CIE 化学

CIE Chemistry 9701 P2 Concept Map (AS)

24 个知识节点 · P2

1. Atomic structure & periodicity

Ground state, [Ar] shorthand & orbital sketches（基态、稀有气体简写与轨道示意）

📖 DefinitionP2 常要求用文字定义 ground state，或用方框表示价层电子；1s 轨道常要求画截面图（电子出现概率）。

🔑 Key\text{[Ar]} 表示与氩原子相同的电子构型至 3s^23p^6；价电子写在 \text{[Ar]} 之后。未成对电子数：按洪特规则填满等价轨道后计数。

🎯 Exam focus方框图只画价层；不要把内层全部展开除非题目要求。

🛠️ Technique定义题用完整句；轨道图用阴影表示概率密度并标出核。

CIE 9701/21/O/N/24 Q1(a)

钴 \mathrm{Co}：说明 \text{[Ar]} 的含义；画出 1s 轨道（截面）；推断基态 \mathrm{Co} 原子未成对电子数。

\text{[Ar]}：与氩相同的电子构型；1s 为球形截面；未成对电子数按 3d^74s^2 填充得 3。

[M] 1(a)(i) full electronic configuration 1s^2\ldots 3p^6；(ii) 1s 截面图；(iii) 答案 3 (three)（MS 9701_w24_ms_21）。

CIE 9701/22/O/N/24 Q1(a)

钒 \mathrm{V} 基态简写为 \text{[Ar]}\,3d^34s^2：解释 ground state；用方框表示价电子；求 p 亚层电子总数。

Ground state：最低能量排布；方框按 3d 与 4s 填充；p 亚层电子均在 \text{[Ar]} 内共 6 个。

[M] 与 9701/22/O/N/24 MS 中 Q1(a) 方框与 p 亚层计数要求一致（见本地 9701_w24_ms_22）。

Isotope tables, definitions & weighted Ar（同位素表、定义与加权相对原子质量）

📖 DefinitionRelative isotopic mass：某同位素原子质量与 ^{12}\mathrm{C} 原子质量的 1/12 之比。A_r：样品中各同位素相对质量的丰度加权平均。

🔑 Key表格：质子数 = 原子序数；中子数 = 质量数 − 质子数；电子层数按基态电子构型推断。加权：A_r=\sum (\text{abundance}\times \text{isotopic mass})，丰度可用百分数代入并除以 100。

🎯 Exam focus定义题 MS 接受多种等价表述（amu 标度或 ^{12}\mathrm{C}=12 标度）。

🛠️ Technique计算 A_r 写一行乘加再除总丰度；最后按卷面有效数字收位。

CIE 9701/21/O/N/24 Q1(b)(c)

完成 \mathrm{Rh}、\mathrm{Ir} 同位素表格；写出 relative isotopic mass 的定义；用表中数据求合金中 \mathrm{Ir} 的 A_r。

A_r(\mathrm{Ir})=\frac{190.96\times15.18+192.96\times34.82}{50.00}。

[M] 1(c)(ii) 表达式与结果 192.35（MS 9701_w24_ms_21）；1(c) 定义见 MS 原文（amu / ^{12}\mathrm{C} 标度任选可接受表述）。

CIE 9701/22/O/N/24 Q1(b)

（9701/22）铌、钽单一天然同位素：完成质子数、中子数、电子层数等表格项。

质子数 = 原子序数；中子数 = 质量数 − Z；电子层数由基态构型确定。

[M] 与 9701_w24_qp_22 / 对应 MS 表格判分一致。

2. Bonding & shapes

Dot-and-cross & VSEPR（点叉图与 VSEPR）

📖 Definition点叉图区分来自不同原子的外层电子；VSEPR 用电子对排斥判断分子几何与键角。

🔑 Key\mathrm{SCl_2}：中心 \mathrm{S} 两键对 + 两孤对 \rightarrow 非直线；键角约 103\!-\!105^\circ。 \mathrm{PCl_5} 气相分子与固体离子 \mathrm{PCl_4^+}、\mathrm{PCl_6^-} 几何不同。

🎯 Exam focus点叉：键合电子对用题目指定符号（× 与 ●）区分来源。

🛠️ TechniqueVSEPR 先数 σ 键 + 孤对 → 电子域 → 再写 shape 与 ideal / actual angle 范围。

CIE 9701/21/M/J/24 Q2(b)

完成 \mathrm{SCl_2} 点叉图（Cl 用 ×，S 用 ●）；用 VSEPR 预测形状与键角。

每个 \mathrm{Cl} 三孤对 + 单键；\mathrm{S} 两孤对；形状 bent / non-linear；键角 103\!-\!105^\circ。

[M] 2(b)(i) 两对 S–Cl 键合电子画法 + 各原子孤对；(ii) M1 non-linear，M2 键角范围（MS 9701_s24_ms_21）。

CIE 9701/22/F/M/24 Q2(c)(i)

气相 \mathrm{PCl_5} 及固体中 \mathrm{PCl_4^+}、\mathrm{PCl_6^-} 的形状。

\mathrm{PCl_5} trigonal bipyramidal；\mathrm{PCl_4^+} tetrahedral；\mathrm{PCl_6^-} octahedral。

