Методические указания для организации СРС (часть I) Методические указания для практических заданий (часть I).


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по дисциплинам «Химия», «Общая и неорганическая химия»,
«Неорганическая химия»
для организации самостоятельной работы студентов 1 курса всех специальностей, направлений и профилей очной формы обучения
часть 1
Составители: Т. М. Карнаухова, к.х.н., доцент
Г. К. Севастьянова, к.х.н., доцент
Тюмень
ТюмГНГУ
2015
Методические указания по дисциплинам «Химия», «Общая и неорганическая химия», «Неорганическая химия» для организации самостоятельной работы студентов 1 курса всех специальностей, направлений и профилей очной формы обучения. часть 1/ сост. Т.М.Карнаухова, Г.К.Севастьянова; Тюменский государственный нефтегазовый университет. – Тюмень: Издательский центр БИК ТюмГНГУ, 2015. – 31 с.
Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию на заседании кафедры общей и физической химии
« 23» марта 2015 года, протокол № 7.
Аннотация
Методические указания для организации самостоятельной работы по дисциплинам «Химия», «Общая и неорганическая химия», «Неорганическая химия» студентов 1 курса всех специальностей, направлений и профилей очной формы обучения.
Самостоятельная работа студентов (СРС) под руководством преподавателя представляет собой логическое продолжение аудиторных занятий.
Предлагаемая система методических указаний направлена на формирование у студентов навыков самостоятельной работы с учебной литературой, умений отвечать на поставленные вопросы, структурировать изучаемый материал, решать качественные и количественные задачи.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2015г.
Пояснительная запискаИзучение учебных дисциплин «Химия», «Общая и неорганическая химия», «Неорганическая химия» при подготовке бакалавров, специалистов имеет следующую цель:
формирование у студента химического мышления, которое необходимо при решении многообразных производственных проблем, связанных как с вопросами оптимальности технологических процессов, надежности работы технологических систем и оборудования, так и с вопросами охраны окружающей среды.
В результате изучения дисциплины в соответствии с Госстандартом, ФГОС студенты должны:
Знать:
теоретические основы химии, как науки о веществах и законах их превращений;
основные классы неорганических веществ, их свойства и области применения;
основные закономерности протекания химических реакций;
особенности протекания химических реакций в различных фазах, в частности в растворах;
Уметь:
использовать и применять теоретические основы на практике;
решать конкретные практические задачи;
разбираться и самостоятельно ориентироваться в химических вопросах,
возникающих в дальнейшей работе;
Владеть:
культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения;
принципами выбора химреактивов для конкретного процесса;
навыками сбора данных, изучения, анализа и обобщения научно-технической информации по тематике исследования, сопоставление полученных результатов с известными литературными или практическими данными.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
общекультурные компетенции (ОК)
быть способным к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения, владеть культурой мышления
уметь логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь
быть способным к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства
уметь использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
профессиональные компетенции (ПК)
владеть базовыми знаниями математических и естественнонаучных дисциплин и дисциплин общепрофессионального цикла в объеме, необходимом для использования в профессиональной деятельности основных законов соответствующих наук, разработанных в них подходов, методов и результатов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования
владеть основами методов исследования, анализа, диагностики и моделирования свойств веществ, физико-химических процессов в них и в технологиях получения, некоторыми навыками их использования в исследованиях и расчетах
использовать современные информационно-коммуникационные технологии, глобальные информационные ресурсы в научно-исследовательской и расчетно-аналитической деятельности в области химической технологии веществ
уметь использовать на практике современные представления наук о веществах, о влиянии микро- и нано- масштаба на свойства веществ, взаимодействии веществ с окружающей средой, электромагнитным излучением и потоками частиц
владеть навыками сбора данных, изучения, анализа и обобщения научно-технической информации по тематике исследования, сопоставление полученных результатов с известными литературными или практическими данными
Знания по дисциплинам Химия», «Общая и неорганическая химия», «Неорганическая химия» необходимы студентам для усвоения знаний по органической химии, физико-химическим методам анализа, физической химии, коллоидной химии, электрохимии и защите от коррозии, общей химической технологии, безопасности жизнедеятельности.
