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5分率只有10.1%AP科目,猜猜是哪门?送你秘籍哦!
发布时间: 2016-01-03 22:29


2013年下半年,College board对AP化学课程的教学和考试内容、格式进行了相当大的改革。

课程更加强调化学作为一门实验科学,要求学生具备在化学实践中收集、分析数据,利用化学原理和定律来解释、推导和判断化学现象的能力。


这些要求也反应在14年和15年的AP化学试题中。

这两年的题目更灵活,图表题增多,许多题的解答需要学生对AP化学要求掌握的内容有一个清晰、全面和综合的理解,能够对不同章节的知识点进行有效地整合。14年参加AP化学考试学生的5分率只有10.1%


其实,如果仔细分析可以发现,改革后大纲对要求掌握知识点的范围和深度与改革之前相比没有特别多的变化。

学生对试题不适应的原因主要是题目的问法灵活,题干中需要阅读的信息量增多

College board考察的重点由以前的背化学定义和定律改为由物质的微观原子水平对化学定义和定律的解释能力。


AP化学改革后题型

调整后的AP化学考试仍然分为section I和section II两部分,但每个section的内容都有所变化。


section I

题量方面,原来的75题改革后减少为60题。做对一题得一分,做错或者不选不扣分。
另外,2013年以前的每一道选择题设有5个选项,改革后的试题中每一道选择题则只设4个选项。
在题型方面,新试题中会有question sets的新题型:就是用一套数据应用于多道题目,有些类似于free response的出题方式。

section II

一共设7道大题,比2013年之前增加了一道。
这7道大题按照题目长短分为3道long free response和4道short free response。


在新的大纲中,AP化学考察内容分为6个big ideas



Big Ideas

1. Structure of Matter

2. Bonding and Intermolecular Forces

3. Chemical Reactions

4. Kinetics

5. Thermodynamics

6. Chemical Equilibrium


1. Structure of Matter

第一个big idea是关于物质结构的内容,其中细分为五个方面的核心理论

a.原子为构建物质的基本粒子;b.原子的结构;c.元素周期律;d.原子模型;e.化学反应的stoichiometry。
a.原子为构建物质的基本粒子

要求掌握mole,atomic mass unit,empirical formula,molecular formula,compound中element的percent composition等内容。


b.原子的结构

重点是electronic configuration

理解Coulomb’s law和first ionization energy的定义,能够使用Coulomb’s law解释first ionization energy的大小。

这部分强调掌握的知识点是Photoelectron spectroscopy(PES),能够解释PES谱图数据并从中提取出原子结构的相关信息,可以综合PES数据和ionization energy数据,根据Coulomb’s law分析解释原子核外电子的能量差别。


c.元素周期律

需要掌握的periodicity有:
first ionization energy,atomic and ionic radii,electronegativity和typical ionic charges。

应该定性理解这些性质的变化规律,并且能够用Coulomb’s law, the shell model和shielding/effective nuclear charge进行解释。
对于电子的构型和分布,需要了解两个模型:the shell model和the quantum mechanical model。

注意改革后的AP考试中不会考给某个电子分配quantum number的内容.


d.原子模型

理解原子模型的一些历史理论(Dalton,Thomson,Millikan, Rutherford,DeBroglie & Plank,Bohr Model of the Atom).

掌握mass spectrometry,infrared,ultraviolet/visible,Beer-Lambert law等实验原理.


e.化学反应的stoichiometry

理解原子在反应前后质量相等,这也是实验gravimetric analysis所依据的原理。


2. Bonding and Intermolecular Forces

第二个big idea是化学键和分子间作用力,包括四个核心理论
a.对气体、液体、固体和溶液性质的理解;b.分子间作用力和其与物质宏观性质间的关系;c.VSEPR理论;d.固体的分类与性质。

这部分的要求是理解物质的结构与性质之间的关系,能够根据物质的化学式判断其性质,能够根据分子结构、分子间作用力和溶液中平衡判断酸和碱的强弱。
a.对气体、液体、固体和溶液性质的理解

