理想气体状态方程.docx

1、理想气体状态方程初赛基本要求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

2、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。118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。

3、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。 键和 键。离域 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

4、 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

5、（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

6、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

7、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

8、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

9、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.Ne

10、rnst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

11、。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

12、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。马可尼科夫规则他对于凯库勒的有机分子机构学说很有兴趣，并使之有了一个重大发展。当时，人们普遍认为，碳原子只能形成六碳环。诚然，六碳环最稳定，也最容易生成，但马尔科夫尼科夫证明这并不是唯一的可能。1879年，他制成了四碳环化合物；1889年，他又实现了七碳环化合物。他还指出了氯原子和溴原子与含双键碳链的连接特点。这一特点的成因是半个世纪后泡利,由共振说解释清楚的，不过，人们现在仍称这种加成过程遵从马尔科夫尼科夫规则。马可尼科夫(马尔科夫尼

13、科夫)规则,又叫马氏加成. 即烯烃与氢卤酸的加成，氢加在氢多的碳上.出现马氏规则的原因是:取代基越多的碳正离子越稳定也越容易形成.这样占主导的取代基多的碳就优先被负离子进攻加成.在烯烃的亲电加成反应过程中，氢正离子首先进攻双键（这一步是定速步骤），生成一个碳正离子，然后卤素负离子再进攻碳负离子生成产物。立体化学研究发现，后续的卤素负离子的进攻是从与氢离子相反的方向发生的，也就是反式加成。 如丙烯与HBr的加成： CH-CH=CH+ HBr CH-CHBr-CH第一步，HBr电离生成H和Br离子，氢离子作为亲电试剂首先进攻C=C双键，形成这样的结构.第二步，由于氢已经占据了一侧的位置，溴只能从另

14、外一边进攻。根据马氏规则，溴与2-碳成键，然后氢打向1-碳的一边，反应完成。水、硫酸、次卤酸等都可以进行亲电加成,且它们的加成都属于马氏加成即它们都符合马可尼科夫规则.螯合物金属EDTA螯合物螯合物是（旧称内络盐）是由中心离子和多齿配体结合而成的具有环状结构的配合物。螯合物是配合物的一种，在螯合物的结构中，一定有一个或多个多齿配体提供多对电子与中心体形成配位键。“螯”指螃蟹的大钳，此名称比喻多齿配体像螃蟹一样用两只大钳紧紧夹住中心体。螯合物通常比一般配合物要稳定，其结构中经常具有的五或六元环结构更增强了稳定性。正因为这样，螯合物的稳定常数都非常高，许多螯合反应都是定量进行的，可以用来滴定。使用

15、螯合物还可以掩蔽金属离子1。可形成螯合物的配体叫螯合剂。常见的螯合剂如下：乙二胺（en），二齿 2,2-联吡啶（bipy），二齿 1,10-二氮菲（phen），二齿 草酸根（ox），二齿 乙二胺四乙酸（EDTA），六齿 值得一提的是EDTA (ethylenediaminetetracetic acid），它能提供2个氮原子和4个羧基氧原子与金属配合，可以用1个分子把需要6配位的钙离子紧紧包裹起来，生成极稳定的产物。其化学结构表示如下：(HOOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COOH)2 （下标）螯合物在工业中用来除去金属杂质，如水的软化、去除有毒的重金属离子等。一些生命必须的物质是螯合物，如血红蛋白和叶绿素中卟啉环上的4个氮原子把金属原子(血红蛋白含Fe3+，叶绿素含Mg2+)固定在环中心。 螯合效应定义对同一种原子，若形成螯合物比单基配位体形成的络合物(非螯合物)要更加稳定，这种效应称作螯合效应。螯合物一般以五元环、六元环为最稳定，且一个络合剂与中心离子所形成的螯环的数目越多就越稳定。 产生原因第一个原因:Chelate effect 又叫 Entropy effect Cd(H2O)42+ + 4CH3