Важным видом учебной деятельности студента в ВУЗе является самостоятельная работа студентов (далее СРС), она играет значительную роль в рейтинговой технологии обучения СРС. С введением ФГОС нового поколения значение организации и постановки СРС значительно возросло.
Основными задачами СРС являются:
систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов;
углубление и расширение теоретических знаний;
формирование умений использовать справочную документацию и специальную литературу;
развитие познавательных способностей и активности студентов: творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;
формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации.
Настоящие методические указания составлены в соответствии с программой курса по дисциплинам «Общая и неорганическая химия», «Химия», «Неорганическая химия» для студентов всех специальностей, направлений и профилей дневного обучения. Предлагаемая система методических указаний направлена на формирование у студентов навыков самостоятельной работы с учебной литературой, умений отвечать на поставленные вопросы, структурировать изученное, решать качественные и количественные задачи.
Методические указания содержат программный материал и перечень заданий для самостоятельного решения и проведения текущего контроля знаний студентов по темам:
Основные классы неорганических соединений.
Основные понятия и законы химии.
Строение атома, химическая связь.
Основные закономерности протекания химических процессов: основы термодинамики, химическая кинетика, химическое равновесие.
Общие свойства растворов. Растворы неэлектролитов и электролитов. Обменные реакции в растворах электролитов.
ОВР, электрохимические процессы.
Свойства металлов
Пользование методическими указаниями
Настоящие методические указания являются руководством по ведению записей в рабочей тетради студента. Для этой цели можно использовать стандартную тетрадь (объем – 24 листа). На обложке следует написать заголовок «Рабочая тетрадь для самостоятельных работ по химии», указать свою фамилию, имя, отчество, номер группы.
Формы контроля
Правильность ответов на вопросы, предлагаемые в самостоятельной работе, контролируется преподавателем дисциплины. Критерии оценки каждого задания устанавливаются преподавателем в соответствие с разработанной им рейтинговой системой оценки знаний по читаемому курсу.

1. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ.1.1. Какие неорганические соединения относятся к классу оксидов? Какой характер могут проявлять оксиды? Составьте эмпирические и графические формулы оксидов:
01 – азота (V);
03 – марганца (II);
05 – висмута (III);
07 – селена (IV);
09 – цезия;
11 – углерода (IV);
13 – хлора (I);
15 – фосфора (V);
17 – калия;
19 – хрома (II);
21 – азота (IV);
23 – теллура (VI);
25 – цинка;
27 – серы (IV);
29 – ванадия (V); 02 – молибдена (VI);
04 – теллура (IV);
06 – селена (VI);
08 – железа (III);
10 – марганца (IV);
12 – мышьяка (V);
14 – германия (IV);
16 – сурьмы (III);
18 – алюминия;
20 – висмута (V);
22 – бария;
24 – меди (I);
26 – хрома (III);
28 – марганца (VII);
30 – хлора (VII).
1.2. Определите степень окисления элемента в оксидах, назовите оксиды в соответствии с международной номенклатурой. Напишите эмпирические и графические формулы оснований или кислот, соответствующих данным оксидам
01 – MgO;
05 – ZnO;
09 – MnO2;
13 – FeO;
17 – HgO;
21 – SeO2;
25 – Ni2O3;
29 – PbO; 02 – SO3;
06 – MnO;
10 – K2O;
14 – SeO3;
18 – SnO;
22 – Na2O;
26 – Al2O3;
30 – BaO. 03 – BeO;
07 – N2O3;
11 – SO2;
15 – CuO;
19 – SrO;
23 – MoO3;
27 – SeO3; 04 – CO2;
08 – CaO;
12 – P2O5;
16 – TeO2;
20 – N2O5;
24 – CdO;
28 – CrO3;
1.3. Напишите уравнения реакций солеобразования, доказывающие характер оксидов (кислотный, основной, амфотерный), указанных в разделе 1.2.
