什么是CCO?
CCO(Canadian Chemistry Olympiad)是由Chemical Institute of Canada举办的一年一度的、受到广泛认可的化学竞赛。 一般考生在四月考完CCC后在七月左右拿到金奖,就会成功晋级了CCO。将会在十月报名参加CCO。
在竞赛中,5%的参赛选手获得national top gold,10%获得金奖,20%获得银奖,35%获得铜奖。考到前35%就能拿下一个竞赛奖项,听起来好像比30%获奖率的CCC要容易,但是考虑到CCO难度非常大,想在CCO中拿到金奖,不是件容易的事情,做题做到自闭是常态,希望大家做好心理准备
为什么要考CCO?
在所有的化学竞赛中,笔者认为CCO的难度是最大的。如果在CCO中能拿下金奖甚至是银奖,都能很好证明自己的硬学术实力。 此外,CCO中涉及的很多知识都和大学化学专业有关,不乏为一种探索学科兴趣的好选择 准备考试CCO一般有五道大题,在题目特别难的时候是若干道选择题+四道大题,大题分为有机化学、无机化学、分析化学、物理化学四个板块。
其中,每年的有机化学都会出现一道框图合成题,即展示工业或实验室合成一个化学物质的流程。考生需要根据给出的信息和自己的知识,推断出一长串反应中的中间产物,完成这道题目
笔者也为大家总结了刷题时遇到的考点:
1有机化学
全流程合成
同分异构
高分子(可能单独一道大题)
生物化学(可能单独一道大题)
2物理化学
热力学
动力学
电化学
水溶液
3无机化学
原子结构和光谱
分子结构和分子轨道
配位化合物结构和晶体场理论
晶体和晶胞计算
元素化学中的常见物质转化
4分析化学
滴定计算
多元酸碱、弱酸弱碱盐的分析计算
配位化合物的转化计算
无机物的转化定量计算
例题分析
虽然涉及不少在AP或者a2,或者ib高阶阶段的知识点,但CCO考察得很难,计算量很大,且需要考生对化学原理有相当敏锐的直觉。
以AP常考的化学计算为例,AP只会让考生进行较简单的化学计量数之间的转换,如在硫酸银和铜反应生成银和硫酸铜的反应中,让考生判断limiting reagent并求出反应后某离子的concentration/percent yield……,但CCO会有很多步,很多种不同的试剂,很容易绕晕考生,如2020年第2题:
本题重点是通过前两段算出粉末里杂质的占比,再算出次氯酸钙的质量,从而求出effective chlorine的百分比。注意这里使用的粉末溶液浓度应该是7.83g/1000ml水/10,因为在每次反应前溶液都被稀释成了原来的十分之一。
例题分析2
再看2022年第2题,了解一下CCO的风格: CCO的题目都比较长,由于篇幅有限,笔者只讲解做题思路。
第一问
第一问是元素化学的分析题目,需要根据已知的化学知识推导出所求物质。粗略读一遍题干,可以得出的信息是A是一个受热会分解的盐,溶于水中呈弱酸性,常被用做肥料和氧化剂。B和C都是A分解的产物。
无色难闻气体D是A和氢氧化钠加热后的产物,E是A和氢氧化钠加热后的固体产物。气体D与硝酸银溶液反应生成褐色沉淀F,但过量D会使得溶液变澄清。 E受热分解生成燃烧必备的气体G和白色固体H,当H和硝酸反应时,生成棕色气体。
本题的切入点是红棕色气体C为二氧化氮,燃烧必备气体G是氧气。无色难闻气体D可能是氯气或氨气,结合题目具体条件分析即可解答。 从这一小问就可以看出CCO对基本化学素养要求十分高,读者若有兴趣,不妨从现在就开始多多积累化学知识。
第二问
从第一问得出每个化学物质是什么之后,第二问就不难了,注意别忘记配平。
第三问
第三问leucine acid是弱酸,在水中不完全解离成酸根(CH3)2CHCH2CH(NH3+ )COO‐(A-)和H+。在弱酸体系中,有水解平衡:[A- ] + [OH- ] = [A+] + [H+],从而求得Ka和Kb,A-和A+的表达式。 Ka = [A- ][H+ ] / [A] Kb = [A+ ][OH- ] / [A] 因为是个弱酸,所以只有很少一部分氢离子和氢氧根离子被电离,可得: Since [A+ ] >> [H+ ] and [A- ] >> [OH- ] ,[A+ ]≈[A- ] Kb[A] / [OH- ]= Ka[A] / [H+ ] 将[OH- ]用Kw/[H+ ]表示。 [H+ ] 2 = Ka[A] * Kw / Kb[A] 从而求出氢离子浓度。根据pH=-log[H+ ]可求出pH = 5.98。
第四问
第四问问用什么滴定,用什么做指示剂。溶液呈酸性,所以应该使用氢氧化钠滴定,酚酞做指示剂。第五问问用什么标准化第四问的titrant,我们选择的是氢氧化钠,所以应该要用一个有酸性的物质,邻苯二甲酸氢钾和草酸都可以。
如果你真的把上面的所有讲解都看了一遍,应该已经对CCO的难度和风格有所了解,总的来说,信息量很大,过程较多,需要脑子时刻保持清醒。最好的应对措施之一就是做题-总结-学习-做题这样循环,确保会的都能做对,不会的根据已有知识尽量做。
虽然难度大,但是有过程分,所以如果基础足够扎实,还是能拿到不少分的。
备考时间轴
CCO的考试时间一般在当年十月,从七月开始,考生一般选择的策略是做题+总结+学习。做真题的频率基本是一周一套,每周抽一个小时出来做往年真题并批改,总结错误。做题做多了就会发现很多考点是重复的,说明这些考点比较重要(如分析化学中cell晶胞的分析,有机化学中的各种基本反应),需要牢牢掌握。
到九月底基本所有题都做完了,除了之前在刷题阶段留下的近三年的模拟真题。到最后其实也就是看看错题,确保自己弄懂了每一道不会的题,每一个不理解的知识点,并且提醒自己不要再犯。
在这中间翻翻参考书,学一学自己感兴趣的有机反应。 到最后上考场的时候要放平心态,毕竟是真的很难,做不对也是正常的。不太可能把所有题写完,只是尽可能把自己会的都写了
备考tips
笔者总结了几个常考的知识点,读者可以着重准备:晶胞cell,轨道杂化与能量,络合物结构,弱酸弱碱水和平衡等。 还是那句话,在做题过程中一定要思考知识点之间的联系,总结pattern,提高效率。