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锦秋名师独家考情解析|2020年10月A-Level化学U1考情回顾及备考指导

关键词:      浏览:      发布日期:2021-01-26 11:13

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       化学是让广大学子又爱又恨的一门学科

  这门课程的目的

  1.理解化学科目不同领域的基本知识,以及他们之间的互相关系。

  2.对科学方法、技能有一个基本了解。

  3.获得实践能力、数学能力与解决问题的能力。

  4.培养对化学的学习兴趣与热情,为将来的深入研究与职业生涯做准备。

  5.了解社会对科学问题所做的决策,以及科学对社会与经济发展的促进作用。

  化学被学生认为是

  最难的A-Level课程之一

  不仅是因为内容难度大

  还因为学生要把化学知识

  应用到各种各样的情况

  A-Level化学考纲

  A-Level化学分为AS和A2两个阶段,主要学习三大部分内容:结构化学、有机化学、无机化学。

  01、结构化学

  主要阐述原子和分子的内部结构与反应原理,这部分知识内容比较抽象,不太好理解。

  但这属于化学领域的基础理论,很多化学反应现象的解释说明,都需要应用这部分的知识,所以需要掌握扎实。

  02、无机化学

  主要涉及的是无机物的化学与物理性质,像状态、气味、颜色、密度、硬度、溶解度等属于物理性质,氧气、水、酸、碱的反应等属于化学性质。

  03、有机化学

  涉及的是有机物的结构,比如官能团、官能团的性质、某些鉴定反应等。此外,还有应用化学的部分。

  以爱德思考试局为例,A-Level化学具体学习以下内容模块:

  原子结构和周期表;成键与结构;氧化还原反应;无机化学和元素周期表;公式、方程和物质的量;能量学;平衡;酸碱平衡;过渡金属;有机化学;现代分析技术;动力学。

  考试时还会有实验技术与研究方法评估的部分,由考试委员会进行实验操作的监督与评分。

  下面我们一起跟着锦秋化学组老师

  回顾下刚刚结束的A-Level化学十月考试

  整理出21年1月考试备考方向

  快来!纯干货!

  锦秋名师带你梳理A-Level化学考点啦!!

  A-Level化学U1

  2020年十月考情分析

  考试代码及时间:

  WCH11/01,2020年10月6日

  1、经验式Empirical formula题,比较简单。首先应该先写出丁烷butane的分子式(molecular formula) C₄H₁₀,经验式即其最简整数比C₂H₅.

  2、锌(金属)置换铜离子的反应,反应类型应为B置换displacement(强调氧化还原Redox)。另外A项addition为加成;C项neutralisation为中和(词根neutr-“中”);D项substitution为取代。addition与substitution都是有机反应术语。

  3、44.0g一氧化碳CO中有多少个分子。这个题比较阴险,利用人们对二氧化碳44g mol⁻¹的相对质量/摩尔质量的刻板印象挖坑。如能发现这个点则此题比较简单。

1.png

  

  4、元素百分比推导分子式题目,比较简单,分别将质量分数composition by mass与相对分子量相乘即可得各元素原子相对质量和。

  

2.png

  5、关于氯化钡BaCl₂的正确说法。A项说其“exist as a molecule”此处a molecule特指simple molecule/structure;BaCl₂是巨型分子giant molecule,所以A错误。

  B正确,其为化合物compound。

  C说经验式empirical formula是BaCl,错误,经验式是分子式的最简整数比,其实BaCl₂本身就是一个经验式。

  D,Mr=208。

  6、由图中m/z值63、65处两个峰peak的相对丰度relative abundance 46:20可以算出相对原子质量。

  

3.png

  可知应为Cu。显然m/z=31.5和32.5处应为+2 peak, 因为“when lose 2 e⁻ instead of one, m/z value would be halved”。32.5处即为⁶⁵Cu²⁺。

  7、数分子式题,比较简单。注意每个碳能形成4条键。

  8、简单数数原子个数就可以了,注意是此系列的第五个分子,即:

  