[M] MS 9701_m24_ms_22：2(c)(i) 三个形状各得分点。

Giant vs simple & conductivity（巨型与简单结构及导电性）

📖 DefinitionGiant covalent / giant ionic / giant metallic 与 simple molecular 的熔点、粒子间作用力及导电性不同；解释必须同时提到结构类型与粒子/载流子。

🔑 Key\mathrm{SiO_2} giant covalent，熔化需断大量共价键；\mathrm{SiCl_4} simple molecular，熔化主要克服较弱的分子间作用力。离子熔体导电靠移动离子；石墨导电靠离域 \pi 电子。

🎯 Exam focus“熔融能导电”常提示 giant ionic 或 metallic，需排除 simple molecular。

🛠️ Technique对比题用表格：bonding + structure + particles + forces + electrical conductivity。

CIE 9701/21/O/N/24 Q3(e)

对比 \mathrm{SiCl_4} 与 \mathrm{SiO_2} 的熔点并解释。

\mathrm{SiO_2} giant covalent；\mathrm{SiCl_4} simple molecular；断键 vs 克服 IMF 所需能量不同。

[M] 3(e)(iii) M1 两点结构判断 AND；M2 能量对比（MS 9701_w24_ms_21）。

CIE 9701/21/M/J/24 Q2(d)

氮化硼 \mathrm{BN} 晶格：由图推实验式；指出与 \mathrm{BN} 层状结构相似的一种晶体。

实验式 \mathrm{BN}；层状类似 graphite。

[M] 2(d)(i) BN；2(d)(ii) graphite（MS 9701_s24_ms_21）。

3. Amount of substance (written)

Hydrates, % composition & integer x（水合物与结晶水整数）

📖 Definition由结晶水质量分数求 x：先求盐与水的物质的量比，或列方程 \frac{18x}{M(\text{无水盐})+18x}=w(\mathrm{H_2O})。

🔑 Keyn=m/M；比值化为最简整数；答案必须是题目要求的整数 x。

🎯 Exam focus用对无水盐的 M_r（如 \mathrm{RhCl_3} 与结晶水同时计入分母）。

🛠️ Technique展示质量比 \rightarrow 摩尔比 \rightarrow 化简；或一行方程解 x 并代入验算。

CIE 9701/21/O/N/24 Q1(d)(i)

\mathrm{RhCl_3\cdot xH_2O} 含 20.5\%（质量）结晶水，求整数 x。

209.4:20.5 对无水盐与水的质量比 \rightarrow n(\mathrm{H_2O}):n(\mathrm{RhCl_3})\approx 3:1 \rightarrow x=3。

[M] M1 正确比例或方程；M2 x = 3（MS 9701_w24_ms_21）。

CIE 9701/21/M/J/24 Q2(c)(ii)

\mathrm{Mg_3N_2} 与过量水反应只生成 \mathrm{NH_3} 与 \mathrm{Mg(OH)_2}，写出方程式。

\mathrm{Mg_3N_2}+6\mathrm{H_2O}\rightarrow 3\mathrm{Mg(OH)_2}+2\mathrm{NH_3}。

[M] 方程式完全正确得 1 分（MS 9701_s24_ms_21）。

Titration, dilution & data → moles（滴定、稀释与由数据推摩尔）

📖 Definition滴定：n=cV 结合反应计量比与稀释因子。质谱中 \mathrm{[M+1]^{+}} 峰相对强度可用于估算分子中碳原子数。

🔑 Key稀释：先求稀释液浓度，再乘“定容前取样/定容体积”比回到原溶液。碳数：n\approx \frac{100}{1.1}\times\frac{I_{\mathrm{[M+1]^{+}}}}{I_{\mathrm{M^{+}}}}（AS 常见近似）。

🎯 Exam focus体积统一为 \mathrm{dm^3} 再代入 c=n/V；多步题逐步标注“稀释后 / 原溶液”。

🛠️ Technique滴定写三步：滴定剂物质的量 \rightarrow 待测物物质的量（本段溶液）\rightarrow 换算到题目所问体积。

CIE 9701/22/F/M/24 Q1(e)

\mathrm{Mn^{2+}} 饱和溶液：取 100.0\ \mathrm{cm^3} 定容 1.00\ \mathrm{dm^3}；取 25.00\ \mathrm{cm^3} 用 0.100\ \mathrm{mol\,dm^{-3}}\ \mathrm{NaBiO_3} 滴定，消耗 21.50\ \mathrm{cm^3}（题设计量关系见卷面）。求饱和 \mathrm{Mn^{2+}} 浓度。

先算 n(\mathrm{NaBiO_3})，按题给比换 n(\mathrm{Mn^{2+}}) 于稀释液，再换回 100\ \mathrm{cm^3} 原样。

[M] MS 9701_m24_ms_22：三步得 0.344 mol dm−3（见 1(e) 评分行）。

CIE 9701/22/F/M/24 Q4(c)(i)

