个人学习背景介绍
我是一名甘肃国际高中11年级的学生,主学AP课程,在2023年参加过JCCO,在2024年参加过CCC、CCO并且拿到了银奖的成绩,以及今年年初参加了UKChO竞赛。选择UKChO竞赛作为国际化学竞赛尝试,既是为了检验自身化学素养,也为后续挑战更高难度赛事积累经验。
在化学学习的漫漫征途中,2025 年英国化学奥林匹克竞赛(UKChO)是我浓墨重彩的一笔。当最终成绩公布,看到自己拿到金奖晋级剑桥化学集训营和英国化学奥林匹克集训营,并且超金奖线28分的时候。那一刻,内心满是激动与感慨。回想起备赛的日日夜夜,那些付出的努力、经历的挫折与收获的成长,都变得无比珍贵。
选择参加该竞赛的原因&竞赛含金量
我选择参加UKChO,首要原因便是其无可比拟的含金量。它由英国皇家化学学会(RSC)主办,这个拥有175年悠久历史的组织,在全球化学领域极具影响力。UKChO作为英国历史最悠久、学术性最强、影响力最大的高中化学竞赛,历经50多年的沉淀,已然成为化学竞赛中的“金字招牌”。
从升学角度来看,它在英国G5大学以及全球众多顶尖理工科院校的申请中,有着举足轻重的地位。像剑桥大学官网明确推荐学生参与UKChO ,牛津大学也在“学术活动表”中对其重点强调。能在这样的竞赛中获奖,无疑是向招生官展示自己化学实力和学术潜力的绝佳方式,为申请梦校增添有力筹码。
而且,UKChO的竞赛题目紧密联系现实科研与热点,参考顶级化学期刊的原创论文设计,这意味着参赛过程中,我能接触到最前沿的化学研究成果,拓宽自己的化学视野,真正感受到化学在解决实际问题中的强大力量,而不只是局限于书本上的理论知识。这对我来说,是一次难得的学习和成长机会。
报名方式
我是通过学校统一组织报名参加UKChO的,学校在竞赛信息收集和传达方面非常及时,让我们能安心准备竞赛,不用担心错过重要时间节点和信息。但是大家需要注意的是UKCHO只能通过合作学校/机构在阿思丹报名参赛,同学们报名可以先询问以下学校老师,如果学校不能帮助报名,可以联系TD的老师们。
阿思丹官网:https://www.seedasdan.asia/en/ukcho-en/
UKChO英国官网:https://edu.rsc.org/uk-chemistry-olympiad/chemistry-olympiad-past-papers/1641.article
竞赛考察的知识和能力
UKChO的考查范围涵盖有机化学、物理化学、无机化学、生物化学、分析化学和光谱学等多个领域,远超高中化学课程范畴,甚至涉及大学一年级的部分知识。在准备有机化学部分时,那些复杂的反应机理和化合物结构,如亲核取代反应中不同底物和试剂对反应速率和产物的影响,让我花费了大量时间去理解和掌握。这不仅要求我对基础知识有扎实的掌握,还需要不断拓展知识面,深入探索各个领域的前沿内容。
1.思维能力的全面考验
竞赛注重考查运用已有知识解决新问题的能力,题目常常创设全新的情境,需要我从不同角度思考,运用创新思维和逻辑推理来寻找解决方案。比如在一道关于新型材料合成的题目中,给出了从未接触过的反应条件和原料,我需要结合所学的有机合成知识,大胆推测可能的反应路径,这对我的思维是极大的挑战,也让我在不断思考中提升了能力。
一种新型抗菌药物的中间体合成路线如下:
推测过程
第一步:分析原料结构与反应特征
A含酯基(-COOCH₃)和炔基(-C≡CH),炔基是亲核位点(可接受加成);
