高中化学奥林匹克竞赛培训讲义(全).doc

2009年云南师大附中高中化学奥赛培训■理论部分初赛基本要求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）的精度与测量数据有效数字。

运算结果的有效数字。

2.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。

气体溶解度（亨利定律）。

3.溶液浓度与固体溶解度及其计算。

溶液配制（浓度的不同精确度要求对仪器的选择）。

重结晶及溶质一溶剂相对量的估算。

过滤与洗涤操作、洗涤液选择、洗涤方式选择。

溶剂（包括混合溶剂）与溶质的相似相溶规律。

4.容量分析的基本概念。

被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等。

分析结果的准确度和精密度。

滴定曲线与突跃（酸碱强度、浓度、溶剂极性对滴定突跃影响的定性关系）。

酸碱指示剂的选择。

高猛酸钾、重铅酸钾、硫代硫酸钠、EDTA为标准溶液的滴定基本反应与分析结果计算。

（缓冲溶液）？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。

电离能和电负性。

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的性质变化一般规律；$、d、ds. p、f•区。

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。

最高化合价与族序数的关系。

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。

钳系元素的概念。

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）立体结构的预测。

杂化轨道理论对简单分子（包括离子）立体结构的解释。

共价键。

b键和兀键。

大兀键。

共轨（离域）的一般概念。

等电子体的一般概念。

8.配合物。

配合物与配离子的基本概念。

路易斯酸碱的概念。

重要而常见的配离子的中心离子（原子）和重要而常见的配体（水、轻离子、卤离子、拟卤离子、氨分子、酸根离子、不饱和炷等）。

鳌和物。

重要而常见的配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、氧化还原反应的联系（定性说明）。

配合物空间结构和异构现象基本概念。

配合物的杂化轨道理论。

八面体场的晶体场理论。

T 产离子的颜色。

9.分子间作用力。

范德华力。

氢键（形成氢键的条件、氢键的键能、氢键与分子结构及物理性质关系）。

其他分子间作用力的一般概念。

10・晶体结构。

晶胞。

原子坐标。

晶胞中原子数目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; NaCk CsCk闪锌矿（ZnS）、萤石（CaF2）＞低温石英、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、方解石、钙钛矿、钾、镁、铜等。

11・化学平衡。

平衡常数与转化率。

酸碱平衡常数大小与酸碱强度的定性关系。

溶度积。

利用平衡常数的计算。

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和配平。

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的影响的定性说明。

14.元素化学。

卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。

碱土金属、碱金属、稀有气体。

钛、锐、铅、猛、铁、钻、银、铜、银、金、锌、汞。

周期表同族元素的性质递变。

周期表同周期元素的性质递变。

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。

制备的单质的一般方法。

15・有机化学。

有机化合物基本类型一一烷、烯、怏、环桂、芳香绘、卤代炷、醇、酚、醛、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。

C=C加成, 马可尼科夫规则。

C=O加成。

取代反应。

芳香坯取代反应及定位规则。

芳香桂侧链的取代反应和氧化反应。

分子的手性及不对称碳原子的R、S构型判断。

16、天然高分子与合成高分子化学初步。

一、原子结构与元素周期系考点归纳：纵观近年来的化学试题中有关原子结构与元素周期系试题，大致有以下考点：1、确定新元素在元素周期表中的位置，并预测它的性质。

2、考察创新能力。

打破元素在三维世界中的正常排布规律，让参赛者在全新条件下或“规律”的情况下，进行元素的电子排布或重新绘制元素周期表，并推测元素的化合价、性质等。

3、根据几种元素间的关系，推测其在周期表中的位置。

4、应用化学、物理等学科知识，考察最新科技成果。

趋势预测：今后的化学竞赛试题，将更加强调化学与物理知识点上的衔接，强调原子结构与元素周期系知识在日常生活中的应用。

考查参赛者打破“旧知识”，建立“新知识”的创造性思维能力。

笔者认为：若考查上述知识点，仍将在上述几个方面做文章。

一.相对原子质量元素的相对原子质量（原子量）是指一种元素的1摩尔质量对核素，2C的1摩尔质量的1/12的比值。

这个定义表明：①元素的相对原子质量是纯数。

②单核素元素的相对原子质量等于该元素的核素的相对原子质量。

③多核素元素的相对原子质量等于该元素的天然同位素相对原子质量的加权平均值。

二.原子结构（一）原子结构（核外电子运动）的玻尔行星模型1.氢原子光谱T）1833年巴尔麦找出氢原子光谱可见光区各谱线波长之间的关系为B是常数。

在1913年里德堡总结出谱线之间的普遍联系通式为v=R （l/ni2-l/n22） , R为里德堡常数，其值为3.19X1015周/秒。

上述公式ni和lb对应于各区谱线的关系为：紫外区：ii] = l, »2=2, 3, 4 .......可见区：ni=2, 112=3, 4, 5 .......红外区：叫=3, 112=4, 5, 6 .......2.玻尔理论（核外电子运动特点）1913年玻尔在普朗克量子论、爱因斯坦光子学论和卢瑟福的有核原子模型的基础上，为了阐明氢原子光谱实验的结果，提出了原子结构理论的三点假设，称为玻尔理论，其要点如下:①原子核外的电子不是在任意轨道上绕核运动，而是轨道角动量P必须符合以下条件：P = nh/2n, Il为正整数，h为普朗克常数。