由 Table 4.2 中 \mathrm{M^{+}} 与 \mathrm{[M+1]^{+}} 相对丰度证明 \mathrm{U} 含 7 个碳原子（show working）。

n=\frac{100}{1.1}\times\frac{0.55}{7.2}\approx 6.94 \rightarrow 7 个碳。

[M] MS 9701_m24_ms_22 4(c)(i)：方法分 + “so 7 carbon atoms”。

4. Energetics (written)

ΔHf⊖ definition & Hess from tables（生成焓定义与赫斯计算）

📖 DefinitionStandard enthalpy change of formation：在标准状态下，由元素生成 1 mol 化合物的焓变。

🔑 Key反应焓：\Delta H_r=\sum \nu\Delta H_f(\text{products})-\sum \nu\Delta H_f(\text{reactants})，注意方程计量与物态。

🎯 Exam focusMS 常分两分：M1 “1 mol + compound”；M2 “from elements in standard states”。

🛠️ Technique先列目标反应，再对齐表中生成反应方向与系数；代数运算一步展示。

CIE 9701/21/M/J/24 Q4(a)

Define enthalpy change of formation（文字）。

1 mol compound / substance formed from its elements in their standard states。

[M] M1 + M2 两句要点（MS 9701_s24_ms_21）。

CIE 9701/21/M/J/24 Q4(b)(ii)

用 Table 4.1 中 \Delta H_f^\ominus 数据计算 \mathrm{Fe_2O_3(s)}+3\mathrm{CO(g)}\rightarrow 2\mathrm{Fe(s)}+3\mathrm{CO_2(g)} 的 \Delta H_r。

MS 给出 \Delta H_r=-\Delta H_f(\mathrm{Fe_2O_3})-3\Delta H_f(\mathrm{CO})+3\Delta H_f(\mathrm{CO_2}) 代入得 -24.8\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}。

[M] 表达式 + 数值正确（MS 9701_s24_ms_21）。

Element ΔHf⊖ = 0 & cycle arithmetic（元素为零与循环运算）

📖 Definition标准状态下最稳定单质（如 \mathrm{N_2(g)}、\mathrm{H_2(g)}、\mathrm{C} 石墨等）的 \Delta H_f^\ominus 取为 0。

🔑 Key由已知反应 \mathrm{N_2}+3\mathrm{H_2}\rightarrow 2\mathrm{NH_3}，\Delta H=-92\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}，可推 \Delta H_f(\mathrm{NH_3}) 为反应焓的一半（对 1 mol \mathrm{NH_3}）。

🎯 Exam focus表格填空：\mathrm{N_2}、\mathrm{H_2} 写 0；\mathrm{NH_3} 写 -46\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}（本题约定）。

🛠️ Technique写清“per mole of which substance”；避免把 \Delta H_r 与 \Delta H_f 混在同一格。

CIE 9701/22/F/M/24 Q3(c)(i)

对 \mathrm{N_2(g)}+3\mathrm{H_2(g)}\rightleftharpoons 2\mathrm{NH_3(g)}，\Delta H=-92\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}，完成 \Delta H_f^\ominus 表：\mathrm{N_2}、\mathrm{H_2}、\mathrm{NH_3}。

\mathrm{N_2} 与 \mathrm{H_2} 为 0；\mathrm{NH_3} 为 -46\ \mathrm{kJ\,mol^{-1}}。

[M] MS 9701_m24_ms_22：3(c)(i) 两分。

CIE 9701/21/M/J/24 Q4(b)(i)

写出 \mathrm{Fe_2O_3}、\mathrm{CO}、\mathrm{CO_2} 的生成反应及表中 \Delta H_f^\ominus 对应行。

三行生成反应物态与化学计量与表一致即可得分。

[M] 2 分用于三行方程式与焓值配对（MS 9701_s24_ms_21）。

5. Kinetics & equilibrium

Catalyst route & pressure vs collision rate（催化与压强对碰撞频率）

📖 Definition催化剂提供更低活化能的替代路径；不改变平衡位置与 \Delta H。压强降低使气体浓度下降，单位时间成功碰撞次数减少。

🔑 KeyMS 常用表述：different mechanism with a lower activation energy \rightarrow rate increases。低压：lower frequency of successful collisions / per unit time。

🎯 Exam focus温度不变时，不要写“分子能量分布曲线形状改变”作为催化剂结果（分布由温度决定）。

🛠️ Technique催化剂题分两句：路径 + E_a；压强题分两句：浓度/碰撞频率 + 对速率方向。

CIE 9701/22/F/M/24 Q3(c)(ii)

Explain how the presence of a catalyst affects the reaction（Haber 背景）。

Increases rate by providing a different mechanism with a lower activation energy。

[M] MS 9701_m24_ms_22 原文得分句。

CIE 9701/22/F/M/24 Q3(c)(iii)

降低压强对 Haber 过程速率的影响及解释。

Rate is lowered；lower frequency of successful collisions / number per unit time。

[M] MS 9701_m24_ms_22：两句各 1 分。

Le Châtelier wording, Kc & ICE tables（勒夏特列表述与 Kc）

📖 DefinitionLe Châtelier：条件改变时平衡移动以 partially counteract 该改变。K_c 只随温度改变（对给定反应）。

🔑 Key升温对放热反应：平衡常数 K_c 降低（MS 与 \mathrm{FeSCN^{2+}} 颜色变浅一致）。 ICE：先列初态、变化、平衡浓度，再代入表达式。

