西南科技大学2012年硕士研究生招生考试大纲——618 化学综合

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西南科技大学2012年硕士研究生招生考试大纲——618 化学综合

618 化学综合
  一、总体要求
掌握稀溶液和胶体的有关性质、化学反应的宏观规律、物质的微观结构、四大平衡和有关计算,熟悉重要的元素及化合物的性质和应用。在四大平衡的基础上进一步掌握这些原理在定量分析上的应用,了解分析化学中各类误差的来源及规律,建立准确的的概念,掌握容量分析的原理、特点及有关计算。掌握吸光光度分析法和电势分析法的原理、特点及应用。
 
掌握各类有机化合物的命名和物理性质。掌握教材涉及的基本单元反应及其机理,主要包括自由基(取代和加成)反应,亲电(取代和加成)反应,亲核(取代和加成)反应,消除反应(E1、E2),加成-消除反应,消除-加成反应等。烯烃,炔烃,二烯烃,芳烃,脂环烃,卤代烃,醇、酚、醚,醛、酮,羧酸及其衍生物,β-二羰基化合物,含氮化合物,杂环化合物,碳水化合物。掌握如何利用波谱分析认识有机化合物的构造。周环反应、萜类、甾族、核酸、质谱等部分内容不要求掌握。元素有机化合物只需掌握Wittig 试剂、格氏(Grignard)试剂的反应。基本的缩合反应需掌握Aldol 反应、Claisen-Schmidt反应、Knoevenagel 反应、Claisen 缩合反应、Mannich反应、Michael加成、Perkin 反应等,以及基本的重排反应(包括频哪醇-Pinacol重排、贝克曼重排、霍夫曼重排、Claisen重排、Fries重排等)等。
 
  二、内容及比例
  化学综合主要包括无机及分析化学、有机化学两部分内容。各部分内容的基本要求如下:
  无机及分析化学部分(100分,占2/3)
  1. 气体、溶液和胶体(约6 分)
理想气体状态方程式,分压定律;基本单元及正确使用,等物质的量规则,质量分数,体积分数,摩尔分数,质量浓度,物质的量浓度,质量摩尔浓度。溶液蒸气压下降,沸点升高和凝固点下降,渗透现象、渗透压、渗透压定律。溶胶的性质,胶团的结构,溶胶的稳定性与聚沉。高分子溶液,乳浊液。
 
  2. 化学热力学初步(约10 分)
  化学计量数与反应进度,体系与环境、状态与状态函数、过程与途径、热和功、热力学能、热力学第一定律、热化学。反应热,等容反应热,等压反应热及焓的概念,热化学反应方程式。盖斯定律。生成热与反应热。自发变化的特点,决定过程自发进行方向的因素,混乱度与熵的概念,绝对熵和标准熵,化学反应熵变的计算,Gibbs 函
  ΘΘ
数,标准生成Gibbs 函数ΔfGm GHS、T的关系,ΔGT 的计算。
 
  3. 化学反应速率与化学平衡(约8分)
化学反应速率及表达方法,反应速率方程式;有效碰撞、活化分子、活化能,过渡态理论;影响化学反应速率的因素,质量作用定律,反应级数,反应分子数,vant Hoff 规则,阿累尼乌斯公式,催化剂及特征。化学反应的可逆性,实验平衡常数与标准平衡常数,平衡常数的物理意义,多重平衡规则,Gibbs 函数变与反应商及标准平衡常数的关系,温度与平衡常数,化学平衡的有关计算,化学平衡移动。
 
  4. 物质结构(约12 分) 原子结构的近代概念,微观粒子的三大特性:量子化、波粒二象性、统计性,玻尔理论。
波函数与原子轨道,概率密度与电子云,原子轨道及电子云的角度分布图。四个量子数取值及物理意义;近似能级图,核外电子排布三个规则;核外电子的排布。原子结构与周期;原子结构与族;原子结构与分区;元素在周期表中的位置。原子结构与元素性质的关系。
 
