個人情況
作為一名化學(xué)/生物/生化/環(huán)科相關(guān)專業(yè)的理工科學(xué)子,各類國際競賽是為 profile 增添光輝一筆的好選擇,在化學(xué)這一學(xué)科中,比較有名的競賽有:
英國化學(xué)奧賽 UK Chemistry Olympiads (UKChO)
美國化學(xué)奧賽 US National Chemistry Olympiads (USNCO)
加拿大化學(xué)競賽 Canadian Chemistry Contest (CCC)
加拿大化學(xué)奧賽 Canadian Chemistry Olympiads (CCO)
其中 CCO 是在參加過 CCC 并拿到一定含金量的獎項時才能獲得比賽資格的“進階版”CCC。
筆者作為普高國際部的學(xué)生,從高一開始選修了學(xué)校的化學(xué)競賽課程,跟隨老師學(xué)習一些相較國內(nèi)課本、AP 化學(xué)比較難的知識,在高二選了校內(nèi)的 AP 化學(xué)課,沒有像一些一直在學(xué)習競賽的同學(xué)一樣有很久的化學(xué)學(xué)習經(jīng)歷,但也在一系列包括 UKChO/CCC/CCO 在內(nèi)的化學(xué)競賽中拿到了金獎。
這也說明,在認真學(xué)習、充分備考的前提條件下,在國際化學(xué)競賽中取得不錯的成績對普高學(xué)生來說,并非不可能的任務(wù)。筆者對化學(xué)競賽也算是小有心得,也很榮幸能夠與讀者分享關(guān)于備考 CCC 的經(jīng)驗。
什么是 CCC?
CCC的全稱是加拿大化學(xué)競賽 Canadian Chemistry Contest (CCC),是由Chemical Institute of Canada舉辦的一年一度的、受到廣泛認可的化學(xué)競賽。
筆者高二在讀時(當年十一月左右)報名,次年四月考試,在次年七月左右拿到了金獎,成功晉級了CCO。在競賽中,10%的參賽選手獲得金獎,25%獲得銀獎,35%獲得銅獎,也就是說只要考到前30%就能拿下一個競賽獎項,為profile增添靚麗一筆。
為什么要考 CCC?
就像筆者之前已經(jīng)說過的,作為一名化學(xué)相關(guān)專業(yè)的理工科學(xué)生,除了校內(nèi)成績與校外活動,競賽是一個很好的加分項,能夠最直觀地向招生官和大學(xué)展現(xiàn)出自己的硬核學(xué)術(shù)水平。比起難度較高的中國化學(xué)奧賽 Chinese Chemistry Olympiads 和國際化學(xué)奧林匹克競賽 International Chemistry Olympiads,CCC 同樣受到廣泛認可,且考點范圍與 AP 化學(xué)考點差不多,不算非常難。
對于同學(xué)們來說,在學(xué)習 AP 化學(xué)的同時進行一點拓展,刷一些題,就能夠取得不錯的成績。畢竟 AP 化學(xué)都學(xué)了這么多東西了,不就是再稍微學(xué)那么一點、再做點題嗎?拿獎的同時還能復(fù)習 AP 化學(xué)知識點,這不香嗎?嗯,反正筆者覺得性價比很高!但是不管怎么說,想要取得好成績,離不開充分的備考,下面就和大家分享一下我當時是如何準備 CCC 的。
準備考試
備考之前,讓我們先了解一下 CCC 的特點。CCC在幾大化學(xué)競賽中,考察的內(nèi)容難度不高,范圍基本與 AP 重合,有機化學(xué)考察不多,題型為25 道純選擇題,時長為1個小時。如果基礎(chǔ)扎實,即使只學(xué)習過 AP內(nèi)容,也能取得不錯的成績,下面為大家介紹具體的考查內(nèi)容和幾個重要知識點。
考察范圍
氣體
分子結(jié)構(gòu)
計量化學(xué)
元素周期律
分子間作用力
酸堿
熱力學(xué)
動力學(xué)
電化學(xué)
*化學(xué)常識