1.4. Какие неорганические соединения относятся к классу оснований? Чем определяются общие свойства оснований? Напишите формулы и названия оснований следующих элементов:
01 – Mg;
05 – Be;
09 – Ni (III);
13 – Ca;
17 – Mn (II);
21 – Ca (II);
25 – Tc (II);
29 – Ag (I); 02 – Al;
06 – Ba;
10 – Cr (III);
14 – Rb;
18 – In (III);
22 – Fr;
26 – Pb (II);
30 – Mn (III). 03 – Fe (II);
07 – Na;
11 – Li;
15 – Sr;
19 – Tl (III);
23 – Ni (II);
27 – Fe (III); 04 – K;
08 – Zn;
12 – Cu (II);
16 – Mo (II);
20 – Sn (II);
24 – Co (II);
28 – Cr (II) ;
1.5. Какие неорганические соединения относятся к классу кислот? Чем определяются общие свойства кислот? Назовите кислоты в соответствии с международной номенклатурой. Напишите их графические формулы:
01 – H3PO4
04 – HI
07 – HNO3
10 – H2SeO3
13 – H2Cr2O7
16 – H3 AsO3
19 – H2Te
22 – H2TeO3
25 – HCl
28 – HClO 02 – H2SiO3
05 – H3PO3
08 – H2TeO4
11 – HNO2
14 – H2SeO4
17 – HF
20 – HClO4
23 – H2Se
26 – H2GeO3
29 – HClO3 03 – H2CO3
06 – H2SO3
09 – HMnO4
12 – H2CrO4
15 – H2S
18 – H3AsO4
21 – HBr
24 – HClO2
27 – H2MnO4
30 – HVO3
1.6. Какая реакция происходит при взаимодействии кислот с основаниями? Напишите уравнения реакций взаимодействия кислот, указанных в разделе 1.5, с избытком раствора гидроксида калия.
1.7. Какие неорганические соединения относятся к классу солей? Как они образуются? Назовите средние соли в соответствии с международной номенклатурой. Напишите их графические формулы:
01 – Na3AsO3
04 – K2SeO3
07 – Na2ZnO2
10 – Ca(NO3)2
13 – NaBr
16 – CaCO3
19 – Na2SnO3
22 – KBiO3
25 – KBO2
28 – K2Cr2O7 02 – KF
05 – Na3PO4
08 – KNO2
11 – AuCl3
14 – NH4NO3
17 – Na2TeO4
20 – K2Se
23 – CaSiO3
26 – Na2SeO3
29 – KClO4 03 – MgSO4
06 – K2SO3
09 – K2SeO4
12 – Na2TeO3
15 – Na2CrO4
18 – K3AsO4
21 – CrCl3
24 – MgTe
– (NH4)2S
30 – KmnO4
1.8. Какие типы солей Вы знаете? Как они образуются? Назовите кислые и основные соли в соответствии с международной номенклатурой. Напишите их графические формулы:
01 – Сa(HCO3)2
04 – KHSiO3
07 – KHTeO3
10 – ZnOHI
13 – NaHTeO4
16 – KHCrO4
19 – KHSe
22 – CaOHNO3
25 – KHSeO3
28 – Al(OH)2Cl 02 – Na2HPO4
05 – NaHS
08 – NaHSO3
11 – KHTe
14 – FeOHNO2
17 – SrOHBr
20 – NaHSeO4
23 – CrOHSO4
26 – (CuOH)2SO4
29 – Na2HPO4 03 – MgOHNO3
06 – MnOHCl
09 – NaH2PO4
12 – BeOHCl
15 – ZnOHBr
18 – Ba(HSO4)2
21 – AlOHSO4
24 – FeOHCl2
27 – KHSeO4
30 – NiOHCl.
1.9. Как получаются кислые соли, основные? Как из кислой или основной соли можно получить среднюю соль? Напишите уравнения реакций перевода кислых и основных солей, указанных в разделе 1.8, в средние соли.
1.10. Напишите эмпирические и графические формулы следующих солей:
01 – сульфата марганца (II);
03 – сульфида цинка;
05 – гидросиликата натрия;
07 – бромида кальция;
09 – гидрохромата калия;
11 – гидроселената калия;
13 – фторида натрия;
15 – сульфата гидроксомеди (II);
17 – бромида гидроксобария;
19 – силиката кальция;
21 – дигидрофосфата натрия;
23 – хлорида гидроксобериллия;
25 – нитрата аммония;
27 – гидрофосфата калия;
29 – иодида гидроксосвинца (II); 02 – нитрата калия;
04 – фосфата алюминия;
06 – карбоната натрия;
08 – нитрата гидроксокальция;
10 – теллурата натрия;
12 – арсената натрия;
14 – хромита калия;
16 – сульфита аммония;
18 – гидроселенида калия;
20 – сульфида гидроксоцинка;
22 – иодида магния;
24 – дигидроарсената калия;
26 – селенита калия;
– гидротеллурита натрия;
30 – селенида натрия.
