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无机化学与竞赛高一


无机化学与奥林匹克化学 竞赛
江苏第二师范学院 郭 琦

奥林匹克化学竞赛的要求
? 对奥赛的认识
? 参赛对象 ? 竞赛内容 ? 时间安排

化学竞赛需要什么
参加全国高中学生化学竞赛初赛的选手为普通高 中学生,主要是高三学生,参赛学生应品德高尚、身 心健康、学有余力,对化学及相关学科有特殊兴趣, 各科中学课程成绩优良。

选自国家化学竞赛章程

一个被人们长 期误读的名言

? 爱迪生:天才是1%的灵感加上99% 的汗水。(勤奋) ? 但那1%的灵感是最重要的,甚至比 那99%的汗水都要重要。

? 问号是开启任何一门科学的钥匙。 (巴甫洛夫)
? 科学的动力是好奇心(蒋锡夔) ? 我们思想的发展在某种意义上常常来源于好奇心。 ? 我没有什么特别的才能,不过喜欢寻根刨底地追究问题罢 了。 (爱因斯坦)

? 科学成就是由一点一滴积累起来的,惟有长期的积聚才能
由点滴汇成大海。(华罗庚)

? 读书是易事,思索是难事,但两者缺一,便全无用处。
(富兰克林)

一个动机: 对化学感兴趣 二个方法: 学习方法和解题方法 三个基础: 知识、技能、信心 四个能力: 自学能力、观察能力、 思维能力、 想像能力

国际化学奥林匹克竞赛简介 国际化学奥林匹克竞赛是由原捷克斯洛伐克、 匈牙利和波兰三国于1968年8月首创的,每 年一届,至今已举办了45届。 1985年在布拉迪斯拉发(捷克斯洛伐克城市— 译注)举办的第十七届IChO会上,由捷克斯 洛伐克发起的六国工作小组讨论在两次会 议之间的国际化学奥林匹克竞赛的问题, 并向IChO国际评奖团提出提议或建议以期 获得批准。在奥林匹克竞赛期间评奖团聚 会,每个参赛国派两名代表(代表团的领队) 参加。

国际化学奥林匹克竞赛的目的归纳起来有以下三条:
第一,强调化学对于科学技术和经济发展的重要性,以激 发青少年学生学习化学的兴趣和积极性。 第二,由于化学的重要性,使化学教育在整个教育中的地 位和作用理所当然地得到充分肯定。国际化学奥林匹克 竞赛为各国代表队提供了相互交流化学教育情况和经验 的机会,特别是就发现和培养化学资优学生的途径和方 法进行切磋,以获共同提高。 第三,国际化学奥林匹克竞赛力图使所有参赛者都获得知 识、能力和素质的全面提高。

关于竞赛的组织方式和程序
IChO竞赛题由理论题和实验题两部分组 成。参赛者先做理论题。然后至少经过一天的 间歇,再在实验室做实验题。 每部分的做题时间是4~5小时,评委会在 竞赛开始时还要作出更明确的规定。
参赛者的最后名次是由竞赛的理论题和实 验题的得分总和来决定的。

江苏省代表队共荣获国际化学 奥林匹克6金1银的成绩
? 2004年江苏省启东中学倪犇博荣获第36届国际化学奥林匹克 竞赛 金牌 ? 2007年江苏省泰州中学张子旸荣获第39届国际化学奥林匹克 竞赛 金牌 ? 2008年南京外国语学校姜夕骞荣获第40届国际化学奥林匹克 竞赛 金牌 ? 2010年南京师范大学附属中学王汝一荣获第42届国际化学奥 林匹克竞赛 金牌 ? 2011年江苏省常熟中学龚宗平荣获第43届国际化学奥林匹克 竞赛 金牌 ? 2012年江苏省启东中学李天然荣获第44届国际化学奥林匹克 竞赛 金牌 ? 2013年金陵中学吴佩尧荣获第45届国际化学奥林匹克竞赛 ? 银牌

关于全国高中学生化学竞赛大纲

一、全国高中学生化学竞赛大纲说明 二、初赛大纲 1. 有效数字的概念。 2. 理想气体标准状态,理想气体状态方程,气体分压定律,气体密度, 气体相对分子质量的测定,气体的溶解度。 3. 溶液浓度与固体溶解度及其计算。 4. 容量分析的基本概念 ——被测物、标准溶液、指示剂、滴定反应等。 5. 原子结构 核外电子的运动状态:用s、p、d等表示基态构型(包括 中性原子、正离子和负离子)核外电子排布。电离能、电子亲核能、 电负性。 6. 元素周期律与元素周期系 周期。1~18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。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(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、常见氧化态及其主 要形体。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。σ键和π键。离域π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。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. 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、酸根离子、不饱和烃等)。螯合物和螯合效应。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的 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(OH)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 范得华力、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(定义、晶胞参数和原子坐标)以及以晶胞为基础的 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 化学平衡常数与转化率。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. 离子方程的正确书写。