*有機物命名
*有機物的同分異構(gòu)
*簡單的有機反應(yīng)
可以看出,除了最后四項,其余內(nèi)容都與AP考點相似。下面筆者就針對化學(xué)常識、有機物命名、有機物同分異構(gòu)這三個AP沒有怎么涉及的考點,為讀者進行講解,也借此讓各位了解一下CCC的題型和出題風格。
化學(xué)常識
這一部分有很多知識,總體來說可以分為實驗室操作和實驗室安全。前者考察如何標準完成諸如滴定等技巧,后者則考察WHWIS symbols及對應(yīng)物質(zhì),也就是什么物質(zhì)有什么危害。
第一類是實驗室操作,考得不多,遵循的原則是按邏輯思考,安全第一,不要破壞實驗儀器。本題中無法插入thermometer,那么看一下各個選項,最好是先潤滑-想辦法讓thermometer能插進去-再嘗試一次,所以最好的答案是E。
CCC.2009.T1
第二類是實驗室安全,如:
CCC.2017.T1
其實可以看出來,哪怕你不知道這些標志都表示什么危害,也可以從所學(xué)知識和題目條件中得出答案。對于本題來說,要找出易燃的金屬。我們知道鎂是一種很活潑的金屬,且點燃時會發(fā)出耀眼白光,所以這題選C。
筆者為大家總結(jié)了??糤HWIS symbols和它們代表的hazard,大家也可以記一下,別在日后進實驗室的時候連什么物質(zhì)有什么危害都不知道,然后為科學(xué)發(fā)展光榮獻身。
有機物命名
正式講IUPAC命名規(guī)則前,我們先介紹一下有機物的分類,有機物可以分為碳氫化合物hydrocarbons和碳氫衍生物hydrocarbon derivatives,后者是在有碳氫兩種元素的基礎(chǔ)上,增加了諸如氧、氮等元素的化合物。
hydrocarbon分為只有碳碳單鍵的烴alkanes,有碳碳雙鍵的烯alkenes,有碳碳三鍵的炔alkynes,有碳環(huán)的環(huán)狀化合物cyclic compounds。碳氫衍生物中,主要靠functional groups(鹵代烷alkyl halide和硫醇thiol不??迹﹨^(qū)分,官能團名稱及對應(yīng)的有機化合物分類名稱見下:
在考試中只用記住每個functional group長什么樣就行了,就像下面這道題:
CCC.2015.T16
在我們知道每個官能團的名字后,可以很輕易地得出這個化合物包含-NH-(amine)/ C=O(ketone)/ -OH(alcohol)/ C-O-C(ether)四個官能團,所以答案選E。在這方面沒有什么捷徑,至少要記住這些官能團的名字和它們長什么樣,才能夠在這類題目中不出錯誤。
對于有機物命名,我們要遵循以下幾個步驟:
1. 找出最長的主鏈。
2. 找到碳上的取代基。
3. 取所有取代基前面數(shù)字總和最小的排列方式作為標準命名。
4. 如果一個碳上有兩/三個相同的取代基,加上前綴di-/tri-。
5. 如果同一個碳上有多個不同的取代基,用字母順序排序。
這樣說還是不太直觀,我們以這道題為例:
CCC.2012.T14
在CCC中有關(guān)命名的題目一般都是題目給一個標準名稱,選出正確的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。第一步找主鏈,主鏈應(yīng)該有最多數(shù)量的碳原子,從題目中可以知道主鏈上有4個碳(buta-是4的前綴)。
第二步找取代基,四號碳有一個氨基amine,三號碳有一個4氯苯環(huán)4-chlorophenyl,后綴是-noic acid,所以一號位上有一個羧酸carboxylic acid。
從這些信息中,我們就可以排除掉A&C(Cl不在苯環(huán)上),D(carboxylic acid是-COOH不是-CHO)和E(-CONH2是amide不是amine),所以答案選B。