离子键的形成和特征,离子半径,离子的电子构型;键参数,价键理论,共价键的类型、特征;杂化轨道理论与分子空间构型,夹层电子对互斥理论,分子轨道理论;分子的极性,偶极矩;分子间力和氢键及其对物质性质的影响;离子极化及其对化合物性质的影响,晶体类型的结构特点和物质性质的关系。
 
  5. 酸碱平衡与酸碱滴定法(约12分)
强电解质溶液,酸碱质子理论与酸碱电子理论。水的解离平衡,水的离子积,水溶液的酸碱性。解离常数、解离度、稀释定律,同离子效应与盐效应,酸碱溶液中的氢离子浓度计算及型体分布,质子条件,弱酸、弱碱溶液氢离子浓度计算。缓冲溶液及缓冲原理,缓冲pH 的计算,缓冲溶液的配制。
 
有效数字及其运算规则,定量分析中的误差,准确度和精密度,系统误差和偶然误差,置信度与平均值的置信区间,可疑值的取舍,分析结果的处理与报告。定量分析的任务、方法及一般程序,试样的采集、预处理及分解。滴定分析的主要方法和特点,滴定分析法对化学反应的要求,主要滴定方式,滴定分析中的标准溶液,基准物质,滴定分析的计算。
 
酸碱指示剂的变色原理、变色点、变色范围,混合指示剂;酸碱滴定法的基本原理,滴定曲线,突跃范围,酸碱指示剂的选择原则,影响突跃范围的因素;弱酸或弱碱准确滴定的判据,多元酸的滴定;酸碱标准溶液的配制和标定,酸碱滴定法的有关应用。
 
  6. 沉淀溶解平衡及其在定量分析中的应用(约6 分)
溶度积,溶度积和溶解度的互换,影响溶解度的因素,溶度积规则及有关应用。沉淀滴定法概述,Mohr 法、Volhard 法、Fajans 法。重量分析及其特点,重量分析法的计算。
 
  7. 氧化还原反应与氧化还原滴定法(约10 分)
氧化数,氧化还原反应中的有关概念,氧化还原方程式的配平。原电池,电极反应、电池反应及电池符号。电极电势的概念及产生原因,标准电极电势及意义,电动势与Gibbs 函数变的关系,Nernst方程,影响电极电势大小的因素。电极电势的有关应用。元素的电势图及其应用。氧化还原滴定的特点和分类,条件电势与条件常数,诱导反应,氧化还原滴定曲线,氧化还原指示剂及其选择原则,高锰酸钾法的原理、滴定条件,重铬酸钾法的原理、滴定条件,碘量法的原理、滴定条件、主要误差来源。氧化还原滴定有关计算。
 
  8. 配位平衡与配位滴定法(约8分)
配合物的概念、组成及命名,配合物的价键理论、晶体场及应用。配合物的稳定常数,配位平衡的移动。配位滴定法概述,EDTA 配位滴定法的基本原理,配位反应的副反应系数,配合物的条件稳定常数。滴定曲线,酸效应曲线及应用;金属指示剂的变色原理、条件,配位滴定中酸度的控制,混合离子的选择性滴定及分步滴定。配位滴定的应用。
 
  9. 吸光光度法及电势分析法(约8分)
吸光光度法的特点,吸收光谱;朗伯-比耳定律,摩尔吸光系数及意义;比耳定律的局限性;显色反应及显色条件的选择;吸光光度计基本部件及性能;测量条件的选择。吸光光度法有关应用。电势分析法的基本原理,参比电极,指示电极,离子选择性电极及性能指标,膜电势的产生;电势分析法的应用。
 
