下热点晶体之一。,2000年第5题 最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如附图2所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子， 它的化学式是_。 答案：Ti14C13,2004年第6题 最近发现，只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性，鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起按

32、(面心)立方最密堆积(ccp)，它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体的数量比是1 : 3；碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。,61 画出该新型超导材料的一个晶胞。 62 写出该新型超导材料的化学式。,C,Ni,Mg,MgCNi3,2004年第2题 2004年7月德俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮, 这种高聚氮的N-N键的键能为160 kJ/mol (N2的键能为942 kJ/mol)，晶体结构如图所示。在这种晶体中，每个氮原子的配位数为 。按键型分类时，属

33、于 晶体。这种固体的可能潜在应用是 ，这是因为： 。,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。熵的概念。 12. 离子方程式的正确书写与配平。 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定性说明。,全国高中学生化学竞赛基本要求,14. 元素化学。卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。碱土金属、碱金属、

34、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。常见难溶盐。氢化物的基本分类和主要性质。常见无机酸碱的形态和基本性质。水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出（不使用特殊试剂）和分离。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、磺酸的系统命名、基本性质及相互转化。异构现象。C=C加成。马可尼科夫规则。C=O加成。取代反应。芳香烃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

35、的R、S构型判断。糖、脂肪、蛋白质。 16. 天然高分子与合成高分子化学初步知识。,全国高中学生化学竞赛基本要求,2003年第10题 美国Monsando公司生产了一种除草剂，结构如下图，酸式电离常数如下： pKa1 0.8, pKa2 2.3 , pKa3 6.0 , pKa4 11.0。与它配套出售的是转基因作物（大豆、棉花、玉米、油菜籽）的种子，转入了抗御该除草剂的基因，喷洒该除草剂后其他植物全部死光，唯独这些作物茁壮成长，由此该除草剂得名Roundup，可意译为“一扫光”。这四种转基因作物已在美国大量种植，并已向我国和巴西等国大量出口，但欧洲至今禁止进口。,101 Roundup为无色

36、晶体，熔点高达200oC，根据如上结构式进行的分子间作用力（包括氢键）的计算，不能解释其高熔点。试问：Roundup在晶体中以什么形式存在？写出它的结构式。,102 加热至200230oC，Roundup先熔化，后固化，得到一种极易溶于水的双聚体A，其中有酰胺键，在316oC高温下仍稳定存在，但在无机强酸存在下回流，重新转化为 Roundup。画出A的结构式。,103 Roundup的植物韧皮的体液的pH 约为8; 木质部和细胞内液的pH 为56。试写出Roundup后三级电离的方程式（方程式中的型体附加标注），并问：Roundup在植物轫皮液和细胞内液的主要存在型体（用你定义的表达）。提示：

37、通常羧酸的电离常数介于磷酸的一、二级电离常数之间。,104 只有把Roundup转化为它的衍生物，才能测定它的pK1，问：这种衍生物是什么?,2002年第11题 镅（Am）是一种用途广泛的錒系元素。241Am的放射性强度是镭的3倍，在我国各地商场里常常可见到241Am骨密度测定仪，检测人体是否缺钙；用241Am制作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警报警器（制作火警报警器的1片241Am我国批发价仅10元左右）。镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势（E/V）如下，图中2.62是Am4+/Am3+的标准电极电势，-2.07是Am3+/Am的标准电极电势，等等。一般而言，发生自发的氧化还原反应的条件是氧化剂的标准电极电势大于还原剂的标准电极电势。,试判断金属镅溶于稀盐酸溶液后将以什么离子形态存在。简述理由。 附：E(H+/H2) = 0 V; E(Cl2/Cl-) = 1.36 V；E(O2/H2O) = 1.23 V。,