B含羟基(-OH,亲核性)和双键(-CH=CH₂),题目提示“羟基与炔基的加成”,推测羟基的O原子可能进攻炔基的不饱和碳,产物需保留酯基,且新增末端双键,结合“双键迁移”,推测炔基加成后可能转化为双键。
第二步:大胆假设加成方式
炔基(-C≡CH)是直线型结构,羟基(-OH)的O原子带孤对电子,可能作为亲核试剂进攻炔基的端位碳(电子云密度较低),发生亲核加成;
① 加成后炔基转化为烯醇式中间体(-C(OH)=CH₂),但烯醇不稳定,易通过双键迁移重排为更稳定的结构;
② 结合A中的酯基(-COOCH₃),推测可能发生酯交换反应?但题目强调“新增末端双键”,更可能是加成后直接形成双键。
第三步:整合信息推导结构
若B的-OH与A的-C≡CH加成,可能形成-O-CH₂-C(OH)=CH₂,但双键迁移后,末端双键(-CH=CH₂)保留,羟基与炔基的加成位点确定为炔基的中间碳;
最终推测C的结构:CH₃COOCH₂-C(=CH₂)-O-CH₂CH=CH₂(酯基保留,新增-O-CH₂CH=CH₂基团,且含末端双键)。
第四步:验证合理性
符合“羟基与炔基加成”(O连接炔基碳)、“双键迁移”(炔基→末端双键);
核磁共振氢谱显示末端双键(-CH=CH₂),与结构一致
面对陌生的反应情境(羟基与炔基的加成、双键迁移),通过已知的“亲核加成规律”(炔基可接受亲核试剂进攻)和“官能团稳定性”(烯醇重排),大胆假设反应位点和重排方式,再结合产物特征(末端双键、酯基保留)反向验证,最终推导合理结构。这一过程正是UKChO对“用已有知识解决新问题”能力的考查核心。
2.理论与实际的紧密结合
竞赛题目大多以现实生活、科研和热点为背景,像药物研发、环境保护等领域。这让我深刻体会到化学的实用性,不再觉得化学知识是抽象的,而是与我们的生活息息相关。在备考过程中,我开始更加关注化学领域的新闻和研究成果,学会将理论知识运用到实际问题的分析中。
3.知识与能力的试炼场
UKChO对知识和能力的考查是全方位且深入的。知识层面,各个化学领域的核心概念、原理、反应等都是重点。比如物理化学中的热力学定律,不仅要记住公式,更要理解其在不同化学反应中的应用;有机化学中各类官能团的性质和相互转化,是解题的关键。
能力方面,首先是知识迁移能力,能将课堂上学到的知识灵活运用到陌生的题目情境中。其次是分析和解决问题的能力,面对复杂的题目,要能迅速抓住关键信息,找到解题思路。还有创新思维能力,在解决问题时敢于提出独特的见解和方法。记得有一道关于化学反应机理探究的题目,常规思路无法解答,我尝试从一个新的角度去分析,结合多个知识点,最终找到了答案,那种突破自我的成就感至今难忘。
在这道题目中:硝化纤维素是一种重要的含能材料,其制备反应可简化为纤维素与浓硝酸在浓硫酸催化下的酯化反应:
常规思路(同学提供):
通常会从酯化反应的一般机理出发,考虑醇羟基作为亲核试剂进攻酰基正离子等过程。对于本题,可能会直接分析纤维素分子中的羟基如何进攻硝酸解离出的硝酰阳离子,但这种思路可能会忽略反应体系中其他因素的影响,且对于硝酸产生硝酰阳离子N的具体过程可能分析不够深入。
新角度:
可结合路易斯酸碱理论和反应体系的酸性环境来分析。混酸体系中,硫酸是强酸,会提供质子H+,硝酸接受质子后形成H2NO3+,再失去一分子水,从而生成硝酰阳离子NO2+,这是产生亲电试剂的关键步骤。从路易斯酸碱理论来看,硫酸是电子对的给予体(路易斯碱),硝酸是电子对的接受体(路易斯酸),通过这种酸碱相互作用促使硝酰阳离子的生成。