掌握物质在气、液、固三相间转化与能量的关系,理解固体的分类和液体的性质。

其中,对气体的考察比固体和液体更为详细,需要掌握ideal gas的各种定律,同时能够用kinetic molecular theory和Maxwell-Boltzmann distribution对这些定律进行定性解释。
另外,理解real gas与ideal gas行为的区别和原因。

新的AP化学大纲不要求学习Phase diagrams,但将其界定为AP化学课的prerequisite内容。
溶液方面,需要掌握浓度单位(其中不要求掌握molality),溶液形成过程中的能量变化,影响溶解性的因素,vapor pressure和boiling point的关系,溶液的制备方法等内容。
新大纲强调了两种分离方法:chromatography和distillation,需要理解其原理和操作。

溶液的colligative properties也被划为了prerequisite内容,不会在考试中专门考察。


b.分子间作用力和其与物质宏观性质间的关系

包括London dispersion force, dipole-dipole force,hydrogen bonding和ion-dipole interaction在内的分子间作用力和其与物质宏观性质(例如熔点、沸点和ionic compound的溶解性)间的关系。

另外,分子间作用力可以用于解释液体的一些性质(viscosity,surface tension,capillary action和vapor pressure)和real gas与ideal gas行为偏差。


c.VSEPR理论

包括共价键、离子键和金属键的化学键和决定分子空间构型的VSEPR理论。

能够根据化合物中原子间electronegativity的差别判断化学键的类型。
理解polar covalent bond和nonpolar covalent bond的区别(注意习惯上认为C-H是nonpolar的)。

能够书写并利用formal charge判断化合物的合理Lewis diagram,结合VSEPR理论分析molecular geometry,bond angles,bond energies,bond lengths和dipole moment。掌握valence bond理论的杂化(hybridization)概念,理解molecular orbital theory的基本内容(不要求分子轨道能级图)。


d.固体的分类与性质

固体的分类(ionic solids,metallic solids,covalent network solids,molecular solids)与性质


3. Chemical Reactions

第三个big idea是化学反应,包括三个核心理念。
a.对反应计量学的掌握;b.化学反应的分类;c.伴随化学反应发生的现象和能量变化;

这部分的学习目标是能够把化学反应的实验现象、化学反应方程式和由微观角度分析反应结合起来。
a.对反应计量学的掌握

能够配平化学反应方程式,理解方程式的分类(molecular equation,total ionic equation,netionic equation),能够判断limiting reactant,计算反应物或产物的质量、反应的产率等。

这里特别强调了根据计量学求气体摩尔质量的实验和溶液中的计算(包括dilution和titration)。


b.化学反应的分类

化学反应的分类(合成反应,分解反应,酸碱反应和氧化还原反应)。

注意酸碱反应中,Bronsted-Lowry的酸碱理论是AP化学考察的重点,Lewis的酸碱理论被划为了prerequisite内容。

这里要理解conjugate acid-base pairs的概念。
对于Redox反应,需要掌握oxidation number,oxidation和reduction的判断方法,能够用half reaction和change-in-oxidation-number的方法配平反应。


c.伴随化学反应发生的现象和能量变化

伴随化学反应发生的现象和能量变化(thermal energy和electric energy)

要求能够区分化学反应和物理变化,判断endothermic与exothermic反应。
在电化学部分要求掌握electrolytic cells和Voltaic cells的组成,能够判断cathode和anode,利用standard reduction potentials求standard cell potential,结合reaction quotient(Q)定性分析浓度对电池电势的影响(不考察Nernst equation),理解E°cell、ΔG°和 K的关系,使用Faraday’s law of electrolysis进行定量计算。


4. Kinetics

第四个big idea为反应动力学,这里细分为四个核心理念:
a.理解影响反应速率的因素和表征反应速率的方法;b.反应的碰撞理论;c.反应机理;d.catalyst对反应速率的影响
a.理解影响反应速率的因素和表征反应速率的方法