1.11. Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить следующие превращения:
Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3 Fe(NO3)3 Fe (OH)3 Fe2O3
KOH K3PO4 H3PO4 AlPO4
Al2O3 Al2(SO4)3 AlCl3 Al(OH)3
CuO CuSO4 Cu(OH)2 CuCl2 Cu(NO3)2
S SO2 SO3 Na2SO4 BaSO4
Zn ZnCl2; ZnO ZnCl2; ZnSO4 ZnCl2; Zn(OH)2 ZnCl2
Al(OH)3 Al2(SO4)3 ; CaO Ca(OH)2; Al(OH)3 KAlO2
Zn ZnO ZnSO4 Zn(OH)2 ZnCl2
Cu CuCl2 Cu(OH)2 CuO
MgSO4 Mg(OH)2 MgO MgSO4
N2 N2O5 HNO3 KNO3
Al Al2O3 Al2(SO4)3 AlCl3 Al(OH)3 Al2O3
Cu CuO CuSO4 Cu(OH)2 CuOHCl CuCl2
S SO2 SO3 H2SO4 NaHSO4 Na2SO4 BaSO4
Cu CuO CuCl2 Cu(OH)2 CuO
Mg MgSO4 Mg(OH)2 MgO
Fe Fe2O3 Fe2(SO4)3 Fe(OH)3 Fe2O3 Fe(NO3)3
N2 NO2 HNO3 CaOHNO3 Ca(NO3)2
Zn ZnCl2; ZnO Zn(NO3)2; Zn(OH)2 ZnSO4
Na Na2O NaOH NaHCO3 Na 2CO3 CO2
C CO2 NaHCO3 Na2CO3 NaNO3
Cu CuS CuSO4 Cu(OH)2 CuO CuCl2
Zn ZnCl2 Zn(OH)2 ZnO Zn(NO3)2
Be BeO BeSO4 Be(OH)2 BeO
Ca CaO Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 CaCO3 CaO
MgO Mg(HSO4)2 MgSO4 Mg(OH)2 MgOHNO3
S SO2 SO3 Na2SO4 BaSO4
Al(OH)3 K[Al(OH)4] KAlO2
K KOH KH2PO4 K3PO4 H3PO4 AlPO4
Co CoO CoSO4 Co(OH)2 CoCl2

2. ПРОСТЕЙШИЕ ХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ.2.1. Дайте определение следующих понятий: атомная единица массы (а.е.м.), относительная атомная масса (Ar), относительная молекулярная масса (Mr).
Определите в граммах массу одной молекулы:
01 – воды; 02 – сульфида бария;
03 – оксида углерода (IV); 04 – сероводорода;
05 – серной кислоты; 06 – хлорида алюминия;
07 – гидроксида калия; 08 – хлорида серебра (I);
09 – фосфорной кислоты; 10 – оксида алюминия;
11 – гидроксида меди (II); 12 – кислорода;
13 – оксида углерода (II); 14 – нитрата натрия;
15 – азотной кислоты; 16 – гидроксида алюминия;
17 – хлорида цинка; 18 – сульфата железа (II);
19 – оксида железа (III); 20 – угольной кислоты;
21 – азота; 22 – водорода;
23 – аммиака; 24 – хлора;
25 – гидроксида бария; 26 – гидроксида аммония;
27 – селеновой кислоты; 28 – оксида марганца (VII);
29 – теллуроводородной кислоты; 30 – карбоната натрия.
2.2. Дайте определение понятий: количество вещества, моль, постоянная Авогадро. Как определяется количество вещества? Единица измерения количества вещества.
