化学 U4模块考点整合

距离一月赛季仅有五周时间，目前各科目已陆续进入复习筛查的阶段，对于各模块知识点全面多维的巩固强化是现下的重中之重。化学 U4是 A2阶段的关键衔接，与前期积累的基础内容相承接，同时在难度和综合性上都有所提升，也是最终合分前的关键一役。本篇将由理综教研部老师结合教材核心考点，为大家整合回顾化学 U4中那些不容失分的要点内容。

模块侧重

要点整合

『化学动力学』

作为化学 U4的第一模块，化学动力学 (Kinetics)融合了 U2模块的反应速率，并在此基础上加入了反应机理 (Mechanism)，需明确 rate determining step类似木桶理论中的“短板原则”，即反应中最慢的步骤，决定反应的整体进度。这一步骤中参与反应的物质个数将直接决定反应机理是属于 SN1还是 SN2，这也是贯穿 U4的关键知识点之一。

而 half-life，反应物浓度减至一半所需的时间，则是判定反应级数 (Order of Reaction)的依据之一，即 half-life随着反应进行保持恒定则反应中该反应物属于 first order with respect to the reactant；而 half-life随着反应进行在翻倍，则反应中该反应物对应second order with respect to the reactant；当反应物浓度与时间的坐标图呈直线下降趋势斜率不变时，则反应中该反应物对应 zero order with respect to the reactant。

来源：理综教研部化学 U4动力学讲义截图

另外结合书中整理反应的级数对应速率常数 rate constant的单位，这是部分考生容易遗漏和出错的一环，理综教研部归纳单位检验时可代入对应公式，其中 n则是反应的级数，而单位确认不仅是这一单元的专属，包括后面章节中的各类运算，单位的检查都是必不可少的环节之一，还需引起重视。而作图部分同样是这一单元中容易混淆的一块内容，除了最基础的浓度与时间坐标图，还有 1/t与浓度坐标图 (t为时间)，以及lnk与1/T坐标图 (T为温度)，尤其是后两者的横纵轴标注一定注意区分。

来源：理综教研部化学 U4动力学讲义截图

『熵变与能量学』

这一章节是对反应是否自发进行的讨论，而这需要同时满足 Thermodynamic Stability和 Kinetic Stability两方面均处于 unstable状态，分别对应总熵 Total Entropy为正值以及活化能 Activation Energy较低。也就是说，将 Entropy Change of the System与 Entropy Change of the Surroundings相加得到的 Total Entropy若为正值，则反应为 Thermodynamically Unstable，满足自发反应的条件之一；而若 Activation Energy较低，则反应为 Kinetically Unstable，满足自发反应的条件之二。两者同时满足，Spontaneous Reaction得以形成。

此处尤其注意 Entropy Change of the Surroundings的公式，可知其正负与 Enthalpy Change of Reaction相反，在讨论 Total Entropy的正负时，若 Entropy Change of the System与 Entropy Change of the Surroundings正负相反，则需将两者数值的 magnitude进行比较，得出最终的 Thermodynamic Stability。

来源：理综教研部化学 U4能量学讲义截图

另外涉及内容较为细碎的部分即是需要考虑完整能量转化的 Born-Haber Cycle与 Hess's Law的进一步应用。除了之前单元中已接触过的 Standard Enthalpy Change of Atomisation、Ionisation Energy与 Standard Enthalpy Change of Formation之外，构成完整的 Born-Haber Cycle还需加入 Electron Affinity和 Standard Lattice Energy。理综教研部温馨提示 Atomisation应发生在 Ionisation和 Electron Affinity之前，注意回归定义和方程式。

『化学平衡』

平衡在理论层面可以说是与 U2第九单元并无出入，只是加入了数据运算的板块。不过需要明确的是，Kp运算自然只涉及气体数据，而在 homogenous reaction中Kc运算时的数据也只来自统一状态的物质，heterogeneous目前阶段同样不考虑组合状态的表达式。此处数值运算和单位的判定同样是部分考生容易出现错漏的部分，还需回归教材例题，注意清晰梳理。

由于运算环节相较而言会更具综合性，此处将重点展开 Kp的运算细节。首先对于摩尔数的推算同样满足按照系数运算反应和生成的量，不过需注意最终代入 Kp运算公式的是平衡时各物质的 Partial Pressure，则需考虑各物质在平衡时的摩尔占比与总气压的乘积。

来源：理综教研部模拟作答过程图

以上理综教研部模拟作答中该考生在运算过程中出现了反应物系数错漏的问题，即需注意反应物消耗和生成物产生的量都是以系数作为比例进行增减的，这直接影响到平衡时各物质的对应占比。本身并不是困难点，主要还是在运算逻辑上需要清晰把握，不遗漏细节。