对于纤维素与硝酰阳离子的反应,可从分子空间结构和电子云分布角度分析。纤维素分子中羟基的氧原子具有孤对电子,是路易斯碱,而硝酰阳离子NO2+是缺电子的路易斯酸。同时,纤维素分子较大,其羟基的空间位置和电子云密度会影响反应活性,由于羟基连接在葡萄糖单元上,受到周围基团的电子效应和空间效应影响,某些位置的羟基更易与硝酰阳离子发生亲核取代反应,可结合立体化学和电子效应知识来判断具体的反应位点,这样就更全面地理解了整个酯化反应机理。
我的备考心得与技巧
学习重点的把握
👉1. 有机化学
这是重中之重,反应机理和化合物合成是核心。我花了大量时间梳理各类反应,如亲电加成、亲核取代、消除反应等,通过画反应流程图、做笔记等方式加深理解。对于常见有机化合物的合成路线,我不仅记住步骤,还思考每一步的反应条件和原理,做到举一反三。
乙烯(H₂C=CH₂) + 溴(Br₂) → [溴鎓离子中间体(三元环结构)] → 1,2-二溴乙烷(BrCH₂CH₂Br)
反应条件:
反应物:乙烯(烯烃,含碳碳双键)、溴(常用溴的四氯化碳溶液,避免水参与反应)。
环境:常温、无催化剂(烯烃双键电子云密度高,可直接与溴发生反应)。
溶剂:非极性溶剂(如CCl₄),防止极性溶剂影响中间体稳定性。
反应原理:
亲电试剂进攻:溴分子(Br₂)受乙烯双键的高电子云影响,发生极化(Brδ⁺-Brδ⁻),其中带部分正电荷的Brδ⁺作为亲电试剂,进攻双键中的π电子,形成不稳定的溴鎓离子中间体(三元环结构,其中一个碳原子与Br⁺结合,环内带正电荷)。
亲核试剂进攻:中间体中带正电荷的环具有电正性,被体系中带负电荷的Br⁻(亲核试剂)进攻。Br⁻从三元环的反面(立体位阻较小的一侧)进攻其中一个碳原子,使环破裂,最终形成1,2-二溴乙烷,完成加成反应。
👉2. 物理化学:
热力学和动力学是关键。理解热力学第一、第二定律,掌握焓变、熵变、自由能变的计算方法,以及化学反应速率的影响因素和速率方程的推导。通过做大量的练习题,加深对这些知识的理解和运用。
学习细节的关注
👉1. 构建知识网络
化学知识零碎,构建知识网络至关重要。我以化学领域为框架,将各个知识点串联起来,形成思维导图。比如在学习无机化学时,以元素周期表为线索,将各元素的性质、化合物特点等进行归纳总结,这样在记忆和运用知识时更加高效。
👉2. 重视实验知识
虽然竞赛是笔试,但实验知识不可或缺。了解实验仪器的使用方法、实验操作步骤和实验误差分析等,能帮助我更好地理解化学原理。比如在学习酸碱中和反应时,结合实验中滴定的操作过程,对反应的本质和计算方法有了更深刻的认识。
👉实用小技巧分享
👉1. 多做真题
真题是最好的备考资料。我收集了近十年的UKChO真题,按照考试时间和要求进行模拟练习。做完后,仔细分析答案,总结解题方法和技巧,找出自己的薄弱环节,有针对性地进行复习。通过做真题,我熟悉了竞赛的题型、难度和出题风格,考试时更加得心应手。
👉2. 组建学习小组
我和几个同样参加UKChO的同学组建了学习小组,定期进行讨论和交流。我们分享学习资料、解题思路和备考心得,遇到难题时一起探讨。在小组讨论中,我发现自己的思维变得更加开阔,能从不同角度看待问题,也学习到了其他同学的优点和方法。
步步为营的备考规划
我提前了4个月开始备考UKChO ,整个过程有条不紊。
👉1. 第一阶段(前两个月):知识积累与巩固