锦秋名师独家考情解析|2020年10月A-Level化学U1考情回顾及备考指导

  只相差一个-CH2-单元的系列叫同系物homologous series。

  9、1s²2s²2p⁶3s²3p⁶电子构型[Ar]。K⁺和Ca²⁺是4周期s-block的阳离子,符合条件。Ti3+相对1s²2s²2p⁶3s²3p⁶多一个电子(具体电子构型1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹);而Sc³⁺由1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹失三个价电子得来,符合条件。如果了解过渡金属transition metal定义(Sc³⁺不是transition metal)的话此类题目可以快速判定。

  10、非常基础,N作为2周期p-block元素,N³⁻电子构型应为[Ne]。

  11、离子半径题。其中A项Al³⁺、C项Mg²⁺、D项F⁻电子构型皆为[Ne]即1s²2s²2p⁶,等电子体isoelectronics的离子半径ionic radius负相关于核电荷nuclear charge数目,因为”more nuclear charge, more electrostatic attraction form nucleus”。所以原子序数/核电荷数最大的Al是最小的。

  另外B项Ga³⁺是4周期元素,电子构型1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰,比其他三者多一层(quantum) shell,半径会大很多。

  12、原子经济性atom economy题。具体算式:

  

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  13、硫原子上的孤对电子lone pair数目应为两个,中心原子sp³ hybrid。

  

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  14、第三电离能the third ionisation energy的定义是:the energy need to remove the third electron from gaseous ions。强调离子由+2变为+3。

  15、键角递减顺序。

  

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  16、极化作用polarising power (Covalent character)题。对于离子化合物而言,阳离子对银离子的扭曲作用成为极化polarising,此效应正比于阴阳离子的电荷,正比于阴离子的半径,反比于阳离子的半径。

  对于同样是+1价的阳离子和-1价的阴离子,最小半径阳离子Li⁺与最大半径阴离子I⁻的组合拥有最强的polarising。而polarising越强二者之间的离子键越像共价键,极端例子即是由金属与非金属组成的共价键单分子AlCl₃。

  17、氯化氢HCl分子的电子密度图electron density map。氢原子在此处应远小于氯原子。

  18、(a) 轨道orbital的定义。”an area which has the highest probability to find an electron”。

  (b) s和p轨道的形状。s为球形sphere;p为哑铃形(沙漏、葫芦)dumbbell。此处画图亦可。

  (c) 连续电离能successive ionisation解读题。这个题出题人非常懒,连对数电离能图都懒得放了,实际上图是这个样子:

  

8.png

  这个题本身比较经典,三分的解释分别来自:①(two large jump:) three shells三个电子层 ②(first ionisation energy is low:) one electron in the outer shell最外层一个电子 ③(two is very high:) two electron in the third shell第三层两个电子 ④(eight is in the middle:) 8 electrons in second shell第二层八个电子。第一条应该是固定的,后三条写二即可。

  (d) (i) 描点画图,没有什么难度,重点是纵坐标不适合从0开始,从0开始会导致整个线看不出斜率。因为数据(log第四电离能)最小值3.87,最大值4.06,所以这种图建议从3.7或3.8开始画,至4.1或4.2止;也就是:

  

9.png

  或:

  

10.png

  这种题目一般官方会要求横纵坐标各占到一半的范围。

  (ii) 从图中的回归线可知Na的log IE大概是3.99,所以 the 4ᵗʰ ionisation energy = 10³˙⁹⁹= 9770kJ mol⁻¹。注意纵坐标是电离能以10为底的对数。

  (iii) 即使Na和Ne是不同周期的元素,为何第四电离能依然相似。很显然决定电离能的是电子构型,而从Na³⁺ 1s²2s²2p⁴和从Ne³⁺1s²2s²2p³中拿的是同一亚层subshell的电子,所需能量差别自然不大。Both element removing electrons from same subshell。

  19

  (a)(i) 重铬酸铵(NH4)2Cr2O7热分解为铬的氧化物CrxOy、氮气N2和水H2O。此处没明示氧化物中铬元素价态,所以我们先不写元素比(其实大部分情况下都是+3价最稳定)。

  

8.png

  氮、氢元素配平后:

  

12.png

  发现铬的氧化物只能是Cr2O3,即:

  

13.png

  (ii) 此反应类型应为分解decomposition,如果写氧化还原redox可能也有分。其他答案肯定都没分,如disproportionation。

  (b) 理想气体方程计算,每套1单元卷子的必备题目。此类题目本身套公式计算并不难,重点是能不能记住各物理量在式子中的单位,即:

  

14.png

  (c) (i) 铵根离子ammonium ion的点叉图/电子式dot and cross diagram,非常基础。

  

8.png

  (ii) 解释铵根离子的形状,其实就是套用VSEPR理论的说辞就可以了,具体来说就是:

  ① repulsion between 4 (N-H) bonding pairs of electrons to maximum separation/bond angle.

