如何学好高中化学竞赛.docx

学而思培养高中化学竞赛学而思化学竞赛金牌教练周坤一、 竞赛简介对学生帮助定位自己，竞赛规划，积累竞赛经验，为初赛做准备一等奖(45 人左右)具有清华、北大等高校自主招生资格选出北京代表队国家集训队(50 人)直接保送清华北大代表中国参加国际化学奥林匹克竞赛 ICHO竞赛难度范围高中知识为主，题型与初赛接近初赛大纲决赛大纲国际竞赛大纲竞赛名称北京市高中化学竞赛全国高中化学竞赛初赛全国高中化学竞赛决赛国际奥林匹克化学竞赛重要性时间4 月中旬9 月初11 月中旬7 月份全国高中学生化学竞赛由中国化学会主办，竞赛一般分为预赛、初赛(全国)、决 赛(冬令营)，决赛前 50 名选手选出国家队 4 人参加国际竞赛。1. 北京市高中化学竞赛北京市在每年的 4 月份会举办高中化学竞赛， 2014 年之前分高一、 高二两个年 级分开举行，在 2014 年高一、高二一起考试，同一份试卷，主要考察的内容是原 子分子结构、晶体结构、元素化学、化学原理、有机化学等，考察的内容接近于9 月份的全国初赛，但是比初赛简单很多，适合高一、高二年级学习成绩优秀，而且 对化学有一定热爱的同学参加，可以通过学校集体报名。这次考试虽然没有直接作用，可以帮助自己有一个更好的定位，对自己的化学 竞赛之路有一个新的规划，不断的积累自己竞赛的经验，不断的学习，争取在9 月 份的全国初赛中取得不错的成绩。学而思培养2. 全国高中化学竞赛初赛全国初赛今年为 8 月 31 日(往年是在 9 月的第二个周末)，考试内容只有理 论，没有实验。理论的知识范围相当广泛，大体可以分为：结构，分析，物化，元 素，有机等几部分(具体要求可参见附录2 初赛大纲)，内容与大学的本科基础课 程相当，但题目的灵活性很高，解题需要很强的推理能力，文章后面会为大家详细 介绍如何学习化学竞赛。如果在初赛中获得一等奖 (2013 年 44 人获得一等奖)，也就具有了参加清华、 北大高校自主招生的资格，虽然只是具有资格，但是清北还是非常认可竞赛获奖学 生，所以最后一等奖学员基本都能获得加分。同时一等奖学员通过再次的理论、实 验考试，然后综合初赛成绩选拔出省队(15 人左右)，代表北京市参加全国决赛冬 令营(今年吉林大学举办)。3. 全国高中化学竞赛决赛(CCHO)决赛的时间一般是在十一月末，相对于初赛而言不仅考察的内容增多了，考题 的难度也有所增加，而且增加了实验内容的考察(占总分的40%)。冬令营每年会 在不同的省份进行，今年的化学竞赛决赛冬令营在吉林大学举办，会评出金牌、银 牌、铜牌，各 100 枚左右，金牌前 50 名选入国家集训队，直接保送清华北大，其 他获奖同学获得相应的清华北大高考降分优惠， 北京队员一般会降分 60 到一本线。4. 国际奥林匹克化学竞赛(ICHO)对于国家集训队的同学经过培训选拔出 4 人，代表中国参加国际奥林匹克化学 竞赛(ICHO)， 2014 年的国际化学奥林匹克竞赛在越南举行，中国队取得 2 金、 2银的好成绩， 2015 年的国际比赛在阿塞拜疆举行。二、 化学竞赛的定位、优势对于任何竞赛而言还是要以兴趣为主，没有兴趣作为支撑很难在竞赛的道路上 走得很远。学习化学竞赛除了会在高考方面获得降分的优惠外，对你升入大学后的帮助尤 为显著，特别对于化学、医学、生物等方面的专业，对于北大化院而言，本科期间 的化学类基础课程如结构、无机、有机、分析等，你在学习竞赛的过程中都已经提 前学习过，虽然不是全部的内容都学过，但是相对于没有学习过的同学而已，优势 不言而喻；同样在学习化学竞赛的过程中，会逐渐养成自主学习的能力，在大学阶 段尤为重要。学而思培养三、 学习竞赛的方法1. 重视基础学习化学竞赛并不意味着你要放弃高中化学的学习，毕竟大部分学员将来还是 需要高考的，对于化学这个学科，很多问题上由于高中知识范围有限，竞赛与高考 的思维模式会略有不同，学习竞赛并不是你高中化学学不好的原因，学习竞赛应该 会让你高中化学的学习变得游刃有余，只有先把高中化学的基础打牢，才能有更多 的时间与精力学习竞赛2. 看书与做题对于学习化学竞赛，看书与做题是分不开的，所需看的书可以分为这么几个 部分：无机、有机、结构、分析、物化，当然书不是盲目的去看，毕竟时间有限， 没有必要像大学生那样从头学到尾，我们只需要把其中重要的部分仔细研读，反 复推敲，记住不是重点，而是要会应用。对于做题，个人的观点不是太建议等自己刷完大学书后再去做竞赛题，虽然 现在的竞赛题没有一定的大学知识的基础上很难完整的做出来，不过 88 年到 98 年间的竞赛题目很多只需要依靠高中的知识便可解决， 题目里面有很多的信息提 示，需要同学们自己去挖掘，能够运用题目给出的所有信息，方能解出题目。一 个学习完大学课程的人跟对大学内容只是有一般了解的学员， 对于早些年的竞赛 题，前者可能会轻松就搞定，后者可能会花费些时间，但后者的收获却不仅仅是 会了几个问题，能更体会到出题者的出题思路，每一句话的意图，如何一步步得 到答案的，希望诸位同学一定要重视早年竞赛题里面所蕴含的思想。另外再说一个关于做题的问题，市面上虽然有各式各样的竞赛书，但是大多 是抄来抄去，题目的重复度非常高，很多同学见到之前做过的题目，无论之前做 的对与错都会空过去，对于重复的题目还是可以继续做一做，因为每次做题你的 想法、思路可能是不同，做完同样也是有不同的收获，包括我本人现在做一些之 前做过的题目都会有一些新的感悟。