化学竞赛解题技巧

该思维导图总结了化学竞赛解题的各类技巧和方法，包含化方、推断、有机、分析、原理、Tips等，有助于参赛者提升解题能力和效率。

化竞解题技巧

• 无机
  • 结构
    • 原子
      • 求I1
        • I=εI*NA
        • εI=ε3s-3p+ε3p-∞
    • 分子
    • 晶体
      • 化学式+正当晶胞
        • 化学式：未知元素时，先写ABn，再确定元素（不能只凭大小）
      • 配位数+堆积+填隙
        • 配位数和配位多面体
          • 12立方八面体
          • 4平面四方、四面体
          • 6八面体
        • 填隙
          • 三棱柱空隙（简单层）
          • 八面体与四面体空隙（密置层）
      • 结构基元
      • 点阵形式（braivis）+晶系
        • 有6重反轴：三方
      • 晶体结构
      • 晶胞类型
      • 晶体类型
      • 坐标、间距与投影
        • 层间距的计算
          • 六方最密堆积
          • 立方最密堆积
        • 根据堆积方式计算高度c：填隙层高=下方密置层高×n+当层密置层高÷2
        • 同层间距的计算
          • 六方
      • 密度计算
      • 技巧
        • 平移对称性判断化学环境、晶胞内外、结构基元
    • 配合物
      • 价态推算
        • 配位不变价 成键-1 电荷配平（Cp-）
      • EAN
        • 离子法
          • d+配位+成键+s（看价态）
        • 原子法
          • d+s+配位+成键
        • 用EAN算键数
      • 配合物异构
        • 已有确定的键连
        • 判断化学环境
        • 添加一个配体
        • 判断化学环境……
        • 判断有无对映异构
      • 经验
        • 注意成键/配位/离子键（虚线）
        • 桥联配体（OH-，CH3-（与金属），H-（与Al，B））
        • 含水有氧 有C3 轴
          • O（3配位）为中心 OH桥连 H2O单齿配位 双键O
          • M3（μ3-O/N）（μ2-L）6
        • Fe与CN-一般6配
        • 双负配合物：两位点配位/双键
        • 大中心原子：倾向于5元环螯合
        • 用S配位
          • SO3-
          • S2-
        • 醋酸根适合桥连
    • 画学
      • 示出平均共振
      • 若不明确规定H+，优先画电中性配合物
  • 物化
    • 热力学
      • △rGmΘ=-RTlnKΘ（G（J/mol））
      • 化学平衡
    • 动力学
    • 电化学
      • 多以水为反应物
      • 甘汞参比电极
      • Nerst方程
  • 核化学
    • 32He无放射性
    • X为稳定同位素且无放射性来源：作为基准量测定 （物料守恒式同除引入）
    • 计算
      • 核反应方程式物料转化守恒（△）
      • 衰变动力学
• 有机
  • 立体
  • 保护基
  • 选择性
    • I：高亲核性与离去性，可作催化剂
  • 人名反应
    • 周环
      • 底物对称，电性差异不大
      • mitsunobu常规机理
  • 共振式
    • 不断键优先，非键共振在后
  • 机理书写步骤
    • 1、判断反应类型
      • 1、自由基（引发剂、光照/加热）
      • 2、周环（条件简洁，碳架变化大）
      • 3、离子（取代/消除/缩合）
    • 2、切断（全合成？）
      • 缩合形成的双键
    • 3、判断选择性
      • 判断顺序
      • 检查合理性
    • 要点
      • 注意存在形式（质子化）
      • 只写主线
      • 质子+-不能省略
      • 立体化学：每步依次推理
      • 带抗衡离子
      • 羰基加成四面体中间体
  • 基团特性
    • 双键：易被氧化
    • 基团迁移速率
      • rate迁
      • 迁后C正稳定性
    • 叠氮
      • 端位被进攻
      • 离R近的亲核
    • H负还原nBu3SnX至nBu3SnH
  • 聚合度
    • 已反应÷总量
  • 共轭的画法：优先环状
  • 判断亲核试剂
    • 碱性：OH>OMe>OH2
  • 有I先打I
  • 金属催化
    • 氧化加成/还原消除
    • 迁移插入/α-消除
    • 一般成对出现
• 分析
  • 化合价守恒
  • 关注
    • 定容，稀释
    • 返滴定
• 原理
  • 溶液平衡
    • 算［H+］
      • 平衡
        • 恒容：可列n，p，c 恒压：V变化，仅能列n的平衡
        • 分布系数
      • 守恒
        • 三大守恒
          • 电荷
          • 物料
          • 质子
        • 化学方程式（三段式，n守恒）
          • 配平方程可根据系数算浓度
    • 比较溶解度
      • 同阴看pKa 同阳看阴离子浓度，比较可溶的［M］
    • 沉淀溶解平衡
      • 法1：写方程式+算K+平衡计算（需迭代解二元高次方程，不推荐）