看到這里大家應(yīng)該對如何命名、如何做CCC的命名題有所了解??傮w來說考察不深,最重要的還是記住functional group的名字和它們長什么樣。
有機物的同分異構(gòu)
同分異構(gòu)體isomer是有相同化學(xué)式、不同分子排布的化合物。在有機化學(xué)中,一共有constitutional isomers結(jié)構(gòu)異構(gòu)體和stereoisomers立體(空間)異構(gòu)體兩種,而stereoisomer又分為enantioisomers鏡像異構(gòu)體和diastereomers非鏡像異構(gòu)體,diastereomers又下分有cis-trans isomer和conformers(這個不考)。
constitutional isomer是最簡單的異構(gòu)體,是取代基在碳鏈上的位置不同導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)異構(gòu)。上圖的例子是1氟丙烷和2氟丙烷,可以看出雖然他們有同樣的分子式,但是是不同的兩個物質(zhì),有不同的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
stereoisomer下分鏡像異構(gòu)體和非鏡像異構(gòu)體,其中前者又叫做手性異構(gòu)體,在一個碳原子連接了四個不同的官能團時,排列的順序不同會導(dǎo)致不同的化學(xué)性質(zhì)。可以看出兩個物質(zhì)沿一條對稱軸對稱,呈鏡像。
解釋這個異構(gòu)可以看你的左手和右手,雖然它們看起來一樣,但是我們都知道它們是不一樣的。非鏡像異構(gòu)體主要考察的是cis/trans順反異構(gòu)體,但順反異構(gòu)體具體如何判斷在CCC不考,只需要知道在一個碳上長了兩個相同的取代基和兩個不同的取代基,即碳上長了AABC時會存在順反異構(gòu)即可。
CCC.2017.T13
備考時間軸
CCC的考試一般是在當年四月(2024年考試時間是4月24日),我是2022年十一月左右報名參加2023年的CCC考試,十一月到第二年一月期間都還在學(xué)習校內(nèi)AP課程。我當時是在學(xué)校老師的組織下,和同學(xué)一起在 asdan 官網(wǎng)填寫個人信息,注冊賬號,報名比賽。據(jù)我所知中國大陸應(yīng)該沒有別的報名途徑,也可以詢問學(xué)校老師是否有別的途徑報名。
一月份起,我開始備考。前期的重點是梳理知識體系,查漏補缺,確保大方向大的知識點沒有概念性的問題(如認為反應(yīng)速率增加,平衡系數(shù)也變大這樣的錯誤)。
二月份我開始做題,頻率基本是一周一套,每周抽一個小時出來做往年真題并批改,總結(jié)錯誤。
三月底四月初基本所有題都做完了,在之前刷題的階段我留了近三年的題目當成模擬,在考試前幾周做完了。
最后一個月其實也就是反復(fù)看錯題,確保自己弄懂了每一道不會的題,每一個不理解的知識點,并且提醒自己不要再犯??荚囀菣C考,會提前要求考生調(diào)試,在這個過程中放平心態(tài),不要緊張,為考試做好準備就好啦。
學(xué)習資源
在報名后會提示你在小程序注冊賬號,asdan會在報名界面給出“考試資料”的鏈接。真題是最重要的備考資料,沒有之一。請盡可能做完所有真題,并弄懂所有題目。如果沒有精力寫完所有真題,也至少完成近三年的真題,對題型、考點有所了解。
此外,我還參考了Ralph H.等人編寫的General Chemistry Principles and Modern Applications,詳細學(xué)習我沒有理解透徹的知識點。
看到這里的你,想必對CCC已經(jīng)有所了解了,如果想要參加,就從現(xiàn)在開始做好計劃吧~也預(yù)祝各位取得理想的成績!
免費報考指南課程/定制考試計劃/留學(xué)教材/核心內(nèi)部資料 一鍵領(lǐng)取