🎯 Exam focusK_c 单位由表达式量纲决定，本题可为 \mathrm{mol^{-1}\,dm^{3}}。

🛠️ Technique文字题用 “shift / minimise the change” 模板；计算题先检查体积换算与化学计量系数。

CIE 9701/21/M/J/24 Q3(a)(b)

定义 Le Châtelier；\mathrm{Fe^{3+}}/\mathrm{SCN^-}/\mathrm{FeSCN^{2+}} 平衡从 20^{\circ}\mathrm{C} 升到 50^{\circ}\mathrm{C} 后颜色与 K_c 变化。

定义两句；放热正向 \rightarrow 升温 K_c 下降，红色配合物浓度相对降低。

[M] 3(a) M1+M2；3(b) 外观 + \mathrm{[FeSCN^{2+}]} 相对浓度 + K_c 三分（MS 9701_s24_ms_21）。

CIE 9701/21/M/J/24 Q3(c)(ii)

计算反应 1 的 K_c 并给出单位。

代入平衡浓度得 K_c=178，单位 \mathrm{mol^{-1}\,dm^{3}}。

[M] M1 数值 + M2 单位（MS 9701_s24_ms_21）。

6. Acids, bases & salt solutions

Brønsted–Lowry pairs & (NH4)2CO3 + NaOH（共轭酸碱对）

📖 DefinitionBrønsted–Lowry：酸为质子给体（\mathrm{H^+} donor），碱为质子受体。盐与强碱反应时，可同时从 \mathrm{NH_4^+} 与 \mathrm{OH^-} 角度解释。

🔑 Key\mathrm{(NH_4)_2CO_3} 与 \mathrm{NaOH}：\mathrm{NH_4^+} 把质子给 \mathrm{OH^-} / \mathrm{OH^-} 是比 \mathrm{NH_3} 更强的碱（MS 两种思路都给分）。

🎯 Exam focus“Explain this statement” 要写清 **谁给质子、谁接质子**，各一句独立得分。

🛠️ Technique先识别体系中的酸物种与碱物种，再与产物 \mathrm{NH_3}、\mathrm{CO_3^{2-}} 等对应。

CIE 9701/21/O/N/24 Q3(b)(iii)

\mathrm{(NH_4)_2CO_3} 与 \mathrm{NaOH(aq)} 发生 acid–base reaction，解释该表述。

\mathrm{NH_4^+} 为 \mathrm{H^+} donor；\mathrm{OH^-} 为 \mathrm{H^+} acceptor（或 \mathrm{OH^-} 碱性强于 \mathrm{NH_3}）。

[M] M1 \mathrm{NH_4^+} donor + M2 \mathrm{OH^-} acceptor 或碱性强弱对比（MS 9701_w24_ms_21）。

CIE 9701/21/M/J/24 Q1(d)(i)

浓硫酸与 \mathrm{NaBr} 的酸–碱反应方程式（生成 \mathrm{HBr}）。

\mathrm{NaBr}+\mathrm{H_2SO_4}\rightarrow\mathrm{HBr}+\mathrm{NaHSO_4} 或生成 \mathrm{Na_2SO_4} 的系数配平方程式。

[M] MS 9701_s24_ms_21 1(d)(i) 任一方程式。

Salt solutions: OH− & pH > 7 reasoning（盐溶液碱性解释）

📖 Definition离子固体溶于水后，若产生 \mathrm{OH^-} 或弱酸根水解，可使 \mathrm{pH}>7。解释必须引用 **溶液中实际存在的离子** 与平衡。

🔑 Key\mathrm{Mg_3N_2} 水解：\mathrm{Mg(OH)_2} 微溶电离 \mathrm{OH^-}；\mathrm{NH_3} 与水亦可建立酸碱平衡（MS 两路选一）。

🎯 Exam focus不要只写“生成碱”而不写 \mathrm{OH^-} 来源。

🛠️ Technique模板：产物中有 \mathrm{OH^-} \rightarrow 溶液碱性 \rightarrow \mathrm{pH}>7（每一步对应题干产物）。

CIE 9701/21/M/J/24 Q2(c)(iii)

解释 \mathrm{Mg_3N_2} 与过量水反应所得溶液 \mathrm{pH}>7（结合反应产物）。

因 \mathrm{OH^-}(\mathrm{aq})；\mathrm{NH_3} 与水酸碱反应或 \mathrm{Mg(OH)_2} 部分电离。

[M] M1 due to \mathrm{OH^-} + M2 \mathrm{NH_3} 或 \mathrm{Mg(OH)_2} 路径（MS 9701_s24_ms_21）。

CIE 9701/22/F/M/24 Q4(b)(iii)

腈在酸性条件下水解的总反应（卷面 \mathrm{C_4H_9CN} 与 \mathrm{H^+}、\mathrm{H_2O}）。

\mathrm{C_4H_9CN}+2\mathrm{H_2O}+\mathrm{H^+}\rightarrow\mathrm{C_4H_9COOH}+\mathrm{NH_4^+}。