这个阶段主要是夯实基础和拓展知识面。我重新复习了高中化学的所有知识点,确保没有遗漏。同时,开始学习大学一年级的化学教材,重点攻克有机化学和物理化学部分。每天安排2 - 3小时的学习时间,周末用半天时间进行总结和复习,并做相关练习题巩固知识。在学习过程中,我会标记出重点和难点,方便后续复习。给大家展示一下最简单能级方面的笔记。
👉2. 第二阶段(第三个月):真题实战与提升
进入真题练习阶段,每周安排至少三次真题模拟考试,严格按照竞赛时间和要求进行,让自己适应考试节奏。做完真题后,认真分析答案,不仅关注做错的题目,也总结做对题目的解题思路和方法,以便在考试中能快速找到解题方向。对于反复出错的知识点,我会进行专项复习,通过查阅资料、请教老师和同学等方式,彻底弄清楚。
此外,我还会找一些其他高质量的练习题进行拓展训练,拓宽解题思路,同时我也在阅读一些相关书籍,增进对知识点的理解。这两本书都是我在备赛的空余时间阅读的。
👉3. 第三阶段(考前一个月):查缺补漏与心态调整
再次回顾之前做过的真题和练习题,重点关注自己的薄弱环节,进行有针对性的复习。同时,调整作息时间,保证充足的睡眠,让自己在考试时保持良好的精神状态。考前一周,减少学习强度,适当放松,通过听音乐、运动等方式缓解压力,以轻松的心态迎接考试。
学习资源&老师的备考建议
学习资源:助力备赛的利器
👉1. 教材类
《Advanced Chemistry by Michael Clugston》是我备考的重要教材,它内容全面、讲解深入,很好地衔接了高中和大学化学知识,帮助我填补了知识漏洞。
👉2. 真题资料
通过网络平台和竞赛辅导机构收集的历年UKChO真题及答案解析,是我备考的核心资料。这些真题让我熟悉了竞赛的出题风格和难度,是检验自己学习成果的重要依据。
👉3. 学习网站
RSC官网是我获取化学前沿资讯和学术论文的重要渠道,让我能及时了解化学领域的最新动态。Coursera上的化学相关课程,提供了优质的教学视频和学习资源,跟随专业教授学习,让我对一些复杂的化学知识有了更透彻的理解。
RSC官网:
https://www.rsc.org/
Coursera:
https://www.coursera.org/search?query=Chemistry
给后来者的建议:少走弯路,勇攀高峰
👉1. 提前规划,合理安排时间
UKChO的知识覆盖面广、难度大,提前规划备考时间至关重要。制定详细的学习计划,并严格按照计划执行,避免拖延和临时抱佛脚。
👉2. 注重基础知识的积累
扎实的基础知识是取得好成绩的关键。在备考过程中,不要忽视高中化学的基础知识,要不断巩固和强化,为学习竞赛知识打下坚实的基础。
👉3. 培养思维能力和创新精神
竞赛不仅考查知识,更注重思维能力和创新精神的培养。在学习过程中,多思考、多质疑,尝试从不同角度解决问题,培养自己的创新思维和逻辑分析能力。
👉4. 保持积极的心态
备考过程中难免会遇到困难和挫折,保持积极的心态非常重要。相信自己的能力,遇到问题及时调整心态,坚持不懈地努力,才能在竞赛中取得好成绩。
参加UKChO 2025是我人生中一段难忘的经历,它让我在化学学习上取得了巨大的进步,也让我在面对挑战时变得更加自信和坚定。我相信,这段经历将对我未来的学习和生活产生深远的影响,也希望我的经验能为即将踏上UKChO征程的同学们提供一些帮助,祝愿大家都能在竞赛中实现自己的梦想,收获属于自己的荣耀 。