2021中国科学院大学化学专业综合专业研究生考试大纲

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2021中国科学院大学化学专业综合专业研究生考试大纲正文

中国科学院大学硕士研究生入学考试
《化学专业综合》大纲
 
本《化学专业综合》考试大纲适用于报考中国科学院大学的硕士研究生入学考试。综合化学课程的主要内容包括无机化学、分析化学、有机化学和物理化学的基础内容，这些内容分别为：
一、无机化学部分考试内容
(一) 无机化学
 
1、 物质状态
（1）熟练掌握理想气体状态方程，分压定律，分体积定律，了解实际气体的van der Waals方程，由分子运动论推导理想气体定律；
（2）掌握液体的蒸发，沸点；
（3）了解晶体的外形与内部结构。
 
2、原子结构
（1）理解氢原子光谱和玻尔理论，波粒二象性，几率密度和电子云，波函数的空间图象，四个量子数，多电子原子的能级。
（2）掌握核外电子排布的原则及其与元素周期表的关系，元素基本性质的周期性。
 
3、化学键与分子结构
（1）掌握离子键的形成与特点，离子的特征，离子晶体，晶格能；
（2）掌握共价键的本质、原理和特点。
（3）灵活运用杂化轨道理论，价层电子对互斥理论，分子轨道理论。
（4）理解键参数与分子的性质。
（5）理解分子晶体和原子晶体；金属键的共性改价理论和能带理论，金属晶体；极性分子和非极性分子，分子间作用力，离子的极化，氢键。
 
4、氢和稀有气体
了解氢的成键特征，氢的性质、制备方法，氢的化合物，稀有气体的空间结构。
 
5、化学热力学初步
（1）熟练掌握热力学基本概念，热力学第一定律，可逆途径；
（2）灵活运用化学反应的热效应，盖斯定律，生成热与燃烧热，从键能估算反应热；
（3）了解反应方向概念，理解反应焓变对反应方向的影响，状态函数熵和吉布斯自由能。
 
6、化学反应速率
（1）了解反应速率理论，
（2）掌握反应速率的影响因素。
 
7、化学平衡
（1）掌握化学反应的可逆性和化学平衡；
（2）灵活运用平衡常数，标准平衡常数Kθ与△_rG_mθ的关系，
（3）理解化学平衡移动的影响因素。
 
8、溶液
（1）了解溶液浓度的表示方法，
（2）灵活运用溶解度原理和分配定律；
（3）掌握非电解质稀溶液的依数性；
（4）了解分散体系和溶胶的制备、性质，溶胶的电泳和粒子结构，溶胶的聚沉和稳定性，高分子溶液。
 
9、电解质溶液
（1）了解酸碱理论的发展，
（2）理解强电解质溶液理论；
（3）熟练掌握并灵活运用弱酸、弱碱的解离平衡和盐的水解，难溶性强电解质的沉淀溶解平衡。
 
10、氧化还原反应
（1）熟练掌握基本概念，氧化还原反应方程式的配平，原电池和电极电势。
（2）灵活运用电池电动势与化学反应吉布斯自由能的关系，
（3）理解电极电势的影响因素。
（4）熟练掌握电极电势的应用，电势图解及其应用。
（5）了解化学电池，电解。
 
11、卤素
了解卤素的通性，卤素单质及其化合物，含氧酸的氧化还原性。
 
12、氧族元素
（1）了解氧族元素的通性，氧，臭氧，水，过氧化氢，硫及其化合物，
（2）掌握无机酸强度的变化规律。
 
13、氮族元素
了解氮族元素的通性，氮及其化合物，磷及其化合物，砷、锑、铋及其化合物，盐类的热分解。
 
14、碳族元素
（1）了解碳族元素的通性，碳族元素的单质及其化合物，
（2）理解无机化合物的水解性。
 
15、硼族元素
（1）了解硼族元素的通性，硼族元素的单质及其化合物，
（2）掌握惰性电子对效应和周期表中的斜线关系。
 
16、碱金属和碱土金属
（1）了解碱金属和碱土金属的通性，
（2）理解碱金属和碱土金属的单质及其化合物，离子晶体盐类的水解性。
 
17、铜、锌副族
（1）一般了解铜族元素的通性、单质及其化合物，
（2）理解IB族与IA族元素性质对比；
（3）一般了解锌族元素的通性、单质及其化合物，
（4）理解IIB族与IIA族元素性质对比。
 