  10. 元素化学(约20分)
  卤素及其化合物,氧族元素及其化合物,氮族元素及其化合物,碳、硅和硼及其化合物,氢及其成键特征、氢能源,稀有气体。碱金属和碱土金属的单质及化合物,铝及其化合物,锡和铅及其化合物,铬及其化合物,锰及其化合物,铁系元素及其化合物,ds 区元素与s 区元素性质上的差异、ds 区元素及其化合物,稀土金属单质的结构与性能,稀土元素的重要化合物。
常见阴、阳离子的鉴定方法。
 
  有机化学部分(50分,占1/3)
  1. 脂肪烃类化合物(约7 分)
烷烃、烯烃、炔烃及环烷烃的命名、构造异构及物理性质;Newman 投影式,共振论。烷烃的卤化反应及其自由基取代反应历程、自由基稳定性和自由基的结构;烯烃的化学性质:
①亲电加成:加卤素(亲电试剂、亲电加成、亲电加成反应历程),加卤化氢(加成反应规则,诱导效应,碳正离子结构、稳定性和碳正离子的重排),加次卤酸,加硫酸,加水,硼氢化反应(选择性);
②催化氢化及烯烃的稳定性;
③HBr 过氧化物效应,自由基加成反应历程;
④双键的氧化反应;
⑤卤代(烯丙基自由基及p-π共轭效应)、氧化。
 
炔烃的化学性质:
①加氢、亲电加成(加卤素、加卤化素,加水);
②氧化反应;
③活泼氢反应。二烯烃的化学性质:
①加成反应(1,4加成和1,2 加成) 
②双烯合成(Diels-Alder 反应)。环烷烃的结构与稳定性;环已烷及其衍生物的构象(椅式,船式,a键,e键,一元及多元取代环已烷的稳定构象)。环烷烃的化学性质:取代反应,加成反应,氧化反应,环烯烃和环二烯烃的反应。各类脂肪烃的制备与鉴别。
 
  2. 芳香烃(约4分)
苯的结构、命名,芳烃物理性质。化学性质:
①亲电取代反应:卤代、硝化、磺化、烷基化和酰基化、氯甲基化;
②加成反应:加氢、加氯;
③氧化反应:侧链氧化、苯环氧化;
④侧链取代;
⑤亲电取代反应历程,定位规则及活化作用,理论解释(电子效应、空间效应、共振论与分子轨道理论),双取代基定位规则及理论解释,定位规则的应用。休克尔规则。
 
  3. 立体化学(约3分)
异构体的分类与立体化学,比旋光度、旋光异构体。含一个手性碳原子的化合物的旋光异构,外消旋体与外消旋化。含两个手性碳原子的化合物的旋光异构,对映体,非对映体,内消旋体。构型的确定、标记和表示方法。外消旋体的拆分。相对构型和绝对构型及构型的转化。环状化合物的立体异构。旋光异构体参加的反应、立体专一性和立体选择性反应。
 
  4. 卤代烃 (约6分)
卤代烃的分类和命名。物理性质。卤代烷的化学性质:
① 亲核取代反应 (水解、氰解、氨解、醇解、和硝酸银作用),亲核取代反应历程(SN1和SN2) ;
②消除反应:消除反应历程(E1和E2),消除方向,取代与消除的竞争;
③卤代烷与金属作用 (与镁、锂、钠、铝作用,格氏试剂,烷基锂)。卤代烯的分类及双键位置对卤素原子活泼性的影响。卤代烃的制备与鉴别。
 
  5. 醇、酚、醚 (约4 分)
醇:结构、分类和命名。物理性质。氢键。化学性质:
①与活泼金属的反应;
②羟基的反应: 卤烃的生成、与无机酸的反应、脱水反应 (分子内脱水和分子间脱水);
③氧化与脱氢。二元醇的性质。醇的制备与鉴别。
 
