一、考試要求
無機化學與分析化學考試大綱適用于北京工業大學環境與生命學部(0703)化學學科的碩士研究生招生考試??荚噧热莅瘜W反應原理、物質結構基礎、元素化學和生命元素、環境污染和環境化學基本知識、分析化學中的化學分析?;瘜W反應原理的考試內容主要包括化學平衡、酸堿平衡和沉淀溶解平衡三大部分,要求考生對基本概念有很深入的理解,系統掌握相關基礎知識,具有比較熟練的計算能力。物質結構基礎部分的考試內容主要包括原子結構、分子結構、固體結構和配合物結構。要求考生掌握基本概念,必要的基礎知識,以及具有綜合運用所學知識分析問題和解決問題的能力。元素化學和生命元素部分的考試內容主要包括 s 區元素,p 區元素, d 區元素以及生命元素,要求掌握主要元素的相關化學性質、化學反應以及元素之間的相關規律、生命元素及其在生命體內的作用。環境污染和環境化學部分的考試內容主要包括環境污染的來源和危害。分析化學部分的考試內容主要是化學分析部分,包括:數據處理與誤差分析、滴定分析法、重量分析法、吸光光度法、分離與富集方法、生物試樣前處理方法等。要求考生牢固掌握其基本的原理和測定方法,能夠運用化學平衡的理論和知識,處理和解決各種滴定分析法的基本問題,掌握分析化學中的數據處理與誤差處理。
二、考試內容
(一)無機化學部分
1. 化學熱力學初步
(1) 熱力學第一定律、熱力學第二定律
(2) 熟悉焓、熵、標準生成焓、標準摩爾熵的概念和反應標準摩爾焓變和熵變的簡單計算;熟悉 Gibbs 函數、標準摩爾生成 Gibbs 函數的概念和反應標準摩爾Gibbs 函數變的簡單計算
(3) 化學反應自發性的判斷
2. 化學平衡和化學反應速率
(1) 熟練掌握化學平衡概念、特征,標準平衡常數的計算
(2) 掌握濃度、壓力、溫度對化學平衡移動的影響及有關的簡單計算
(3) 濃度對反應速率的影響以及反應級數的判定
(4) 掌握酸堿質子理論的基本要點,水的解離平衡、水的標準離子積常數和強酸、強堿溶液 pH 的計算;掌握一元弱酸、弱堿的解離平衡及平衡組成的計算;熟悉多元弱酸、弱堿的分步解離平衡,了解其平衡組成的計算。掌握同離子效應的和緩沖效應的概念,能熟練地計算緩沖溶液的 pH
(5) 熟悉難溶電解質的沉淀-溶解平衡,掌握標準溶度積常數及其與溶解度間的關系和有關計算,掌握溶度積規則,能用溶度積規則判斷沉淀的生成和溶解,熟悉分步沉淀和沉淀間的轉化及有關計算
3. 原子和分子結構
(1) 了解氫原子光譜和能級的概念
(2) 了解原子軌道、概率和概率密度、電子云等概念;熟悉四個量子數的名稱、符號、取值和意義;熟悉 s、p、d 原子軌道與電子云的形狀和空間的伸展方向;掌握多電子原子軌道近似能級圖和核外電子排布的規律;能熟練寫出常見元素原子的核外電子排布,并能確定它們在周期表中的位置
(3) 掌握周期表中元素的分區、結構特征、電離能、電子親和能和電負性變化的規律
(4) 熟悉化學鍵的分類,熟悉共價鍵的價鍵理論的基本要點、共價鍵的特點和類型;熟悉雜化軌道的概念和類型,能用雜化軌道理論解釋簡單分子或多原子離子的幾何構型;了解價層電子對互斥理論的要點以及用該理論推測簡單分子或多原子離子的幾何構型的方法;了解分子軌道的概念以及第二周期同核雙原子分子的能級圖和電子在分子軌道中的分布,并推測其磁性和穩定性
(5) 掌握鍵的極性和分子的極性;掌握分子間作用力的種類