18、配位化合物
（1）理解配位化合物的基本概念，
（2）熟练掌握配合物的化学键理论，
（3）理解并掌握配位化合物的稳定性，
（4）了解配位化合物的重要性。
 
19、过渡金属（I）
（1）一般了解钛、钒、铬、锰各分族元素及其重要化合物，
（2）理解物质显色规律以及呈色原因及影响因素。
 
20、过渡金属（II）
（1）一般了解铁系、铂系元素及其重要化合物，
（2）理解过渡元素的通性。
 
21、镧系及锕系元素
（1）一般了解各系元素的电子层结构，
（2）掌握镧系及锕系元素通性以及重要化合物。
 
 
二、分析化学部分考试内容
 
（一） 化学分析
 
1、概论
（1）了解分析化学的任务和作用，
（2）熟悉分析方法的分类。
（3）掌握基准物质和标准溶液等概念、标准溶液的配制方法；
（4）掌握滴定分析的方式、对化学反应的要求及相关计算。
 
2、分析试样的采集与制备
了解分析试样的采集、制备、分解及测定前的预处理。
 
3、分析化学中的误差与数据处理
（1）掌握误差、偏差、准确度及精密度的概念、相互间的关系及计算方法。
掌握有效数字的概念及修约规则。
（2）了解随机误差正态分布的特点及区间概率，
（3）掌握有限数据的t分布，利用t分布计算平均值的置信区间；
（4）掌握t检验、F检验和异常数据取舍的方法。
（5）了解误差的传递及计算。
（6）掌握一元线性回归分析法及线性相关性的评价。
 
4、分析化学中的质量保证与质量控制
（1）了解分析全过程的质量保证与质量控制；
（2）掌握标准方法与标准物质；
（3）了解不确定度和溯源性。
 
5、酸碱滴定法
（1）了解活度的概念和计算。
（2）掌握酸碱质子理论和酸碱平衡理论。
（3）掌握组分分布分数和氢离子浓度的计算方法。
（4）掌握酸碱指示剂的原理、变色范围及选择原则。
（5）熟悉酸碱滴定曲线方程的推导和滴定误差的计算。
（6）熟悉各种滴定方式，并能设计常见酸、碱的滴定分析方案。
（7）掌握缓冲溶液的组成、性质、缓冲容量以及PH值的计算方法。
 
6、络合滴定法
（1）掌握络合物溶液中的离解平衡、副反应系数和条件稳定常数的概念及计算。
（2）掌握络合滴定法的基本原理和化学计量点时金属离子浓度的计算；
（3）了解金属离子指示剂的原理。
（4）掌握络合滴定的方式、提高选择性的方法和滴定误差的计算。
 
7、氧化还原滴定法
（1）了解氧化还原平衡及影响氧化还原反应方向的因素。
（2）掌握标准电极电势及条件电极电势的概念、区别及计算方法。
（3）了解氧化还原滴定的样品预处理、指示剂的原理、滴定曲线和滴定误差计算。
（4）掌握KmnO₄法、K₂Cr₂O₄法及碘量法的原理和操作方法。
 
8、沉淀滴定法
掌握沉淀滴定法原理及其应用。
 
9、重量分析法
（1）掌握沉淀的溶解度的计算及影响沉淀溶解度的因素。
（2）了解沉淀的形成过程及影响沉淀纯度的因素。
（3）掌握沉淀条件的选择和重量分析结果的计算。
 