符合上述条件的轨道称为稳定轨道，在稳定轨道上运动的电子并不放出能量。

②电子的轨道离核越远，能量越高。

通常电子是在离核最近的轨道上运动，这时原子的能量最低, 称为基态。

当原子从外界获得能量时，电子可以跃迁到离核较远的高能量轨道上去，此时称为激发态。

③激发态是不稳定的，电子会从较高能级跃迁到较低的能级，并把多余的能量以光的形式释放出同时玻尔还根据经典力学和量子化条件计算和推导了能量公式:片 13>6Z 2J^n- ------------------- 0—■ n 玻尔理论有很大的局限性，它只能解释氢原子光谱，不能解释多电子体系的原子光谱，甚至对 氢光谱的精细结构亦无法解释。

19世纪初，由于光的干涉、衍射和光电效应等实验，人们对微观粒 子运动的特殊规律——波粒二象性有所认识，这两种性质通过普朗克常数定量地联系起来，E = hv P=h/k,从而很好地揭示了光的本质。

其中E 为能量，P 为动量，入为波长，h 为普朗克常数。

后来 电子衍射实验证明了电子的波长k=h/mv, m 为电子的质量，1）为电子运动的速度。

（二）氢原子结构（核外电子运动状态）的量子力学模型① 几率密度和电子云I W| $表示电子在核外空间单位体积元里出现的几率，称为几率密度。

几率密度与该区域的总 体积的乘积为电子在该区域里出现的几率。

电子云是描述电子在核外空间运动的一种图象，它是与几率密度I 护|2相联系的，它从统计的 概念出发对核外电子出现的几率密度作形象化的图示。

即是I 护|彳的具体图象。

② 四个量子数的物理意义a ・主量子数n 它表示电子层层数和电子离核的平均距离以及能量的高低。

取值为1, 2, 3,・・・, 0（正整数）。

b ・角量子数1 它决定原子轨道（或电子云）的形状，取值为0, 1, 2, （n-l ）o 如1=0时，为s 轨道，星球形分布；1=1时，为p 轨道，呈哑铃形分布；1=2时为d 轨道，呈花瓣形分布。

在 多电子体系中1还与能量有关，如同一主层中各亚层轨道的能量还有差别，即E ns <E np <E ndc ・磁量子数m 它决定原子轨道（或电子云）在空间的伸展方向。

取值为0, ±1, ±2,・・・，±1如1=1时，m 可有三个值，即0, +1,・1,说明p 亚层轨道有三个不同的伸展方向，即Px 、Py 、 Pz 三种轨道。

d ・自旋量子数ni£它不依赖于n 、1、m,不是薛定谭方程求解的结果，而是实验测定的结果。

它 证明电子绕自身的轴进行顺时针或逆时针方向旋转。

取值分别为+1/2或・1/2。

三. 核外电子排布、元素周期系和元素周期性1・核外电子排布规律：①能量最低原理②保里不相容原理③洪特规则。

2•屏蔽效应 在多电子原子中，由于其它电子对某一电子的排斥作用而抵销了一部分核电荷，从 而引起有效核电荷的降低，削弱了核电荷对该电子的吸引，这种作用称为屏蔽作用或屏蔽效应。

由 于屏蔽效应的结果，使具有相同主量子数的不同亚层轨道发生能级分裂。

1小的电子，其它电子对 它的屏蔽效应小，它的能量低，即：E ns <E np <E nd <E nf3•钻穿效应它是指外层电子钻到内层空间而靠近原子核的现象。

各亚层电子钻穿效应大小的顺 序为ns>np>nd>nf o 电子钻得越深，它受到其它电子的屏蔽作用就越小，受核的吸引力越强，因 而能量也越低。

所以n 相同1不同的各亚层轨道能量顺序为E ns <E…P <E nd <E…fo 当n 、I 均不同时, 出现能级交错，即目$<£3〃。

这种现象与电子的钻穿效应有关。

由于4§电子的钻穿能力比3d 强， 虽然4$的最大峰比3d 离核远，但由于它来。

hv- E z — E l9E L E\ » = ----------- n有小峰钻到离核很近处，它对降低轨道能量影响很大，以至造成艮,VEm4 •原子结构和元素在周期表中位置的关系①元素的周期数原子最外层的n数值即为该元素的所在周期数。

一个能级组相当于一个周期，周期有长短之分。

短周期(能级组内仅含有s、P能级)。

长周期(能级组内除s、P能级外，还含有d、f能级)。