Unit 1–9 速览复习Unit 1–9 Quick Review

约 45 分钟

学习目标

  • 用主动回忆检查九个单元的核心知识,找出需要回头复习的单元
  • 按单元权重安排复习时间,优先保证第 3 和第 8 单元
  • 练习把两三个单元的知识串在一道题里使用

前置知识

  • AP 第 1–9 单元
  • 考试结构与评分方式(4.1.1)

怎样复习最有效

考前复习,主动回忆(不看书,先自己说出答案,再核对)比反复重读有效得多:回忆时卡住的地方,就是考试时会丢分的地方。

  1. 先测再看:用下面的卡片逐个单元自测,答不上来或答错的标记为“没记住”。
  2. 按权重分配时间:第 3 单元(18–22%)和第 8 单元(11–15%)占的分最多,其余单元各占 7–9%。
  3. 回到课里补:点进没记住的单元,重看那一课的例题,再做一遍练习。
  4. 隔几天再测:同一组卡片隔两三天再做一次,直到都能答出。

九个单元的核心

主动回忆:先自己想答案,再点开核对,按实际情况自评

U1 原子结构与性质 7–9%

  1. 质谱图中,峰的横坐标和相对高度分别代表什么?

  2. 同一周期从左到右,原子半径和第一电离能怎样变化?为什么?

  3. 光电子能谱(PES)中,峰的位置和高度分别表示什么?

  4. 由各元素的质量求经验式,步骤是什么?

考题常常跨单元

AP 的题很少只考一个单元。FRQ 的长题常把计量(第 4 单元)、气体(第 3 单元)、热化学(第 6 单元)和平衡(第 7 单元)放在同一个情境里。下面两道例题各串起了三个单元。

例题 1:计量 + 气体(第 1、3、4 单元)

0.243 g 镁和过量盐酸反应:Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)。生成的 H₂ 在 25 °C、0.980 atm 下的体积是多少?(Mg 24.31 g/mol)

分步解析
  1. 镁的物质的量(第 1 单元)。

    n(Mg)=0.24324.31=1.00×10−2 moln(\ce{Mg}) = \frac{0.243}{24.31} = 1.00 \times 10^{-2}\ \text{mol}
  2. 按方程式换算(第 4 单元)。 n(H₂) : n(Mg) = 1 : 1,所以 n(H₂) = 1.00 × 10⁻² mol。

  3. 理想气体定律(第 3 单元)。 T = 298.15 K:

    V=nRTP=(0.0100)(0.08206)(298.15)0.980=0.250 L\begin{aligned} V &= \frac{nRT}{P} = \frac{(0.0100)(0.08206)(298.15)}{0.980} \\ &= \boxed{0.250\ \text{L}} \end{aligned}

例题 2:平衡 + 酸碱 + 热力学(第 7、8、9 单元)

25 °C 时 HF 的 Ka = 6.4 × 10⁻⁴。求 HF 电离的 ΔG°,以及 0.10 mol/L HF 溶液的 pH。

分步解析
  1. ΔG°(第 9 单元)。 ΔG° = −RT ln K:

    ΔG∘=−(8.314)(298.15)×ln⁡(6.4×10−4)=1.82×104 J/mol=+18.2 kJ/mol\begin{aligned} \Delta G^\circ &= -(8.314)(298.15) \\ &\quad \times \ln(6.4 \times 10^{-4}) \\ &= 1.82 \times 10^{4}\ \text{J/mol} \\ &= \boxed{+18.2\ \text{kJ/mol}} \end{aligned}

    ΔG° > 0,和 K < 1 一致:HF 在水中只有一小部分电离。

  2. 先用近似(第 8 单元)。

    x≈Kac=6.4×10−4×0.10=8.0×10−3x \approx \sqrt{K_a c} = \sqrt{6.4 \times 10^{-4} \times 0.10} = 8.0 \times 10^{-3}
  3. 检查近似。 8.0 × 10⁻³ ÷ 0.10 = 8%,超过 5%,近似不够好,用 ICE 表解二次方程(第 7 单元):

    x20.10−x=6.4×10−4x=7.7×10−3 mol/L\begin{gathered} \frac{x^2}{0.10 - x} = 6.4 \times 10^{-4} \\ x = 7.7 \times 10^{-3}\ \text{mol/L} \end{gathered}
  4. pH。 pH = −lg(7.7 × 10⁻³) = 2.11\boxed{2.11}。