[M] MS 9701_m24_ms_22 4(b)(iii) 方程式。

7. Halogens & Cl₂ organic reactions

Physical trends, colours & HX stability（卤素性质、颜色与卤化氢稳定性）

📖 Definition卤素常温颜色、作氧化剂相对活性、与氢反应现象；氢卤酸键能变化解释热稳定性趋势。

🔑 KeyDown the group：原子半径增大，得电子变难 \rightarrow oxidising strength decreases。氢卤键 \mathrm{H\!-\!X} 键能沿族下降 \rightarrow 氢卤化物热稳定性下降。

🎯 Exam focus颜色用 MS 允许区间（如 iodine: silver grey / black）。

🛠️ Technique解释题：趋势 + 结构/键能原因各一句。

CIE 9701/21/O/N/24 Q2(a)

完成常温 \mathrm{Cl_2} 至 \mathrm{I_2} 颜色表；说明氧化性强弱变化；\mathrm{Cl_2}+\mathrm{H_2} 现象；解释 \mathrm{HX} 热稳定性递变。

颜色：chlorine yellow-green；bromine orange/brown/red；iodine silver grey/black；氧化性减弱；氢卤键 \mathrm{H\!-\!X} 键能沿族减弱。

[M] 2(a)(i)–(iv) 与 MS 9701_w24_ms_21 关键词一致。

CIE 9701/21/M/J/24 Q1(d)(ii)

浓硫酸与等物质的量 \mathrm{NaCl}、\mathrm{NaBr}、\mathrm{NaI} 反应：哪种给出最高 \mathrm{HX} 产率？结合卤离子还原性解释。

\mathrm{NaCl}；\mathrm{Cl^-} 不足以还原 \mathrm{H_2SO_4}，\mathrm{Br^-}、\mathrm{I^-} 可进一步反应消耗 \mathrm{HX}。

[M] M1 sodium chloride + M2/M3 还原性解释（MS 9701_s24_ms_21）。

Radical chain vs Cl₂ / alkene electrophilic（链反应 vs 烯烃亲电）

📖 DefinitionFree radical：含一个或多个未成对电子的物种；烷烃与 \mathrm{Cl_2} 在紫外下为自由基取代链。烯烃与 \mathrm{Cl_2} 主要为亲电加成（偶极 \mathrm{Cl}^{\delta+}\!-\!\mathrm{Cl}^{\delta-} 异裂后攻击 \pi 键），机理书写与自由基完全不同。

🔑 Key自由基传递：显示 \mathrm{Cl\bullet}、烷基 \mathrm{R\bullet} 再生；亲电加成：弯箭头、氯鎓/碳正离子中间体、亲核 \mathrm{Cl^-} 闭合。

🎯 Exam focus题目写 “UV + excess \mathrm{Cl_2} + alkane” 才按自由基；写 “\mathrm{Cl_2} + alkene mechanism” 按亲电加成。

🛠️ TechniquePropagation 写两条：烷烃夺氢 + 烷基自由基夺卤。

CIE 9701/21/O/N/24 Q2(b)

定义 free radical；乙烷与氯反应主要条件；写出两条 propagation 方程式。

UV；\mathrm{C_2H_6}+\mathrm{Cl\bullet}\rightarrow\mathrm{C_2H_5\bullet}+\mathrm{HCl}；\mathrm{C_2H_5\bullet}+\mathrm{Cl_2}\rightarrow\mathrm{C_2H_5Cl}+\mathrm{Cl\bullet}。

[M] 2(b)(i) 定义；(ii) ultraviolet；(iii) 两式各 1 分（MS 9701_w24_ms_21）。

CIE 9701/22/F/M/24 Q2(d)(i)

完成 \mathrm{Cl_2} 与 propene 亲电加成机理（弯箭头、偶极、中间体电荷等，见卷面）。

\mathrm{Cl_2} 异裂产生亲电体攻击 \mathrm{C=C} 形成环状氯鎓/碳正离子中间体，再被 \mathrm{Cl^-} 进攻（按卷面要求完成）。

[M] 见 MS 9701_m24_ms_22 Q2(d) 机理分步判分。

8. Period 3 & Group 14

Period 3 chlorides: bonding, structure, pH（第三周期氯化物表）

📖 Definition\mathrm{NaCl}、\mathrm{MgCl_2}、\mathrm{SiCl_4} 等：化学式、晶体类型、键型及与水反应后溶液 pH 区段。

🔑 Key\mathrm{SiCl_4} simple molecular + covalent；与水剧烈水解产生酸性烟雾。

🎯 Exam focuspH：\mathrm{NaCl} 约 7；\mathrm{MgCl_2} 弱酸性区；\mathrm{SiCl_4} 强酸性（MS 给区间）。

🛠️ Technique表格每行三个维度一致：formula \rightarrow structure \rightarrow bonding \rightarrow pH。

CIE 9701/22/F/M/24 Q2(a)

完成 \mathrm{NaCl}、\mathrm{MgCl_2}、\mathrm{SiCl_4} 的 chloride 化学式、结构、giant/simple、键型及溶液 pH。

见 MS 表：\mathrm{NaCl} giant ionic, pH 7；\mathrm{MgCl_2} giant ionic, pH 6.2；\mathrm{SiCl_4} simple, covalent, pH 1–4。