另外在表述部分引入了 Qc和 Qp的概念，也就对应了平衡模块的数据表述，注意 Kc和 Kp仅随温度发生改变，不过 Qc和 Qp为瞬间值，即改变反应物或生成物数据的那一刻的反应商，虽算法上与 Kc和 Kp一致，不过数值会有所偏移，这也正是在表述环节需要加入内容。理综教研部温馨提示当反应物或生成物数据变化时，运算 Qc或 Qp时需注意总体积或总摩尔数的调整，反应平衡向 Kc和 Kp的方向进行，以回归恒定的平衡常数。

『酸碱平衡』

章节开篇进一步定义了酸和碱，即 proton donor为酸，proton acceptor为碱，这也是酸碱专题中相当关键的理论基础，可直接递推 conjugate acid-base pair。而由于公式相对较多，计算部分同样是该模块十分容易混淆的部分。以下列出专题所需公式，还需注意各自对应的使用场景。

来源：理综教研部化学 U4酸碱讲义截图

除弱酸和弱碱滴定时仅出现 point of inflection，无法使用指示剂确认 equivalence point外，其它情况下酸碱滴定时都会出现一定长度的 steep section，也就对应了指示剂的选择，需将指示剂的 pH range与滴定实验中的 steep section相重合，即可通过指示剂颜色变化的 end point确认 equivalence point。

而 Buffer Solution同样是酸碱专题中的必考内容之一，运算部分需要考虑：在 half-equivalence point时，酸与其共轭碱的浓度一致，此时溶液的 pH值与 pKa相等。另外在计算 pH值时，若酸性溶液中的浓度低于该温度下水电离的浓度，则按中性判定 pH值；碱性溶液中浓度低于该温度下水电离的浓度，同样按中性判定 pH值。例：298K，酸性溶液中浓度低于，则判定其 pH值为 7。

『有机化学：羰基、羧酸与手性』

这一章节涉及物质检验以及实验现象表述较多，包括 aldehyde的四种检验方式、nitrile和 ester分别对应的两种水解方式、以及 carbonyl compound的检验与 iodoform reaction的实验，都是部分考生比较容易混淆的内容，而理综教研部强调理解记忆，以下列出部分本专题涉及的部分物质检验，还需回归原理，尤其清晰把握具体官能团发生的实际反应规律，避免机械背记而导致的错漏和失分。

来源：理综教研部化学 U4有机检验讲义截图

对于 Chromatography，应注意区分几类分离方法的构成与优缺差异，尤其把握 stationary phase与 mobile phase分别指代的物质对象，这将直接影响分离过程中各成分最终的 retention time，即物质受 mobile phase吸引越大，也就是受 stationary phase吸引越小，则 retention time越短。而Chromatography常与Mass Spectrometer联合应用以精准判定物质成分与结构，前者给出大致的物质数据，后者则是通过 molecular ion peak以及 fragmentation peak做出精确匹配。

NMR与图像中的 splitting pattern是部分考生会比较头疼的内容，尤其需理解相邻原子的互相影响，清晰梳理才是关键。其中大部分有机物进入 NMR系统时需溶于，因为其含偶数个 nucleon number，核子旋转方向相互抵消，不会在 NMR中产生干扰。而 TMS(tetramethylsilane)含有完全对称的结构，同时所含有的 12个 H均属同一化学环境，则被认为是横轴 chemical shift作为对照的 0ppm。

来源：理综教研部化学 U4有机核磁共振讲义截图

由于不同的化学环境会对相邻的碳原子造成影响，则若该碳原子连有 n个氢原子，则与其相邻的碳原子在NMR中将会显示 n+1个 sub-peak，例：自左往右在 High Resolution Spectrum中依次产生 3、4、1个 sub-peak。其中左起第一个碳原子右侧碳原子连有 2个氢原子，则产生 3个 sub-peak，称为 triplet；而左起第二个碳的左侧碳原子共连有 3个氢原子，因此产生 4个 sub-peak，称为 quartet；最右侧碳原子相邻原子并非碳且无氢原子相连，则产生 1个 peak，称为 singlet。这块内容尤其注意对象指代，切不可模棱两可，具体 chemical shift参照公式书与横轴做垂线进行范围对应即可。

以上就是理综教研部针对化学 U4中各模块要点内容的梳理归纳，还需反复阅读，理解内化，预祝各位在即将开启的一月赛季中能够做到理想发挥，顺利攻克每一道关卡！