9月24日,北京大学结束了“北京大学2023年优秀中学生化学学科探究拓展活动”针对大家最为关心的活动试题,自主选拔在线为大家带来本次营地活动的试题评析。
本次金秋营共11题,无机部分共7题,共138分,有机部分共4题,共70分。全卷总分208分,考试时间4小时。
第1题
比较经典的气相平衡体系,第一问是routine的根据平衡状态时的组成求算平衡常数;
第二问比较新颖,假设了反应的焓变随温度变化并给出了带未知数的表达式,但又假设熵变不变,需要根据吉布斯自由能变做桥梁求出焓变的表达式,整体比较基础,属于热身题。
第2题
北大的各类营基本必有的滴定分析题目。这次的素材比较新颖,是一套可以同时分析出单质硒和碱性亚硫酸根含量的方法,所涉及的滴定反应也大概是同学们平时没见过的,但是题目对滴定反应进行了充分的解释和描述,所以难度不高,细心的书写并配平滴定方程式,细心的计算即可。(但要又快又好!)
第3题
以一个非常新的工作(上个月才被发表至Science)为背景,考查了金属配合物催化cross coupling的内容。本题涉及到一个不太常见的Cu(III)配合物,可能需要对金属催化的基元反应(氧化加成—还原消除,配体的配位—解离,转金属,转移插入等)有一些基本的认知。
该题目提出了coupling的两种可能机理,并要求能够从反应机理分析出不同的配体、结构等对反应路径可能的影响。
当然重头戏(也是最好拿分的部分)仍然是金属配合物在催化循环中的价态、电子组态、磁性等的变化。整道题仍然不算作是“正式的把金属有机化学纳入考试范畴”了,主要还是以更像结构化学一些。这道题想要拿到所有分不太容易,但是拿一半以上还是很容易的。
第4题
又双叒叕是以钙钛矿结构为背景(确实,现在无机化学的前沿很多都是在搞钙钛矿相关材料)的晶体结构题目,有点像当年的RP相。
仔细读题,看清平移的关键部分和平移的方向,得出答案并不算困难。难度可能和21年国初题差不多,但是因为有了“前车之鉴”,解决此问题可能对同学们来说要更容易一些。
第5题
一道非常长,考点分布也非常综合的磷的团簇化学的题目。涉及到原子结构、分子结构、分子对称性、配合物结构、元素化学等无机化学中除了和计算相关内容之外的所有内容。
考查的方式也很多样,比如根据题干信息写结构,根据八隅律算键价,电离能和氧化还原反应的关系,结构和元素的推断,分子轨道理论的应用,根据题干信息写方程式等。有一定难度,还很考验同学们的耐心,以及根据题干信息+应用所学知识得到答案的能力。
第6题
配合物的合成—表征—应用题目,考法也很新颖。常规的推化学式,推基本结构,写合成方程式啥的就不说了,本题将配合物的结构表征和在催化“水氧化”中的应用和电化学的内容结合起来,后续还涉及配合物的无机化学反应的产物结构推理,给人眼前一亮的感觉。
本题也有一定难度,需要将各个维度的基本功与题干比较充足的信息结合起来推理,才能获得答案。
第7题
以分析化学教科书上利用分光光度法测定配合物的组成及稳定常数为素材的题目,属于所谓“决赛难度”的内容,但绝对难度实际不高,学过就不难做出来。本题需要同学们清楚这种方法的原理(或者在考场上能够推理出原理),并且计算得到正确的结果。
无机部分小结
总体上来说,无机部分的题量和难度还是比较扎实的,个人觉得比今年国初难。
思考量相对小的题目(比如第一题和第二题,第七题勉强算?)比较少,剩余的题目均有一定的难度和思考量,需要同学们有很比较高的做题技术和做题熟练度才能获得比较理想的分数,做题时间的把控也是一个问题。
有机部分
第1题
简单粗暴的完成反应题,反而是最考验基本功的。涉及到自由基加成、扩环重排、SN2Ar反应、分子内D-A反应等,其他的没啥好评的hhh,有一定难度,个人觉得不算纯送分。
第2题
硼酸(酯)类化合物在有机化学中的应用。第一问就是和硼氢化氧化完全类似的1,2-亲核重排和后续转化,第二问和第三问涉及到光敏剂和非链式的自由基反应,仔细分析也不难得出答案。
第3题
简单粗暴的写某重排反应的中间体的题目。底物中有酸性α-H的酯基和酰胺先在PPh3-CCl4-NEt3体系的催化下完成分子内的环化,再3,3-σ重排得到中间产物,再开环。
比较坑的是如果所谓“中间产物”没有推出来,第二问也G了,因为第二问的起始物质就是它。第二问的机理个人觉得也有一定难度,反应条件是标准的非离子型反应(非极性溶剂、加热等),反应的骨架变化很大,实际是经历了脱羧得到卡宾—卡宾插入—三元环电环化开环—氧化&芳构化的过程,也没有那么容易想出来。
第4题
题目叫“天然产物的合成化学”,其实就是在考反应机理,和合成一毛钱关系都无。先是一步地球人都看得出来的D-A反应,手性的Sn路易斯酸催化了这个反应且得到有对映选择性的产物,然后是质子酸催化下的分子内环化,然后是手性的Sn路易斯酸催化的不对称分子内环化的过程,中间涉及到两步碳正离子的重排。
本题虽然出现了手性催化剂和不对称合成,但整个反应和所谓的不对称合成没有一点关系,得到高对映选择性的原理和结果都不需要我们知道(实际也不太能知道),我们只需要根据最终产物写出正确的立体化学就可以了。这道题涉及的反应都比较基础和直球,题干的描述和提示说实话也挺具体的,我觉得只要不是被所谓的“不对称合成”吓到,以及做到这个时候还有充足的时间,得出答案应该不是很难。
有机部分小结
考查的素材不算太新颖,比较中规中矩。难度还是一如既往的稳定,不算太难但也绝非可以轻易得出答案,关键还有时间问题,接连的几次考试可能出现的惨剧都是无机部分花费时间太多,导致有机部分思考时间不够导致本来能想出来的题没有想出来等。
总结
还是很明显能看的出现在所倡导的考试风格的,主要有几个核心逻辑:
1.无机化学部分,单一考查某一个部分知识的题目变少了,很多题目都是把无机部分的很多模块知识综合起来考查和应用。
2.题干变长,题量变大,对做题的熟练度、速度、考场的时间安排和做题心态有较高要求。
3.对考生素质的要求:扎实的基本功+应用基础知识的能力+从题干获取信息能力+良好的做题技巧和逻辑推理能力+良好的做题心态。
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