高中化學競賽知識與測試題

說明：1.本基本要求旨在明確全國中學生化學競賽初賽和決賽試題的知識層次，作為命題的依據。本基本要求不包括國家隊選手選拔要求。

2、現行中學化學教學大綱、普通高中化學課程標準和高考考試說明規定的內容為初賽要求。高中數學、物理、生物、地理、環境科學等學科的基本內容（包括與化學有關的我國基本國情、宇宙、地球基本知識等）也是本次化學競賽的內容。初賽的基本要求對某些化學原理之間的數量關系、物質結構、立體化學和有機化學作適當補充，總的來說，補充內容是中學化學內容的自然生長點。

3、在初賽基本要求的基礎上，對復賽基本要求進行補充和完善。

4、全國中學生化學競賽是學生在教師指導下進行研究性學習的課外活動。競賽課外活動總課時是制定競賽基本要求的重要約束條件。據此基本要求測算，初賽基本要求需要課外活動 40 個單元（每單元 3 學時）（註：40 個單元按大壹、大二兩年約 40 周計算，每周 1 個單元）；決賽基本要求需要增加課外活動 30 個單元（其中實驗至少 10 個單元）（註：30 個單元按 10 月、11 月、12 月三個月約 14 周計算***，每周 2-3 個單元）。(註：30 個單元按 10 月、11 月和 12 月約 14 周，每周 2-3 個單元計算****）。

5.符合最近三年同壹級別競賽試題基本要求的知識自動成為下壹次競賽的要求。

6、如需調整基本要求，將在賽前四個月發出通知。新的基本要求啟用後，原基本要求自動失效。

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。使用定量儀器（天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等）測量時使用有效數字。數字運算的近似規則和結果的有效數字。實驗方法對有效數字的限制。

2.氣體 理想氣體標準狀況（狀態）。理想氣體的狀態方程。氣體常數 R。分壓定律。氣體相對分子質量的測定原理。氣體的溶解度（亨利定律）。

3.溶液 溶液的濃度。溶解度。濃度和溶解度的單位和換算。溶液的制備（儀器的選擇）。重結晶方法和溶質/溶劑相對量的估算。過濾和洗滌（洗滌溶液的選擇、洗滌方法的選擇）。選擇重結晶和洗滌溶劑（包括混合溶劑）。膠體分散相和連續相。膠體的形成和破壞。膠體的分類。膠體的基本結構。

4.容量分析 被測量物質、參比物質、標準溶液、指示劑、滴定反應的基本概念。酸堿滴定曲線（酸堿強度、濃度、溶劑極性對滴定躍遷影響的定性關系）。酸堿滴定指示劑的選擇。以高錳酸鉀、重鉻酸鉀、硫代硫酸鈉和乙二胺四乙酸為標準溶液的堿性滴定反應。分析結果的計算。分析結果的準確度和精確度。

5.原子結構 核外電子的運動：用 s、p、d 等表示核外電子排布的基態構型（包括中性原子、正離子和負離子）。電離能、電子親和能、電負性。

6.周期律和周期系 周期性。第 1 至 18 組。主族和亞族。過渡元素。同族元素的主族和亞族從上到下的性質變化規律；同周期元素從左到右的性質變化規律。原子半徑和離子半徑。元素在 s、p、d、ds 和 f 區域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的關系（電子層數、價電子層數和價電子）。最高氧化態與族群數之間的關系。對角線規則。金屬和非金屬在周期表中的位置。半金屬（類金屬）。主族和亞族重要和常見元素的名稱、符號和在周期表中的位置，常見氧化態及其主要形態。鉑族元素的概念。

7.分子結構 劉易斯結構式。價電子對互斥模型。雜化軌道理論對簡單分子（包括離子）幾何構型的解釋。*** 價鍵。鍵長、鍵角、鍵能。域外π鍵。***共軛（離域）體系的壹般性質。等電子體的壹般概念。鍵極性和分子極性。相似性和可溶性定律。對稱性的基礎（極限旋轉和旋轉軸、反射和鏡像、反轉和對稱中心）。

8.配位化合物 路易斯酸和堿。配位鍵。配合物的重要和常見中心離子（原子）以及重要和常見配體（水、羥基離子、鹵化物離子、擬鹵化物離子、氨、酸根離子、不飽和烴等）。螯合物和螯合作用。重要和常見的配位反應。配位反應與酸堿反應、沈澱反應、氧化還原反應的關系（定性描述）。關於配合物幾何構型和同分異構現象的基本概念和基本事實。配合物的雜化軌道理論。利用雜化軌道理論說明配合物的磁性和穩定性。使用八面體絡合物的晶體場理論說明 Ti(H2O)63+ 的顏色。軟、硬酸和堿的基本概念以及重要的軟、硬酸和堿。

9.分子間作用力範德華力、氫鍵和其他分子間作用力的能量及其與物質性質的關系。

10. 晶體結構 分子晶體、原子晶體、離子晶體和金屬晶體。晶胞（定義、晶胞參數和原子坐標）和基於晶胞的計算。點（晶格）能。配位數。晶體的堆積和間隙填充模型。常見晶體結構類型 ：NaCl、CsCl、閃鋅礦（ZnS）、螢石（CaF2）、金剛石、石墨、硒、冰、幹冰、金紅石、二氧化矽、方解石、鉀、鎂和銅。