酚:结构、分类和命名。物理性质(分子内氢键与分子间氢键)。化学性质:
①酚羟基的反应:酸性、成酯、成醚;
②芳环上的反应:卤代、硝化、磺化、烷基化、与羰基化合物缩合、Fries 重排与Claisen重排、水杨醛与水杨酸的制备;
③与三氯化铁的显色反应;
④氧化与还原、醌。酚的制备与鉴别。
醚与环氧化合物:结构和命名。物理性质。化学性质:醚键的断裂,环醚的开环反应与反应机理(与水、醇、氨、格氏试剂等作用)。醚的制备与鉴别。
 
  6. 醛和酮(约8分)
结构、分类和命名,物理性质。化学性质:
①加成反应:加氢氰酸及亲核加成反应历程、加亚硫酸氢钠、加醇、加格氏试剂、与氨衍生物缩合、与Wittig 试剂反应;
②α-氢原子的反应:卤代反应、羟醛缩合反应;
③氧化反应:弱氧化剂 (Fehling试剂、Tollens 试剂)、强氧化剂、过氧酸氧化;
④还原反应: 催化加氢、用氢化铝锂还原、用硼氢化钠还原、C=O 还原成CH2、金属还原;
⑤歧化反应。 醛酮的制备与鉴别。α,β-不饱和醛酮的性质(亲核加成、亲电加成、氧化还原)。
 
  7. 羧酸及其衍生物(约7 分)
羧酸:结构和命名。物理性质。化学性质:
①酸性;
②羧酸衍生物的生成,亲核加成-消除反应机理;
③还原反应;
④脱羧反应;
⑤α-氢原子的取代反应。羧酸的制备与鉴别。
 
羧酸衍生物:结构和命名。物理性质。化学性质:
①.羧酸衍生物的相互转化;
②与有机金属的反应;
③还原;
④酰胺的Hofmann 降级反应。羧酸衍生物的制备与鉴别。
 
碳负离子的反应及在合成上的应用:
①碳负离子: 结构、形成、稳定性和反应;
②酯缩合反应;
③乙酰乙酸乙酯、丙二酸二乙酯及类似化合物的α-氢反应在合成中的应用:与羧酸衍生物的亲核加成-消除、与羰基的亲核加成。
 
8. 含氮化合物(约3 分) 硝基化合物:分类、结构和命名。物理性质。化学性质:
①与碱作用;
②还原反应;
③硝基对苯环上其它取代基的影响。制备与鉴别。
胺:分类、结构和命名。物理性质。化学性质:
①碱性;
②烃基化;
③霍夫曼消除;
④酰基化;
⑤与亚硝酸反应;
⑥与醛酮反应;
⑦芳胺的特殊反应(与亚硝酸作用、氧化、芳环上的取代反应)。胺的制备与鉴别。
 
3. 重氮和偶氮化合物:重氮化反应,重氮盐的化学性质及其在合成中的应用。
 
  9. 杂环化合物(约2 分)
分类、命名、结构和芳香性。五元单杂环化合物(呋喃、噻吩、吡咯):物理性质、化学性质(亲电取代、加成、特殊反应)。六元单杂环化合物:吡啶、喹啉:物性、化性(取代、弱碱性、氧化与还原)。
 
  10. 碳水化合物(约2 分)
糖类化合物的分类。单糖:葡萄糖、果糖、核糖的结构和化学性质;二糖:蔗糖、麦芽糖的结构和化学性质;多糖、淀粉和纤维素。
 
  11. 波谱分析(约4 分) 核磁共振:基本原理。屏蔽效应和化学位移及影响因素,自旋偶
  合-裂分。1H NMR图谱分析。
  红外光谱: 基本原理。官能团的特征吸收。谱图分析。
紫外光谱:分子结构和紫外吸收的关系。芳香化合物的紫外光谱。
 
三、题型及分值比例 选择题:34% 判断题:10% 填空题:16% 简答题:13% 计算题:27%
 
四、可供参阅书目
钟国清 主编. 无机及分析化学. 北京:科学出版社,2006.
钟国清 主编. 无机及分析化学学习指导. 北京:科学出版社,2007.
汪小兰 编著. 有机化学. 北京:科学出版社,2005.
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