[M] MS 9701_m24_ms_22 2(a) 三分表。

CIE 9701/22/F/M/24 Q2(c)(ii)

\mathrm{PCl_5} 与 \mathrm{J} 生成 \mathrm{H_3PO_4}：识别 \mathrm{J} 并说明反应类型。

\mathrm{H_2O} / water；hydrolysis。

[M] MS 9701_m24_ms_22。

Group 14: conductivity, IE graphs & hydrides（第 14 族导电、电离能与氢化物）

📖 Definition石墨离域电子导电 vs 金属锡；碳酸盐与酸反应；逐级电离能草图；氢化物沸点趋势用瞬时偶极–诱导偶极力解释。

🔑 Key\mathrm{SiH_4} tetrahedral；\mathrm{SiCl_4} vs \mathrm{SiO_2} 已在结构节点复习。

🎯 Exam focusIE 图：Si 的 \mathrm{IE_4}\rightarrow \mathrm{IE_5} 跃迁最大（移去内层电子）。

🛠️ Technique沸点解释：电子数增多 \rightarrow London forces 增强（MS 两句结构）。

CIE 9701/21/O/N/24 Q3(a)(c)(d)

石墨与 \mathrm{Sn} 性质表；\mathrm{MgCO_3} 与酸反应；解释 Group 14 氢化物沸点趋势；\mathrm{SiH_4} 形状；\mathrm{Si} 电离能曲线补全。

导电：石墨离域电子；\mathrm{Sn} 金属键离域电子。沸点：电子数增加 \rightarrow 更强 London forces。\mathrm{SiH_4} tetrahedral。

[M] 3(a)(iii) delocalised electrons；3(d)(i)(ii) M1 总趋势 + M2 IE4–5 最大跃迁；3(d)(ii) 电离方程式；3(d)(i) 两句 London 解释（MS 9701_w24_ms_21）。

CIE 9701/21/O/N/24 Q3(f)

\mathrm{SnO_2} 为两性氧化物：与 \mathrm{H_2SO_4} 反应生成的锡的化合物化学式。

酸性侧生成 \mathrm{Sn(SO_4)_2}（题设浓硫酸条件）。

[M] 答案 Sn(SO4)2（MS 9701_w24_ms_21 3(f)）。

9. Redox & oxidising agents

Disproportionation, haloform & AgNO3 tests（歧化、卤仿与硝酸银）

📖 DefinitionDisproportionation：同一物种同时被氧化与还原。丙酮与 \mathrm{NaClO} 生成 \mathrm{CHCl_3} 等（卤仿反应配平）。

🔑 KeyCold \mathrm{NaOH} with \mathrm{Cl_2} \rightarrow \mathrm{NaClO}（chlorate(I)）。 Hot \mathrm{NaOH}：3\mathrm{Cl_2}+6\mathrm{NaOH}\rightarrow\mathrm{NaClO_3}+5\mathrm{NaCl}+3\mathrm{H_2O}（MS 版本）。

🎯 Exam focusAgNO3：white ppt；溶于稀 \mathrm{NH_3}（\mathrm{AgCl}）。

🛠️ Technique配平先标氧化数变化；卤仿反应按 MS 固定系数记忆并验算原子守恒。

CIE 9701/21/O/N/24 Q2(c)

\mathrm{Cl_2} 与冷 \mathrm{NaOH} 生成 \mathrm{NaCl}、水与 \mathrm{G}；定义歧化；写出丙酮与 \mathrm{NaClO} 反应；解释加 \mathrm{AgNO_3} 现象。

\mathrm{G}=\mathrm{NaClO}；歧化定义；\mathrm{CH_3COCH_3}+3\mathrm{NaClO}\rightarrow\mathrm{CHCl_3}+\mathrm{CH_3COONa}+2\mathrm{NaOH}；white ppt（\mathrm{CHCl_3} 水解释 \mathrm{Cl^-} 与 \mathrm{Ag^+}）。

[M] 2(c)(i)–(iv) 与 MS 9701_w24_ms_21 行一致。

CIE 9701/22/F/M/24 Q2(b)(i)–(iv)

\mathrm{Cl_2} 与冷 \mathrm{NaOH} 歧化类型、\mathrm{G}、热 \mathrm{NaOH} 方程式、\mathrm{NaCl} 溶液加 \mathrm{AgNO_3} 再用稀氨水现象。

disproportionation；\mathrm{NaClO}；热反应三氯酸根方程式；white ppt dissolves in \mathrm{NH_3(aq)}。

[M] MS 9701_m24_ms_22 2(b)。

Oxidation numbers & redox titration logic（氧化数与滴定逻辑）

📖 Definition氧化数规则：单质 0；离子电荷代数和；氧多为 -2（过氧化物等例外）。氧化剂：在反应中被还原、使其他物质氧化。

🔑 Key\mathrm{Bi_2O_3} 中 \mathrm{Bi} 为 +3；\mathrm{NaBiO_3} 中 \mathrm{Bi} 为 +5。\mathrm{O_2} 在 \mathrm{NaBiO_3} 合成中为氧化剂。