      • 法2：电荷守恒+分布系数+已知浓度转化=>［H+］有关方程
  • 气相平衡
    • 三段式（n的关系）
    • n=n总*x
      • 注意n总是否变化
    • 算平衡分压p
      • 物料转化守恒（x0=x1+0.5*x2…）（三段式） +Kp分压平衡常数 +pi/p总=xi（分压定律）
  • 算平衡常数K
    • 定义
      • KΘ，Kp，Kc，Kx的关系
    • 反应式乘除
  • 近似方法
    • 稀酸中［H+］≈√（Ka1×Ka2）
    • 一元弱酸［H+］≈√（Ka*c）
    • 缓冲溶液pH=pKa2+lg（［A-］/［HA］）
  • 计算综合
    • 问能否溶解
      • 判断自发性
        • 列出已知K的反应（求解已知反应的K）
        • 写出已知和目标式的关系
        • 反应式乘除得总K
        • 判断K___1
  • 疏水、聚合与溶解的热力学解释
    • 焓变
    • 反应物的熵变
    • 溶剂的熵变
    • eg.CaCO3不溶于水的原因
      • 焓：克服晶格能，获得水合能（总体放热）
      • 熵：产生有序水，熵减巨大
• 化方
  • 默认化学方程式
  • 要求写多个：优先写简单的
  • 物质
    • 优先考虑简单产物
    • 区分Na/液氨和氨基钠
    • S2X2，not SX2
    • 推断反应物：根据价态推常见存在形式（优先不变价）
  • 条件
    • 爆炸/强热：生成热稳定产物（H2O，CO，N2）
    • Red/Ox环境
      • 是否有变价不完全的物质
  • 检查
    • 酸碱性、环境（热，溶剂）
    • 生成物的共存性
    • 是否存在不合理产物
    • 注意反应驱动力
      • 焓驱动
      • 熵驱动
        • 一般放热不明显的固体反应需要生成气体
  • 配平技巧
    • 得失电子守恒+电荷守恒+原子守恒
    • 待定系数法
  • 知识点
    • 鉴定Li
    • 硅化钙醇解
    • CuS溶于CN-
  • 积累
    • 刺激性气体
      • NH3
    • BaMnO4沉淀
    • SrIO3沉淀 BaIO3沉淀
• 推断
  • 作用范围
    • 元素计算推断
    • 结构组装
    • 分析
    • 高分子
  • 推断依据
    • 结构汇总
    • M
    • 元素性质
    • 对称性
  • 推断技巧
    • 计算推断方法（szm）
      • 差减法（热重）
        • 最简假设（后续可能推翻）
        • 列关系：
      • 质量分数作比例
        • 要求
          • 大数比小数
            • 大数：H，C，L，H2O，O（M2Ox）
            • 小数：有机杂原子，中心原子，M（M2Ox）
        • 方法
          • 分析数据求ω（可设M…）
          • 作比例
          • 求残量 or 按元素计量比设元解方程（列未知数-1个）
          • （找合适元素）
            • 依据
              • M残
              • 共价/离子可能产物的稳定性
              • 可能的反应物
          • 分析元素的存在形式
      • 题目->条件
      • 配平法
        • 设化学式_x_y_z
        • 配平方程式
        • 列方程（n守恒）：n=m1/M1=m2/M2
        • 解
      • 打表法/不定方程法
        • 设化学式（M2Ox）
        • 列ω方程（ωM=2M/（2M+16n））
      • 条件->结论
    • 结构推断方法（mk）
      • 拆分
        • 求化合价（由成键方式决定）
          • 根据相邻原子电负性
          • 相同原子成键，化合价-1
          • 成宾，化合价-2
      • 推断
        • 构造团簇片段
          • 依据
            • 配位数
            • 化合价
            • 常见稳定价态与氧还性质
      • 组合
        • 片段拼凑
          • 依据
            • 对称性（化学环境）
            • 配位数
    • 配合物推断
    • 配位方式推断
      • • 配位数守恒
        • 原子守恒
    • 元素推断经验
      • 碱性气体
        • NH3及其衍生物
      • 棕红/砖红色氧化物
        • Fe2O3
        • Cu2O
      • 写转化路径
      • 把数据作为先验信息
      • 推断信息
        • （前）制备方法
        • （中）性质
        • （后）下一步反应
    • 经验
      • 推断题优先确定式量
        • C34- N3-
• 解释
  • 电导率与浓度
  • 高温无序（取向、占位等）⇒高温晶胞对称性更高
• Tips
  • 区分离子/化学方程式
  • 公式代入
  • 形式电荷
    • 标形式电荷就不用标总电荷
    • Lewis结构式电荷尽量均分
  • 核反应方程式不用等号（m亏损）
  • 解释题
    • 逻辑链条1+n+1
    • 询问过多或过少怎样：分开作答
  • 推出题
    • 拆分步骤
    • 写出过程
      • 公式原式+代入
  • 有机一次反应按产物反推是否多步