（二）仪器分析
 
1、绪论
了解分析化学中的仪器和方法，掌握分析仪器的性能指标和计算方法。
 
2、光谱分析
a．光谱分析法导论
（1）了解电磁辐射的性质。
（2）掌握电磁辐射与物质相互作用的原理。
（3）了解光学分析仪器的大致构造。
b．原子光谱
（1）掌握原子吸收光谱、原子发射光谱，原子荧光光谱，X射线荧光法，X射线吸收法，X射线衍射法的基本原理，
（2）了解原子化的方法、试样引入技术、原子光谱仪器基本结构及分析中的干扰效应及抑制方法。
c．分子光谱
（1）掌握紫外一可见吸收、荧光/磷光/化学发光、红外吸收、激光拉曼散射等光谱学方法，核磁共振波谱法，质谱法的基本原理和重要概念。
（2）熟练掌握光吸收定律、化学位移、简单自旋偶合和自旋分裂等概念及应用。
（3）掌握质谱的离子化方法和不同质量分析器的原理。
（4）了解光谱分析仪器的基本构造。
（5）能够灵活应用各种光谱解析简单化合物的化学结构。
d．表面分析方法
（1）掌握电子能谱法，二次离子质谱法，电子显微镜和电子探针，扫描隧道显微镜和原子力显微镜的基本原理，
（2）了解其仪器结构。
 
3、电分析
（1）了解有关电池，电极反应，电池图解式的表示规则。
（2）掌握标准电极电位与条件电位的概念及能斯特公式的应用。
（3）掌握电位分析法，伏安法和极谱法，电解和库仑分析法的基本原理。
（4）掌握离子选择电极的基本原理、类型及性能参数，特点及应用。
（5）了解电解分析方法的应用。
 
4、分离方法
（1）了解化学中分离富集的方法和基本原理。
（2）掌握色谱法的基本理论、色谱分析定性及定量方法。
（3）掌握柱效/选择性/分离度的基本概念、影响因素及计算方法。
（4）了解各种色谱仪基本构造。
（5）掌握气相色谱固定相，气相色谱分离条件及检测器的选择原则，
（6）了解气相色谱分析方法及应用。
（7）掌握高效液相色谱分离的基本原理、方法分类和应用对象、分离条件及检测器的选择原则。
（8）了解电泳法的基本原理和分类；
（9）掌握毛细管电泳法的基本原理及基本概念，了解其仪器构造。
（10）了解超临界流体色谱和萃取的原理。
 
5、其他分析方法
了解热分析、流动注射分析等方法的基本原理，了解其仪器构造及应用。
 
 
 
三、 有机化学部分考试内容
 
（一） 有机化学基本理论
 
1、键和分子结构
（1）化学键的本质与内涵
· 共价键的本质（极性、键长）
· 电负性
· 分子偶极
（2） Lewis电子结构
· Lewis结构式
· 共振式
· 形式电荷
（3）分子结构理论
· 价键理论（杂化轨道）
· 分子轨道理论
 
2、酸和碱：有机反应及其机理
（1）酸碱理论
· Brønsted 酸碱理论
· Lewis酸碱理论
（2）b.酸离解常数（K_a）和pK_a
· pK_a定义
· pK_a应用
（3）化合物结构和酸度关系
· 内因（中心原子、电子效应）
· 外因（介质效应）
 
3、烷烃和构象分析
（1）有机化合物的命名
（2）分子间作用力及对应物理性质
· 偶极-偶极作用力
· 氢键
· 色散力
（3）直链及环状烷烃构象分析
· 乙烷
· 丁烷
· 环丙烷、环己烷及十氢化萘构象分析
 
4、立体化学：手性分子
（1）手性的基本特性
· 手性定义
· 手性化合物判据
（2） 手性化合物立体化学
· R/S（CIP）规则
· 多中心手性分子
· 对映体和非对映体
· 立体构型
（3）手性化合物性质
· 光学性质
· 手性物质（药物）
· 手性技术（制备、检测）
 
5、数字有机化学——能量，平衡与反应基本理论
（1）有机化合物能量标度
· 生成热；
· 燃烧热；
· 原子化热：平均键能；
· 键离解能：均裂、异裂、pK_a
（2）化学平衡和反应速率方程
（3）反应过渡态理论和Hammond假说
（4）有机反应主要类型及活性中间体
  
（二） 有机化合物和反应
 
6、离子型反应：烷基卤化物的亲核取代和消除反应
（1）烷基卤化物的结构、性质；
（2）碳正离子
（3）亲核取代反应；
· S_N2反应，
· S_N1反应；
（4）消除反应；
· E1，E2，E1cb
 
7、加成反应：烯烃和炔烃
（1）烯烃、炔烃的结构和性质；
（2）烯烃的加成反应及机理
· 离子型：碳正离子、鎓盐
· 自由基型
（3）炔烃的加成与机理
（4）反应合成设计
 