四、 学习竞赛时间安排学习任何一门竞赛都不是一蹴而就，都是需要时间与精力，也会对课内的成绩 有一定的影响，一定要将竞赛跟课内的学习的时间安排合理，将影响降到最小。平 时在每周或者每天拿出固定的时间学习竞赛， 假期学习竞赛的时间可以稍微多一些，学而思培养要把不同时间节点分清，比如快到期中、期末考试，可以适当把竞赛停两周，专心 准备考试，而到了寒假、暑假一定要好好利用，学习竞赛的大好时间！另外最重要的便是高二升高三的暑假，化学竞赛初赛的时间为9 月的第二个周 末， 2014 年提前到 8 月 31 日，这个暑假务必把化学竞赛的学习作为最重要的事情， 可以从 8 月开始每天给自己考试， 规定时间三小时： 一方面是为了练习， 适应考试， 另一方面培养自己做题的手感，提高做题的速度。引用另外一位化学竞赛学员的一句话：化学竞赛是一条漫长的路途，布满鲜花，布满荆棘，但是无论如何，选择 了这一条路，就要坚定不移地走下去。要记住最重要的不是结果，而是这一路 的收获。在这漫漫长路中，你将学会自信，学会宽容，学会互助，学会坚强。 几十年后，这段竞赛生活还会提醒你，你拥有怎样一份宝贵的财富，拥有怎样 一个蓬勃的青春 五、 附录：竞赛推荐书目、初赛决赛大纲附录 1：推荐书目及介绍无机化学(武汉大学、吉林大学，第三版，高教社， 1994)竞赛党常用的无机教材，封皮 C60，竞赛需要的元素知识大部分都在其 中、也包含结构部分，思路也比较清晰，不过书中也是有错误的。学而思培养无机元素化学 刘新锦、朱亚先、高飞著 科学出版社书中有一些与以往的元素教材不同的新特色，这本书作为学习元素的参考书 籍应该还是不错的。此书还有一本配套的习题无机化学 张祖德张祖德目前还是安徽省领队，从事化学竞赛多年，不知现在是否还会在讲授 密堆积的时候掏出自己粘的乒乓球， 对结构讲解非常到位， 高中时代听过两次张 老师上课。 这本书的特点是张老师把很多竞赛题目融入其中， 算是为竞赛订制的大学化学教材了结构化学基础(周公度、段连运，第四版，北大)北大本科生的结构化学教材， 编者段连运为全国中学生化学竞赛委员会主任， 目前还担任命题工作。 此书多结构讲述较全面， 适合于结构化学入门， 书中牵扯 数学内容的地方大家自动无视即可。学而思培养高等无机结构化学(麦松威、周公度、李伟基，第二版，北大， 2006)这本书可以看作结构化学基础的升级版，内容更为丰富具体，书 中出现的晶胞大都是很经典的晶胞，经常出现在早年的竞赛题目中，如 07 年氯化镁。基础有机化学(邢其毅等，第三版，高教社， 2005)学习有机后面必看的书籍，内容非常的全面，俗称邢大本，编者裴坚为 化学竞赛初赛的命题老师，此书思路略微有点乱，不适合初学者。右边这本为邢大本的配套习题，不过确有很多题目是跟课本上是不一样 的。在北大读书期间，裴伟伟奶奶经常布置作业，如果有同学直接抄答案， 那么结果可是很惨的，因为题目都不一样。有机化学 胡宏纹 第三版相对于邢大本而言可能没有那么权威，但是该有的都有，除了题目略少，非常 调理清晰，适合初学者，本书虽然已出第四版，但是不如此版精简。学而思培养分析化学(武汉大学，第四版，高教社， 2000)分析常用的书，但是升级之后给人的感觉不如第一版，现在又出第五版了，不过第 一版不好买到，只有复印本。奥赛经典 湖南师大出版社 张灿久湖南作为化学竞赛强省，在竞赛辅导方面必然有独到之处，此书可以作为化学竞赛 的教材，内容精简，而且还有丰富的习题，只不过题目答案也非常精简，很多题目的答 案：略，特别是计算题对于初学者会非常痛苦，不建议开始做上面习题。化学奥林匹克优化解题题典丁漪等选编最新的一本题典,题目比较新， 里面有很多外国的竞赛题目，以及很多江苏省自己 命制的题目，相对于其他竞赛书，他有很多自己的东西在里面。高中化学竞赛教材 施华共有三册， 前两册较为简单， 第三册题目添加了一些 ICHO 的改编题， 很多题目还是 不错的。学而思培养附录 2：初赛大纲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。运算结果的有效数字。2. 气体。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 子质量测定原理。气体溶解度(亨利定律)。3. 溶液。溶液浓度。溶解度。溶液配制(按浓度的精确度选择仪器)。重结晶及溶质/ 溶剂相对量的估算。过滤与洗涤(洗涤液选择、洗涤方式选择)。溶剂(包括混合溶剂)。胶 体。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 定的滴定曲线(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。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。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、副族所有元 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(电子式)。价层电子对互斥模型对简单分子(包括离子) 几何构型的预测。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) 的一般概念。 等电子体的一般概念。 分子的极性。相似相溶规律。8 配合物。路易斯酸碱的概念。