需要掌握reaction rate law(instantaneous rate law和integrated rate law)
了解zeroth-,first-和second-order反应的图形特征,能够根据实验数据判断reaction order,用the method of initial rates推导出速率方程。
理解温度对速率的影响主要体现在对rate constant的影响。


b.反应的碰撞理论

理解effective collision的概念和反应的energy profile特征
能够用粒子的Maxwell-Boltzmann distribution分析温度对反应速率的影响
利用the Arrhenius equation定性分析activation energy和温度对速率常数的影响(定量计算不要求)。


c.反应机理

要求理解elementary step,rate-limiting step,transition state和reaction intermediates的概念。


d.catalyst对反应速率的影响

要求理解catalyst的activation energy关系
了解catalysis的主要类别(acid-base catalysis,surface catalysis和enzyme catalysis)。


5.Thermodynamics

第五个big idea为热力学的内容,分为五个核心理念:
a.热量的定义和热量与温度的关系;b.能量守恒定律;c.化学反应前后的能量变化与反应物和产物中化学键键能的关系;d.物理过程中能量变化和分子间作用力的关系;e.混乱度熵(entropy)、自由能(Gibbs free energy)的概念和化学反应的thermodynamical favorbility
a.热量的定义和热量与温度的关系

要求理解平均动能和温度的关系,能够用the Maxwell-Boltzmann distribution分析温度对平均动能的影响。


b.能量守恒定律

理解能量以heat和work两种方式进行传递,其中关于work的计算只要求掌握体积功。掌握改变化学体系能量的三种主要过程(heating/cooling,phase transition,chemical reaction)并能够定量计算过程中的能量变化。
理解状态函数enthalpy和enthalpy change的物理意义。
掌握calorimetry的实验和相关热量的定量计算方法。
注意College board只要求掌握constant pressure calorimetry(也就是coffee cup calorimeter)。


c.化学反应前后的能量变化与反应物和产物中化学键键能的关系

理解bond dissociation energy的概念。
能够利用Hess’s law,气体反应中的bond energy和standard enthalpies of formation定量计算反应的standard enthalpy。


d.物理过程中能量变化和分子间作用力的关系

除了第二个big idea中要求掌握的分子间作用力之外,还要了解在生物大分子体系中noncovalent interaction对其结构和性质的影响。


e.混乱度熵、自由能的概念和化学反应的thermodynamical favorbility

要求理解The Second Law of Thermodynamics和The Thrid Law of Thermodynamics,掌握判断热力学有利的物理过程和化学反应的方法。
注意在free response的答题中避免使用spontaneous,应该用thermodynamically favored描述热力学有利的过程。


6. Chemical Equilibrium

第六个big idea是化学平衡的内容,分为四个核心理念:
a.化学平衡的动态可逆平衡性质;b.影响化学平衡的Le Chatelier’s principle;c.酸碱平衡和溶解平衡;d.反应平衡常数与反应Gibbs自由能变化和温度之间的关系。
a.化学平衡的动态可逆平衡性质

理解equilibrium constant(K)和reaction quotient(Q)的定义,能够根据Q与K的取值判断主要反应方向。
需要重点掌握在平衡反应中,根据ICE table 的定量计算。根据K的取值可以判断平衡体系中反应物和产物的相对含量。


b.影响化学平衡的Le Chatelier’s principle

理解条件改变(concentration,pressure或volume,和temperature)对平衡反应的影响。


c.酸碱平衡和溶解平衡

这部分是AP化学考试的难点和重点。

内容包括pH,pOH,Kw,strong/weak acid,strong/weak base,KaKb等概念。

要求掌握Acid-base titration实验操作、定量计算和误差分析,理解盐的酸碱性和hydrolysis的概念,掌握buffer solution的性质和组成。
能够根据buffer solution的pH值和其中conjugate acid的pKa值的相对大小定性判断体系中conjugate acid与conjugate base的相对含量。
理解solubility equilibria的概念,掌握solubility-product constant(Ksp)的计算。定性理解common ion effect对溶解度的影响。


d.反应平衡常数与反应Gibbs自由能变化和温度之间的关系

能够根据ΔG°和RT估算K的取值,判断过程的热力学有利性。


老师总结
和旧的大纲相比,kinetics,thermodynamics和chemical equilibrium这三部分被单独列为了三个板块,而descriptive chemistry和laboratory没有在big ideas之中单独列出。

并不是说这两部分不再是考试内容,只不过是把两部分融合在列出的六个板块之中了。


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