🎯 Exam focus滴定题：先统一体积单位，再按反应计量比反推原溶液浓度。

🛠️ Technique写 half-equation 或总反应前先标氧化数变化，便于检查电子得失。

CIE 9701/22/F/M/24 Q1(c)

\mathrm{Na_2O}+\mathrm{Bi_2O_3}+\mathrm{O_2}\rightarrow 2\mathrm{NaBiO_3}：求 \mathrm{Bi} 在 \mathrm{Bi_2O_3} 与 \mathrm{NaBiO_3} 的氧化数；指出还原剂。

+3 与 +5；reducing agent 为 \mathrm{O_2}。

[M] MS 9701_m24_ms_22：Bi 在 \mathrm{Bi_2O_3} 为 +3，在 \mathrm{NaBiO_3} 为 +5；还原剂 \mathrm{O_2}。

CIE 9701/22/F/M/24 Q1(d)(i)

解释 oxidising agent（文字）。

Accepts electrons / causes oxidation / increases oxidation number of another species。

[M] MS 9701_m24_ms_22 1(d)(i)。

10. Organic mechanisms & stereo

Nucleophilic addition: curly arrows & reduction（亲核加成书写）

📖 Definition亲核试剂进攻极化羰基碳；弯箭头：孤对 \rightarrow \mathrm{C}，\mathrm{C=O}\ \pi 键 \rightarrow \mathrm{O}；酸性后处理得到醇腈再水解等。

🔑 KeyMS 按“箭头、偶极、中间体、质子化”分步给分；酮一般不被 Fehling 温和氧化。

🎯 Exam focus光学异构：若中心碳未连接四个不同基团则无 enantiomers。

🛠️ Technique机理题先画 \mathrm{C=O} 偶极，再画 \mathrm{CN^-} 进攻与氧负离子。

CIE 9701/21/O/N/24 Q4(a)(i)

完成丙酮与 \mathrm{CN^-} 亲核加成机理（卷面 Fig. 4.2）。

\mathrm{CN^-} 孤对进攻羰基碳；\mathrm{C=O} 弯箭头至 \mathrm{O}；中间体氧负离子再质子化。

[M] MS 9701_w24_ms_21 4(a)(i) 五个判点汇总。

CIE 9701/21/O/N/24 Q4(c)(e)

写出丙酮被 \mathrm{[H]} 还原生成 propan-2-ol 的方程式；解释 Fehling 不与丙酮反应。

\mathrm{CH_3COCH_3}+2\mathrm{[H]}\rightarrow\mathrm{CH_3CH(OH)CH_3}；Fehling’s cannot oxidise ketones / ketones not easily oxidised。

[M] 4(c)(i) 方程式；4(e) 一句（MS 9701_w24_ms_21）。

Stereoisomers, addition & electrophilic alkene（立体异构与烯烃）

📖 DefinitionStereoisomers：相同分子式与相同连接方式，但三维空间排布不同。cis–trans 需要双键两端各自两个不同取代。

🔑 Key“加成反应”：两个分子结合成单一产物（MS 允许 “single product” 表述）。

🎯 Exam focus画 but-2-ene 两异构体用 wedge/dash 明确甲基与氢相对位置。

🛠️ Technique先判断是否 C=C 上有重复取代基，再决定能否产生几何异构。

CIE 9701/21/O/N/24 Q1(d)(ii)–(iv)

定义 stereoisomers；说明 ethene \rightarrow but-2-ene 为何为 addition；画出两种 but-2-ene 立体异构。

定义见 MS；单一产物；cis / trans 结构。

[M] 1(d)(ii) 定义；1(d)(iii) single product；1(d)(iv) 两图（MS 9701_w24_ms_21）。

CIE 9701/22/F/M/24 Q2(d)(iii)

写出由 \mathrm{L} 形成加聚物的单个 repeat unit（卷面 \mathrm{L} 来自 propene 路线）。

从链节恢复 \mathrm{C-C} 主链与侧基 \mathrm{Cl} 取代（按卷面结构）。

[M] MS 9701_m24_ms_22 2(d)(iii)。

11. Analysis & exam craft

IR table: wavenumber to functional group（红外数据表）

📖 Definition用卷面 Table 将吸收峰位置与键型/官能团区间匹配；解释需同时引用区间与结构中存在的键。

🔑 Key2200\!-\!2250\ \mathrm{cm^{-1}} 强吸收提示 \mathrm{C\equiv N}（腈）。\mathrm{C=O} 多在 1670\!-\!1750\ \mathrm{cm^{-1}} 区间（具体看表细分）。

🎯 Exam focus若多种官能团含相同键型（如都有 \mathrm{C-H}），需找最具区分度的峰。

🛠️ Technique答题模板：指出波数 \rightarrow 表中键型 \rightarrow 对应化合物中官能团 \rightarrow 排除另两种。

CIE 9701/21/O/N/24 Q4(f)

Fig. 4.3 为 \mathrm{A}、\mathrm{B}、\mathrm{C} 之一的 IR；用 Table 4.1 判断为哪种化合物并解释。

三者均有 \mathrm{C-H}；在 2200\!-\!2250\ \mathrm{cm^{-1}} 吸收说明 \mathrm{C\equiv N} \rightarrow 化合物 \mathrm{A}。