13.电化学 氧化态。氧化还原的基本概念和反应式的书 写与配平。原电池。电池符号、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 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. 有机化合物的基本类型与基本特征。 16. 高分子的基本概念(单体、聚合、缩聚解聚、混聚等,不 要求聚合反应机理)。

关于化学竞赛选手
一、参赛学生应具备的条件 1. 对化学课具有浓厚的兴趣 2. 各科应全面发展 3. 头脑灵活,善“诡辨” 4. 勇于探索、大胆创新 5. 刻苦钻研、持之以恒 二、参赛学生的培养 1. 自学能力的培养 自学能力包括阅读、查资料、熟练地使用各种工具书的 能力。在教学中,为了培养学生的自学能力,课本上一看就 懂的内容可以有意不讲,引导学生自己看书,让学生主动自 学,以达到逐步培养自学能力的目的。 2. 学习方法的培养 3. 实验技能的培养

时间安排
内容:高一年级在高中教材的基础上,按大学一年级无机化 学教材的逐章学习原子结构、分子结构、元素周期系、电 解质溶液的理论、稀溶液通性、化学热力学基础、化学反 应速率和化学平衡、氧化还原反应和电化学卤素、氧族、 氮族、碱金属、碱土金属、铜、锌、过渡元素等等。有机 化学中的烃和烃的衍生物为主线,注意各主要有机反应的 历程和重要的分子重排反应。
无机、有机在不同时段均配合难度适宜练习的题目,注意 培养学生的自学能力。 高二年级:在无机、有机化学的基础上,开始学习分析化学、 物理化学和结构化学。 学习方法:以学生自学教材教本为主,教师精讲为辅,并配 合一定量习题进行练习和巩固。

学习无机化学与学习其他化学学科一样, 既要依据本学科的特点,又要结合自己的实际。 仔细分析化学学科的知识结构,可以认为它们 分属于三个方面,即:“前因”、“后果”和 “来龙去脉”。物质的性质,实验事实就是 “后果”,对这些实验事实的分析、说明,也 即化学中的各种理论、原理就是“前因”(原 因);而“来龙去脉”讲的是“过程”,这里 “过程”,就是化学中的研究方法。 摘自朱文祥《中级无机化学》

?

因此:第一,要重视化学理论的学习。“一堆石头, 不成其为建筑,一堆事实不成其为科学”。无机化学 也像其他化学分支一样,有它自己的理论体系。要力 求用现代理论化学的原理,方法作指导,分析、说明 和归纳无机化学的实验事实。将大量貌似杂乱无章的 知识系统化、条理化和理论化。只有这样,才能举一 反三,收到事半功倍的效果。 ? 第二,由于无机化学内容多,涉猎的范围广,而且 描述性的内容占的比重较大,毕竟无机化学不同于物 理化学和结构化学,它有大量的实验事实需要你们了 解和掌握,而这些实验事实,目前还无法用一个公式 或定理推演出来,如各种元素在地壳中存在的形式, 它们在周期表中的位置,各种元素和化合物的一些特 殊结构、性质、反应和一些重要的应用等,还需要有 适当地记忆,不过这种记忆不应该是死记硬背,而应 该是理论指导下的记忆。 ? 第三,无机化学是研究无机物的化学,显然,学习 无机化学不能离开化学实验。

无机化学简介
无机化学
以元素周期系和近代化学理论为基础,研究元 素的单质及其化合物(碳氢化合物及其衍生物除

外)的组成、结构、性质和反应的一门学科。
无机化学的研究对象:?

现代无机化学的发展

现代无机化学发 展阶段的特点:

(1) 从宏观到微观——19世纪末,随着物理学科新技术的采用, 化学的研究开始进入了微观世界,卢瑟福(Rutherford)提出 了含核的原子模型,玻尔(Rohr)提出了量子化原子模型,揭 示了原子内部的构造奥秘,认识了物质的无限可分性。20世纪 30年代初,建立了在量子力学基础上的现代化学键理论 (2) 从定性描述向定量化发展——随着分析仪器精密度的提高, 特别是近30年来电子显微镜和电子计算机的使用,使化学分析 手段更加准确、快速。 (3) 既分化又综合,出现许多交叉和边缘学科——如无机化学 与有机化学的结合形成了有机金属化学、与生物学结合形成 了生物无机化学、与固体物理结合形成了无机固体化学,此 外还有物理无机化学、无机高分子化学、地球化学等等。

? ―无机化学”课程的教学内容根据知识的联系 和递进关系主要分为三个模块: ? 物质结构模块: ? 原子结构、分子结构、晶体结构、配合物 ? 基础理论和基本原理模块: ? 化学热力学、化学动力学和四大化学平衡

? 元素化学模块:金属和非金属

? 学习难点: ? 物质结构和元素化学部分,主要包括原子、 分子、晶体、配合物结构和元素及其化合 物性质。 ? 解决的主要