  ② tetrahedral。

  (d)(i) 选择重铬酸铵ammonium dichromate(VI)的危险标志。此题不需要记忆,内容全在题干里:“toxic”“irritate and burn the skin and eyes”“strong oxidiser”

  (ii) 为什么重铬酸铵不能与烷烃alkane储存在同一个橱子里。其实答案也处在题干里,即:“is a strong oxidiser that enhances the combustion of other substance”

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  烯烃/聚烯烃题目。

  (a)(i) Polymerisation of propene方程式:

  

16.png

  需注意:①此问跟题干的聚乳酸没有半毛钱关系;②这里要求展示式display formula,即每一条键都要画出来,包括-CH₃都要分开写。

  (ii) 给出一个聚烯烃与聚乳酸的不同。此处最明显的不同就是addition polymerisation (against condensation polymer),另外如果写no side product form应该也有分。

  (iii) 可生物降解biodegradable的含义。就是字面意思:(can be) break down by organism/living things/bacteria。

  (iv) 给出三个可生物降解聚合物的优点。典型的开放题,答案不唯一,只要符合题目要求基本都能算分。例如:reuse land of landfill, no/less environment damage(when disposal), slower CO₂ release(than incinerate)等。

  (b) (i)解释为什么isoprene没有几何异构。几何异构有两个条件,一个是有双键(平面型分子)一个是每个碳原子两端都连着不同的部分two different part on each carbon。此题很明显不符合第二点,两个双键都有=CH₂结构。

  (ii) 画出图中分子(Z-1-chloro-2-methylbut-1,3-diene)的几何异构体,即:

  

  (iii) 为什么双键可以形成几何异构体。因为π键不能转because can not rotate。

  21

  (a) 计算0.03mol环己烯的体积,密度0.811g cm⁻¹,基础单位换算题。

  

  (b) (i) 过量环己烯加入液溴中的反应现象应为red to colourless。对于卤素单质来说:

  

  (ii) 环己烯与溴单质的反应机理。标准的亲核取代反应机理题。

  

  (c) (i) ppm的全拼是 parts per million

  (ii) 溴的安全浓度是1.1ppm,所以3.25cm3蒸汽需要3.25cm³ ÷ 1.1ppm = 2.95×10⁶cm³ = 2.95×10³dm³ 。

  (d) 计算溶解溴单质所需溶剂的体积,其实就是计算与0.03mol环己烯反应所需的溴溶液的体积,Br₂与环己烯是1:1反应,一般将溶剂的体积视为溶液的体积。

  C = 35g dm⁻³ ÷ 159.8g mol⁻¹ = 0.219 mol dm⁻³

  V = n × C = 0.137 dm³ =137 cm³

  22

  (a) 卤代烃分子X的系统命名。此分子:

  

  应为:1,1,2-trichloroethane

  (b) (i) C-Cl键断裂的必要条件是UV light。

  (ii) X分子的均裂反应方程式,要写出半箭头:

  

  (iii) 氯自由基与X分子的反应,其实是增殖步propagation step的拓展题。

  

  (iv) 写出分子式为C₄H₄Cl₆的产物生成的方程式,碳原子数翻倍了,必然是烃基自由基的偶联产物,即:

  

24.png

  (d) 陈述在上一问中的反应类型并且命名产物C₄H₄Cl₆。

  反应类型应为自由基取代反应(中的终止步)(termination step of) free radical substitution。

  命名的话两种产物分别叫1,2,2,3,3,4-hexachlorobutane和1,1,2,3,4,4-hexachlorobutane。