练一练:快速判断对错
  1. 催化剂能增大反应的平衡常数 K
  2. 同一周期从左到右,原子半径减小
  3. 弱酸被强碱滴定,计量点的 pH = 7
  4. 吸热反应在任何温度下都不可能自发
  5. 键级越高,键越短、越强
  6. 一级反应的半衰期与起始浓度无关
  7. 降低温度总会使平衡向正反应方向移动
  8. 真实气体在高压、低温下明显偏离理想气体

常见误区

误区 1:“把书从头到尾再读一遍就是复习。” 重读让人觉得“都会”,但考试要的是提取。先自测,再针对答不出的部分去读。

误区 2:“每个单元花一样多的时间。” 第 3 单元的分值是其他单元的两倍多,第 8 单元也明显更多。时间按权重和自己的薄弱程度分配。

误区 3:“每个单元单独练熟就够了。” 考题常常跨单元。做综合题时要能判断每一步用的是哪个单元的方法(例如先计量,再气体定律)。

即时小测

AP 化学考试中,分值占比最大的单元是?

下面哪种复习方法效果最好?

ΔG° = +18.2 kJ/mol 的反应,K 和 1 相比怎样?

用 x ≈ √(Ka·c) 近似后,什么情况下必须改用二次方程?

下面哪一对知识点最可能出现在同一道题里?

CH₄、NH₃、H₂O 中,沸点最高的是?

AP 式练习

AP 风格自由作答题

合成氨反应:N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)。25 °C 时的数据(OpenStax 附录 G),ΔfH° 的单位是 kJ/mol,S° 的单位是 J/(mol·K):

物质ΔfH°S°
N₂(g)0191.6
H₂(g)0130.7
NH₃(g)−45.9192.8

(a) 画出 NH₃ 的 Lewis 结构,指出分子的形状,并说明它是否为极性分子。

(b) 计算反应的 ΔH° 和 ΔS°。

(c) 计算 25 °C 时的 ΔG°,并判断反应在标准状态下是否热力学有利。

(d) 工业上在约 700 K 下进行这个反应。升温对 K 和反应速率各有什么影响?

参考答案与评分要点

(a) N 与三个 H 各形成一个单键,N 上有一对孤对电子;四个电子域,分子为三角锥形。N–H 键有极性,三角锥形使偶极不能抵消,NH₃ 是极性分子。

(b) ΔH° = 2(−45.9) − 0 = −91.8 kJ/mol;ΔS° = 2(192.8) − [191.6 + 3(130.7)] = 385.6 − 583.7 = −198.1 J/(mol·K)。

(c) ΔG° = −91.8 − 298.15 × (−0.1981) = −32.7 kJ/mol < 0,在 25 °C 的标准状态下热力学有利。

(d) 正反应放热,升温使 K 减小(平衡向左移动);但升温使更多分子的能量超过活化能,反应速率增大。工业上用较高温度(和催化剂)是为了让反应足够快。

评分要点: (a) Lewis 结构、三角锥形、极性;(b) ΔH° 和 ΔS° 的值与符号;(c) ΔG° 及其判断;(d) K 减小、速率增大,并各给理由。

小结

  • 复习用主动回忆:先自测,再回到没记住的单元补,隔几天再测。
  • 时间按权重分配:第 3 单元和第 8 单元优先。
  • 综合题要分清每一步用的是哪个单元的方法,并检查近似是否成立、单位和符号是否正确。

AP 提示: 最后两周,每天做一组跨单元的题(例如一道 FRQ 长题),比只复习某一个单元更接近真实考试。

数据来源:单元权重取自 College Board《AP Chemistry Course and Exam Description》;HF 的 Ka 取自 OpenStax《Chemistry 2e》附录 H;ΔfH° 和 S° 取自同书附录 G。

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