11. 化學平衡 平衡常數和轉化率。弱酸和弱堿的電離常數。溶度積。利用平衡常數進行計算。熵（無序）的初步概念及其與自發反應方向的關系。

12.正確書寫離子方程式。

13.電化學 氧化態。氧化還原的基本概念以及反應方程式的書寫和配平。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。利用標準電極電勢確定反應方向以及氧化劑和還原劑的強度。電解池的電極符號和電極反應。電解和電鍍。電化學腐蝕。常見的化學電源。描述 pH 值、絡合劑、沈澱劑對氧化還原反應的影響。

14.元素化學 鹵素、氧、硫、氮、磷、碳、矽、錫、鉛、硼、鋁。堿金屬、堿土金屬、稀有氣體。鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、銀、金、鋅、汞、鉬、鎢。過渡元素的氧化態。氧化物和氫氧化物的酸堿和兩性性質。常見的不溶性物質。氫化物的基本分類和主要性質。常見無機酸和堿的基本性質。水溶液中常見離子的顏色、化學性質、定性檢測（不包括特殊試劑）和壹般分離 方法。制備單質的壹般方法。

15.有機化學 有機化合物的基本類型--烷、烯、炔、環狀烴、芳香烴、鹵代烴、醇、酚、醚、 醛、酮、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物和磺酸及其命名、基本性質和相互轉化。異構化現象。加成反應。馬爾科尼科夫法則。取代反應。芳環取代反應和定位規則。芳香烴側鏈的取代和氧化反應。碳鏈增長和縮短的基本反應。分子的手性和不對稱碳原子的 R 和 S 構型的確定。糖、脂肪和蛋白質的基本概念、通式和典型物質、基本性質、結構特征和結構表達。

16.天然和合成高分子化學的初步知識（單體、主要合成反應、主要類別、基本性質、 主要用途）。

決賽基本要求（本基本要求在初賽要求的基礎上增加以下內容；數學工具不涉及微積分）。

1.原子結構 四個量子數的物理意義和數值。氫原子和類氫離子的原子軌道能的計算。S、P、D 原子軌道剖面和應用。

2. 分子結構 分子軌道的基本概念。定域成鍵水平。理解分子軌道理論並將其應用於氧分子、氮分子、壹氧化碳分子、壹氧化氮分子的結構和性質。用壹維盒中粒子模型解釋 **** 共軛體系的電子吸收光譜。超分子的基本概念。

3.晶體結構 點的基本概念。晶體系統。根據宏觀對稱元素確定晶體系統。晶體系統與細胞形狀的關系。十四種空間點陣類型。點陣的帶心（體心、面心和基心）結構的判別。有理晶胞布拉格方程。

4.化學熱力學基礎 熱力學能（內能）、焓、熱容、自由能和熵。生成焓、生成自由能、標準熵和相關計算。反應的自由能變化和反應的方向性。吉布斯-赫爾姆霍茲方程及其應用。範特霍夫等溫方程及其應用。標準自由能和標準平衡常數。平衡常數與溫度的關系。熱化學循環。相、相律和單組分相圖。克拉貝隆方程及其應用。

5.稀溶液的壹般化（不要求化學勢）。

6.化學動力學基礎 反應速率的基本概念。速率方程。反應步驟。根據實驗數據推斷反應步驟。壹階反應積分方程及相關計算（速率常數、半衰期、碳 14 置換法等）。阿雷努斯方程和計算（活化能的概念和計算；速率常數的計算；溫度對速率常數影響的計算等）。反應過程圖。活化能與反應熱之間的關系。反應機理的壹般概念和速率方程的推導（速度階躍、平衡假設和穩態假設）。離子反應和自由基反應機理的基本概念和典型實例。催化劑和對反應的影響（反應過程圖）。多相反應中反應分子數和轉化率。

7.酸堿質子理論 緩沖溶液的基本概念、典型緩沖體系的制備和 pH 值計算。使用酸堿平衡常數進行計算。溶度積原理及相關計算。

8.奈氏方程及相關計算。原電池電勢的計算。pH 值對電勢、電極電勢和原電池氧化還原反應方向的影響。沈澱劑和絡合劑對氧化還原反應方向的影響。利用自由能計算電極電位和平衡常數，反之亦然。

9.絡合物的晶場理論 化學光譜序列。配合物的磁性。分裂能、電子配對能、穩定能。利用絡合物的平衡常數進行計算。絡合滴定。軟酸和硬酸以及堿。八面體配合物配體場理論的解釋。

10.元素化學描述性知識，達到國際競賽大綱二級水平。

11.自然界中氮、氧和碳的循環。環境汙染及其治理、生態平衡、綠色化學的壹般概念。

12.國際競賽大綱第二級以下的有機化學描述性知識（不對稱合成、配位拆分不作要求）。

13.氨基酸、肽和蛋白質、DNA 和 RNA 的基本概念。

14.糖類的基本概念。葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖。糖苷。纖維素和澱粉。

15.有機立體化學的基本概念。構象和配位。順反異構（反式、順式和 Z-、E-構象）。對映體和非對映體。D、L 構型。

16.利用有機化合物的基本反應識別和推導簡單化合物的結構。

17.制備和合成的基本操作 用電子天平稱量。溶液的配制、加熱、冷卻、沈澱、結晶、重結晶、過濾（包括抽濾）、洗滌、濃縮和蒸發、常壓回流蒸餾、傾析、分液、攪拌、幹燥。通過中間過程測試（如 pH 值、溫度、顏色等）控制實驗條件。計算產量和轉化率。實驗室安全和緊急事故處理的知識和實踐。廢物處理。儀器清洗和幹燥。實驗工作站的安排和組織。原始數據的記錄和處理。

18.普通體積分析的基本操作、基本反應和分析結果的計算。容量分析的誤差分析。

19.分光光度法。比色分析。