8、有机分析化学
（1）有机质谱分析:分子结构式确定
· 质谱分析原理，
· 分子离子峰，
· 碎片峰
（2）红外光谱分析：官能团鉴定
· 波数，
· 吸收强度及其影响因素，
· 峰型
（3）核磁共振谱：结构鉴定
· 氢谱/碳谱：化学等价与磁等价、化学位移、积分面积、偶合
 
9、自由基反应
（1）自由基反应及机理；  
· 自由基稳定性，
· 自由基反应基本特点类型，
· 自由基的产生方式；
（2）重要自由基反应类型
· 烷基卤代反应，
· 烯丙基溴代反应，
· 自由基加成
 
10、氧化还原和有机金属化合物
（1）碳氧化态和氧化还原反应
（2）羰基化合物还原制备醇
（3）醇的氧化反应
（4）烯烃、炔烃的氧化
（5）金属有机化合物：C-C键的形成及区域选择性
 
11、共轭p体系和周环反应
（1）共轭效应
· 共轭的内涵、
· p-体系分子轨道、
· 紫外光谱、
（2）共轭烯烃的亲电加成反应
· 热力学控制vs动力学控制
（3）周环反应
· 环加成反应、
· 电环化反应、
· s-重排
（4）前线轨道理论
 
12、芳香性和芳香化合物
（1）芳香性
· 芳香性的内涵、
· 共轭、
· 共振与芳香性
· Hückle芳香性理论、
· Möbius 芳香性
（2）芳香化合物和芳香杂环化合物
· 取代苯、
· 芳香杂环、
· 多环芳香化合物
（3）苯的化学简介
（4）芳香取代反应、苯还原、苄基反应
 
13、芳香取代反应
（1）亲电芳香取代反应
· 反应机理、
· 取代基效应、
· 各种取代反应(Arene C-C/C-X)
（2）亲核芳香取代反应
· 反应机理、
· 取代基效应
（3）苯炔反应
· 反应机理、
· 苯炔中间体
 
14、羰基化学I：加成反应
（1）醛酮的结构与性质
（2）醛酮的制备方法
（3）羰基加成反应
· 反应机理、
· 亲核加成反应
 
15、羰基化学II-羧酸及其衍生物
（1）羧酸及其衍生物结构与反应性
（2）羧酸及其衍生物的制备方法
（3）加成-消除反应  
 
16、羰基化学III：a-位反应
（1）烯醇、烯醇负离子和烯胺的形成过程
（2）a-卤化反应、 a-烷基化反应
（3）Aldol, Mannich, Claisen反应
（4）共轭加成反应（Michael Addition）
 
17、功能性分子：胺和杂环化合物
（1）胺类化合物结构与性质；
（2）胺的制备；
（3）胺的反应；
（4）氮杂环化合物的反应；
 
（三）生物有机化合物
 
18、糖类、脂类
（1）糖类知识与糖的反应；
（2）脂类化合物；
19、氨基酸与蛋白质
（1）氨基酸及其合成；
（2）多肽与蛋白质；
（3）多肽与蛋白质的一级结构、高级结构；
（4）酶
20、核酸和蛋白质合成
（1）核酸、核苷与核苷酸；
（2）DNA，RNA与蛋白质合成；
 
以第1章~第17章为主，同时注意各种人名反应，其他章节一般了解。
 
 
四、物理化学部分考试内容
 
（一）考试大纲
 
1、热力学三大定律
2、热力学定律的应用
（1）多组分体系热力学及其在溶液中的应用
（2）相平衡
（3）化学平衡
3、电化学
4、化学反应动力学基础
 
（二）考试要求
 
1、热力学三大定律
（1） 明确热力学的一些基本概念，如体系、环境、功、热、状态函数、变化过程和途径等。
（2） 掌握热力学第一定律和内能的概念。
（3） 熟知功和热正负号的取号惯例及各种过程中功与热的计算。
（4） 掌握U及H都是状态函数以及状态函数的特性。
（5） 熟练应用热力学第一定律计算理想气体在等温、等压、绝热等过程中的DU、DH、Q和W。
（6） 熟练应用生成焓、燃烧焓来计算焓变。
 