4. 固體結構和配合物結構
(1) 熟悉晶體的類型、特征和組成晶體的微粒間的作用力
(2) 了解金屬晶體的三種密堆積結構及其特征;理解金屬鍵的形成和特征
(3) 熟悉三種典型離子晶體的結構特征;理解晶格能的概念和離子電荷、半徑對晶格能的影響,熟悉晶格能對離子型化合物熔點、硬度的影響;了解晶格能的熱化學計算方法
(4) 了解離子半徑及其變化規律、離子極化及其對鍵型、晶格類型、溶解度、熔點、顏色的影響
(5) 熟悉配合物價鍵理論的基本要點、配合物的幾何構型與中心離子雜化軌道的關系;了解內軌型、外軌型配合物的概念、中心離子價電子排布與配離子穩定性、磁性的關系
(6) 了解配合物晶體場理論的基本要點;了解八面體場中 d 電子的分布和高、低自旋的概念,推測配合物的穩定性、磁性;了解配合物的顏色與 d-d 躍遷的關系
5. 元素化學
(1)s 區元素,熟悉堿金屬和堿土金屬的通性,掌握堿金屬和堿土金屬的氫化物、氧化物、過氧化物、超氧化物的生成和基本性質;熟悉堿金屬和堿土金屬氫氧化物堿性強弱的變化規律、重要鹽類的溶解性和熱穩定性;了解鋰、鈹的特殊性和對角線規則
(2)p 區元素
1) 熟悉硼族元素的通性,熟悉缺電子原子和缺電子化合物;熟悉三氧化二硼、硼酸、硼砂的結構和性質;熟悉鋁、三氧化二鋁、氫氧化鋁的兩性、鋁鹽和鋁酸鹽、鋁的鹵化物
2) 掌握碳族元素的通性,碳單質的結構;熟悉二氧化碳、碳酸及其鹽的重要性質,能用離子極化理論說明碳酸鹽的熱穩定性;熟悉硅單質、硅的氫化物、二氧化硅、硅酸和硅酸鹽、硅的鹵化物
3) 了解氮族元素的通性,熟悉氮分子的結構和穩定性;掌握氨的結構和性質,銨鹽的性質;熟悉氮的氧化物的結構,掌握硝酸的結構和性質、硝酸根的結構和硝酸鹽的性質、亞硝酸及其鹽的性質;了解磷的單質、磷的氫化物、氯化物、氧化物的結構和基本性質;熟悉磷酸及其鹽的性質。了解亞磷酸的結構
4) 了解氧族元素的通性,氧氣和臭氧的性質,熟悉過氧化氫的分子結構和性質;熟悉硫單質的同素異形體、S8 的結構;掌握硫化氫的性質、金屬硫化物的按溶解性分類、多硫化物的結構和性質;熟悉二氧化硫的結構,掌握亞硫酸及其鹽的性質
5) 熟悉鹵素的通性,鹵素單質的制備和性質;掌握鹵化氫的還原性、酸性、穩定性及其變化規律和鹵化氫的制備;掌握氯的含氧酸及其鹽的酸性、穩定性的變化規律;熟悉溴、碘的含氧酸的性質
(3)d 區元素
1) 熟悉過渡元素的通性;熟悉 Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅳ)、Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅶ)重要化合物的性質和反應;熟悉 Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)重要化合物的性質及其變化規律;熟悉 Fe(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Ni(Ⅲ)重要化合物的性質及其變化規律;熟悉鐵、鈷、鎳的重要配合物
2) 了解銅族元素的通性;掌握銅的氧化物、氫氧化物、重要銅鹽的性質, Cu(Ⅰ)和 Cu(Ⅱ)的相互轉化,銅的配合物;熟悉銀的氧化物、氫氧化物的性質,銀的重要配合物;熟悉鋅族元素的通性;掌握氫氧化鋅的性質、水溶液中Zn(II)的重要反應、鋅的重要配合物