化學奧賽的基本要求

 　　初賽基本要求

　　1. 有效數字。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、量筒、移液)管、滴定管、容量瓶等等)測量數據的有效數字。運算結果的有效數字。

　　2. 氣體。理想氣體標準狀態。理想氣體狀態方程。氣體密度。分壓定律。氣體相對分子質量測定原理。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)。重結晶及溶質/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、標準溶液、指示劑、滴定反應等基本概念。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。分析結果的計算。分析結果的準確度和精密度。

　　5. 原子結構。核外電子運動狀態: 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)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變化一般規律;同周期元素從左到右性質變化一般規律。原子半徑和離子半徑。s、p、d、ds、f-區元素的基本化學性質和原子的電子構型。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)的關系。最高氧化態與族序數的關系。對角線規則。金屬性、非金屬性與周期表位置的關系。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、常見氧化態及主要形態。鉑系元素的概念。

　　7. 分子結構。路易斯結構式(電子式)。價層電子對互斥模型對簡單分子(包括離子)幾何構型的預測。雜化軌道理論對簡單分子(包括離子)幾何構型的解釋。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。重要而常見的絡合劑及其重要而常見的配合反應。配合反應與酸堿反應、沉淀反應、氧化還原反應的聯系(定性說明)。配合物幾何構型和異構現象基本概念。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. 晶體結構。晶胞。原子坐標。晶格能。晶胞中原子數或分子數的計算及與化學式的關系。分子晶體、原子晶體、離子晶體和金屬晶體。配位數。晶體的堆積與填隙模型。常見的晶體結構類型，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. 化學平衡。平衡常數與轉化率。弱酸、弱堿的電離常數。溶度積。利用平衡常數的計算。熵的概念。

　　12. 離子方程式的正確書寫。

　　13. 電化學。氧化態。氧化還原的基本概念和反應的書寫與配平。原電池。電極符號、電極反應、原電池符號、原電池反應。標準電極電勢。用標準電極電勢判斷反應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。電解與電鍍。電化學腐蝕。常見化學電源。pH、絡合劑、沉淀劑對氧化還原反應影響的定性說明。

　　14. 元素化學。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。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。常見無機酸堿的形態和基本性質。水溶液中的常見離子的顏色、化學性質、定性檢出(不使用特殊試劑)和分離。制備單質的一般方法。

　　15. 有機化學。有機化合物基本類型——烷、烯、炔、環烴、芳香烴、鹵代烴、醇、酚、醚、醛、酮、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物、磺酸的系統命名、基本性質及相互轉化。異構現象。C=C加成。馬可尼科夫規則。C=O加成。取代反應。芳香烴取代反應及定位規則。芳香烴側鏈的取代反應和氧化反應。碳鏈增長與縮短的基本反應。分子的手性及不對稱碳原子的R、S構型判斷。糖、脂肪、蛋白質。

　　16. 天然高分子與合成高分子化學初步知識。

　　決賽基本要求

　　本基本要求在初賽要求基礎上增加下列內容，不涉及微積分。

　　1. 原子結構。四個量子數的物理意義及取值。單電子原子軌道能量的計算。S、p、d原子軌道圖像。

　　2. 分子結構。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、一氧化氮分子的結構和性質的解釋。一維箱中粒子能級。超分子基本概念。

　　3. 晶體結構。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. 化學熱力學基礎。熱力學能(內能)、焓、熱容、自由能和熵的概念。生成焓、生成自由能、標準熵及有關計算。自由能變化與反應的方向性。吉布斯-亥姆霍茲方程及其應用。范特霍夫等溫方程及其應用。標準自由能與標準平衡常數。平衡常數與溫度的關系。熱化學循環。熱力學分解溫度(標態與非標態)。相、相律和相圖。克拉貝龍方程及其應用(不要求微積分)。

　　5. 稀溶液通性(不要求化學勢)。

　　6. 化學動力學基礎。反應速率基本概念。反應級數。用實驗數據推求反應級數。一級反應積分式及有關計算(速率常數、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;速率常數的計算;溫度對速率常數影響的計算等)。活化能與反應熱的關系。反應機理一般概念。推求速率方程。催化劑對反應影響的本質。

　　7. 酸堿質子理論。緩沖溶液。利用酸堿平衡常數的計算。溶度積原理及有關計算。

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

　　9. 配合物的配位場理論的初步認識。配合物的磁性。分裂能與穩定化能。利用配合物的平衡常數的計算。絡合滴定。軟硬酸堿。

　　10. 元素化學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。環境污染及治理、生態平衡、綠色化學的一般概念。

　　12. 有機化學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命名。

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

　　17. 利用無機和有機的基本反應對簡單化合物的鑒定和結構推斷。

　　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、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。產率和轉化率的計算。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。原始數據的記錄。

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