[M] 4(f)(i) 三均有 C—H；4(f)(ii) compound A + 2200\!-\!2250 与 \mathrm{C\equiv N}（MS 9701_w24_ms_21）。

CIE 9701/22/F/M/24 Q4(c)(ii)

用 Table 4.3 与谱图说明 \mathrm{U} 中存在的官能团（与 \mathrm{[M+1]^{+}} 丰度题联动）。

将最强特征峰与表中区间匹配，排除仅含羟基/羰基而无对应峰的结构。

[M] 见 MS 9701_m24_ms_22 Q4(c) 评分细则。

Command words, ecf, units & s.f.（指令词、ecf 与单位）

📖 DefinitionP2 强调 **show working**；“State” 给结论；“Explain/Outline” 必须因果链；“Deduce/Suggest” 允许合理推断。ecf：后续错误不重复扣分前提是逻辑连贯。

🔑 KeyMS 常见：缺单位则最终分可能不授；有效数字过宽一般不罚除非卷面要求。

🎯 Exam focus热力学答案注意符号（放热为负）与 \mathrm{kJ\,mol^{-1}}。

🛠️ Technique每问末尾核对 mark 值：2 分题尽量写两点独立得分句。

CIE 9701/21/O/N/24 Q1(d)(i)（书写规范）

求 x 需展示比例或方程，不能只写答案。

展示 209.4:20.5 与 18 的摩尔比或等价方程。

[M] MS 明确 M1 为方法分、M2 为 x=3（9701_w24_ms_21）。

CIE 9701/21/M/J/24 Q3(c)（单位）

K_c 数值与单位分开给分。

数值 178 与 \mathrm{mol^{-1}\,dm^{3}} 各一分。

[M] MS 9701_s24_ms_21 3(c)(ii) M1+M2。

12. Group 2 & gas stoichiometry

Group 2 carbonates: equations & thermal trend（第 2 族碳酸盐）

📖 DefinitionGroup 2 碳酸盐与酸反应放 \mathrm{CO_2}；热稳定性沿族变化是 P2 高频叙述题。

🔑 Key热稳定性 down the group **increases**（阳离子半径增大，极化碳酸根能力减弱——按课本文句组织因果）。

🎯 Exam focus区分 **thermal decomposition of solid** 与 **与酸反应** 两套话术。

🛠️ Technique趋势题：一句趋势 + 一句半径/电荷密度或 \mathrm{M^{2+}} 极化 reasoning。

CIE 9701/21/O/N/24 Q3(b)(ii)

描述 Group 2 碳酸盐沿族向下的热稳定性变化。

Thermal stability increases down the group。

[M] MS 9701_w24_ms_21。

CIE 9701/21/O/N/24 Q3(b)(i)

\mathrm{MgCO_3} 与稀 \mathrm{HCl} 反应方程式。

\mathrm{MgCO_3}+2\mathrm{HCl}\rightarrow\mathrm{MgCl_2}+\mathrm{CO_2}+\mathrm{H_2O}。

[M] MS 9701_w24_ms_21 3(b)(i)。

Gas volume (s.t.p.) & moles of reactive H（气体体积与活泼氢）

📖 Definitions.t.p. 下 \mathrm{H_2} 常用 V_m=22.4\ \mathrm{dm^{3}\,mol^{-1}}（以卷面常数表为准）。醇羟基与 \mathrm{Na} 反应：\mathrm{ROH} 提供活泼氢生成 \mathrm{H_2}。

🔑 Key由 V(\mathrm{H_2}) 求 n(\mathrm{H_2})，再由计量关系反推每分子羟基数目（MS 给出 \mathrm{ROH}+\mathrm{Na} 半摩尔 \mathrm{H_2} 关系）。

🎯 Exam focus体积单位 \mathrm{cm^3}\rightarrow\mathrm{dm^3} 再除以 V_m。

🛠️ Technique先 n(\mathrm{H_2})，再按“每 mol Q 产生多少 mol \mathrm{H_2}”推断 \mathrm{-OH} 个数。

CIE 9701/21/M/J/24 Q6(c)(iii)

0.0020\ \mathrm{mol} 的 \mathrm{Q} 与过量 \mathrm{Na} 反应，在 s.t.p. 共产生 44.8\ \mathrm{cm^3} 气体。求 \mathrm{Q} 分子中羟基数目（show working）。

n(\mathrm{H_2})=44.8/22400 或 0.0448/22.4；与 0.0020\ \mathrm{mol} \mathrm{Q} 对比得每分子 **2** 个 \mathrm{-OH}。

[M] MS 9701_s24_ms_21 6(c)(iii)：\mathrm{ROH}+\mathrm{Na}\rightarrow\mathrm{RONa}+\tfrac{1}{2}\mathrm{H_2} 与每分子 2 个 \mathrm{-OH} 结论。

CIE 9701/21/M/J/24 Q1(c)(i)

\mathrm{Br_2}+\mathrm{I^-} 离子方程式。

\mathrm{Br_2}+2\mathrm{I^-}\rightarrow 2\mathrm{Br^-}+\mathrm{I_2}。

[M] MS 9701_s24_ms_21 1(c)(i)。

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