（7） 明确热力学第二定律的意义。
（8） 理解克劳修斯不等式的重要性，掌握热力学函数U、H、S、F、G的定义，并了解其物理意义。
（9） 明确DG在特殊条件下的物理意义，会用它来判别变化的方向和平衡条件。
（10） 熟练计算一些简单过程的DS、DH、DA和DG。
（11） 掌握各种平衡判据。
 
（12） 了解热力学第三定律的内容，明确规定熵值的意义、计算及其应用。
 
2、热力学定律的应用
（1） 熟悉多组分系统的组成表示法及其相互关系。
（2） 掌握偏摩尔量和化学势的定义，了解二者的区别和在多组分系统中引入偏摩尔量和化学势的意义。掌握理想气体化学势的表示式及其标准态的含义。
（3） 了解理想液态混合物的通性及化学势的表示方法。熟悉稀溶液的依数性，会用依数性计算未知物的摩尔质量。
 
（4） 明确相、组分数和自由度等相平衡中的基本概念。
（5） 熟练掌握相律在相图中的应用。在双液系相图中，了解完全互溶和部分互溶相图的特点，掌握如何利用相图进行有机物的分离提纯。
（6） 学会用步冷曲线绘制二组分低共熔点相图，会对相图进行分析，并了解二组分低共熔相图和水盐相图在冶金、分离、提纯等方面的应用。
 
（7） 了解从平衡常数导出化学反应等温式，并掌握这个公式的使用。
（8） 了解从化学势导出标准平衡常数。
（9） 理解的意义以及标准平衡常数的关系，掌握的求算和应用。
（10） 熟悉温度，压力和惰性气体对平衡的影响。
 
3、电化学
（1） 掌握形成可逆电池的必要条件、可逆电极的类型和电池的书面表示方法，
（2） 能熟练、正确地写出电极反应和电池反应，
（3） 掌握Nernst方程计算电极电势和电池的电动势。
（4） 掌握热力学与电化学之间的联系，会利用电化学测定的数据计算热力学函数的变化值。
 
4、化学反应动力学基础
（1） 掌握宏观动力学中反应速率的表示法，基元反应，非基元反应，反应级数，反应分子数，速率常数等的基本概念。
（2） 掌握简单级数的反应如零级、一级、二级的特点，从实验数据利用各种方法判断反应级数，熟练地利用速率方程计算速率常数，半衰期等。
（3） 掌握三种典型的复杂反应（对峙反应、平行反应和连续反应）的特点。
（4） 掌握活化能的含义，它对反应速率的影响，以及活化能的求算方法。
 
（5） 掌握碰撞理论和过渡态理论的基本概念，用这两个理论计算简单反应的速率常数，掌握活化能、阈能和活化焓等能量之间的关系。
 
四、参考书目
1、无机化学， 第三版，曹锡章 等编著，高等教育出版社，2003年出版。
2、无机化学，（修订版），张祖德 编著， 中国科学技术大学出版社，2008年出版。
3、基础无机化学（上、下），原著：张淑民，修订：吴集贵，王流芳，兰州大学出版社，1995（上册），1996（下册）出版。
4、分析化学（上册），2016年第六版。武汉大学主编，高等教育出版社
5、分析化学（下册），2018年第六版 武汉大学主编，高等教育出版社
6、基础有机化学 (上,下册) 第四版，邢其毅，裴伟伟，徐瑞秋，裴坚，北京大学出版社，2017年01月。
7、T. W. Graham Solomons, Craig B. Fryhle, Scott A. Synder: Organic Chemistry (11th Edition), 2013, John Wiley & Sons 【参考】
8、K. Peter C. Volhardt等主编《有机化学：结构与功能》（第四版），戴立信等译，化学工业出版社，2006  【参考】
9、物理化学 （第五版），上、下册，傅献彩、沈文霞、姚天扬、侯文华编，高等教育出版社，2005年
 
五、说明
主要题型有：是非题、选择题、填空题、简答题、计算题、综合题等。
 
 
编制单位：中国科学院大学
编制日期：2019年6月14日
 

本文来源：http://m.okaoyan.com/guokeda/cankaoshumu_376984.html