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)。学而思培养螯合物及螯合效应。重要而常见的络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)。配合物几何构型和异构现象基本概念。配合 物的杂化轨道理论。八面体配合物的晶体场理论。 Ti(H2O)63+的颜色。9 分子间作用力。范德华力。氢键。其他分子间作用力的一般概念。10. 晶体结构。晶胞。原子坐标。晶格能。晶胞中原子数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 NaCl、 CsCl、闪锌矿(ZnS)、萤石(CaF2)、金刚石、石墨、硒、冰、 干冰、尿素、金红石、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。熵的概念。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定性说明。14.元素化学。卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝、锑、砷。碱土金属、 碱金属、稀有气体。钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。过渡元 素的所有氧化态。 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。水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检 出以及特殊试剂的使用和分离。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、磺酸的系统命名、基本性质及相互转化。异 构现象。 C=C 加成。马尔科夫尼科夫规则(简称“马氏规则”)。 C=O 加成。取代反应。芳 香烃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。所有有机反应的机理。16. 天然高分子与合成高分子化学初步知识。学而思培养附录 3：决赛大纲本基本要求在初赛要求基础上增加下列内容，不涉及微积分。1. 原子结构。四个量子数的物理意义及取值。单电子原子轨道能量的计算。 s、 p、 d、 f 原子轨道图像。2.分子结构，分子轨道基本概念。定域及多中心键键级。分子轨道理论对氧分子、 氮分 子、一氧化碳分子、 一氧化氮分子、 水分子、 二氧化碳等少于六原子的常见分子的结构和性 质的解释。 一、 二、三维势箱中粒子能级及对共轭体系吸收光谱的解释。超分子基本概念与 超分子结构化学、氢键、疏水作用等常见的次级键。分子点群的基本概念。3. 晶体结构。点阵的基本概念。晶系。宏观对称元素。十四种空间点阵类型。晶体学 点群的判定。空间群的基本概念。4. 化学热力学基础。热力学能(内能)、焓、热容、自由能和熵的概念。生成焓、生 成自由能、标准熵及有关计算。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。 热力学分解温度 (标态与非标态) 。 相、 相律和相图。 克拉贝龙方程及其应用(不 要求微积分)。5. 稀溶液通性，电解质溶液理论。6.化学动力学基础。 反应速率基本概念。 反应级数。 用实验数据推求反应级数。 一、 二、 三级反应积分式及有关计算(速率常数、半衰期、碳- 14法推断年代等等)。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)。活化 能与反应热的关系。反应机理一般概念。推求速率方程。催化剂对反应影响的本质。7.酸碱质子理论。缓冲溶液。利用酸碱平衡常数的计算。溶度积原理及有关计算。8. Nernst 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。9. 配合物的配位场理论的初步认识。配合物的磁性。分裂能与稳定化能。利用配合物 的平衡常数的计算。络合滴定。软硬酸碱及化学硬度。学而思培养10.元素化学描述性知识达到国际竞赛大纲三级水平。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三级水平(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。 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. 简单有机化合物的系统命名。16.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)。 手性异构。 endo-和 exo-。 D,L 构型。17. 利用无机和有机的基本反应对简单化合物的鉴定和结构推断。18. 有机制备与有机合成的基本操作。 电子天平。 配制溶液、 加热、 冷却、 沉淀、 结晶、 重结晶、过滤(包括抽滤)、洗涤、蒸发浓缩、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。 仪器洗涤和干燥。 实验工作面的安 排和整理。原始数据的记录。19. 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。20.分光光度法。比色分析。