Определите, сколько молекул содержится в данной массе вещества:
01 – 12,7 г йода; 02 – 9,9 г гидроксида цинка;
03 – 12,0 г сульфата магния; 04 – 0,22 г оксида углерода (IV);
05 – 4,9 г серной кислоты; 06 – 14 г азота;
07 – 12,6 г азотной кислоты; 08 – 34 г аммиака;
09 – 4,9 г фосфорной кислоты; 10 – 17 г нитрата натрия;
11 – 4 г гидроксида натрия; 12 – 10,2 г оксида алюминия;
13 – 27 г хлорида меди (II); 14 – 600 г оксида кремния (IV);
15 – 100 г карбоната кальция; 16 – 12,4 г угольной кислоты;
17 – 56 г гидроксида калия; 18 – 36 г воды;
19 – 2,8 г азота; 20 – 160 г кислорода;
21 – 1 г водорода; 22 – 800 г метана;
23 – 3,42 г сульфата алюминия; 24 – 0,71 г хлора;
25 – 1,54 г гидроксида бария. 26 – 127 г иода;
27 – 32 г оксида серы (IV); 28 – 35 г фтороводорода;
29 – 94 г азотистой кислоты; 30 – 49 г серной кислоты.
2.3. Как определяется молярная масса вещества (М)? Что такое молярный объем, как он определяется?
Определите массу вещества (грамм), содержащегося при н.у. в данном объеме вещества:
01 – 1,12 л аммиака; 02 – 0,56 л оксида углерода (IV);
03 – 280 мл неона; 04 – 4,48 л хлора;
05 – 448 мл азота; 06 – 112 л фтора;
07 – 2,24 л сероводорода; 08 – 5,6 л водорода;
09 – 2,8 л метана; 10 – 56 л оксида углерода (II);
11 – 560 мл кислорода; 12 – 28 л аммиака;
13 – 224 мл фтороводорода; 14 – 1,12 л ацетилена;
15 – 0,28 л азота; 16 – 6,72 л хлора;
17 – 44,8 л хлороводорода; 18 – 672 л хлора;
19 – 134 л кислорода; 20 – 1,344 л оксида углерода (IV);
21 – 1,12 л аргона; 22 – 11,2 л азота (II);
23 – 2,8 л оксида серы (IV); 24 – 1,12 л оксида азота (IV);
25 – 5,6 л оксида азота (I); 26 – 13,54 л хлора;
27 – 5,6 л оксида серы (IV); 28 – 3,36 л аммиака;
29 – 2,24 л оксида серы (VI); 30 – 1,12 л сероводорода.
2.4. Сформулируйте закон Авогадро. Какие следствия из закона Авогадро Вы знаете?
Определите объем (л), занимаемый при н.у.:
01 – 10 г неона; 02 – 380 г фтора;
03 – 8 г метана; 04 – 3,4 г аммиака;
05 – 5,6 г азота; 06 – 8 г водорода;
07 – 640 мг кислорода; 08 – 710 г хлора;
09 – 2,0 г фтороводорода; 10 – 7,0 г оксида углерода (II);
11 – 3,4 г сероводорода; 12 – 1,42 г хлора;
13 – 10,2 г аммиака; 14 – 880 г оксида углерода (IV);
15 – 140 г азота; 16 – 20 г водорода;
17 – 9,6 г кислорода; 18 – 680 г сероводорода;
19 – 7,3 г хлороводорода; 20 – 6,4 г оксида серы (IV);
21 – 4,6 г оксида азота (IV); 22 – 0,3 г оксида азота (II);
23 – 2,6 г ацетилена; 24 – 4,4 г оксида азота (I);
25 – 4 г аргона; 26 – 40 г аргона;
27 – 7 г азота; 28 – 20,4 аммиака;
29 – 24 г метана; 30 – 0,71 г хлора.
2.5. Определите массу (в граммах):
01 – 0,5 молей аммиака; 02 – 2 молей хлорида кальция;
03 – 3 молей сульфата цинка; 04 – 0,02 молей хлорида меди (II);
05 – 1,5 молей сероводорода; 06 – 0,1 молей серной кислоты;
07 – 0,6 молей нитрата бария; 08 – 0,1 молей метана;
09 – 0,2 молей хлорида хрома (III); 10 – 1,2 молей азотной кислоты;
11 – 0,3 молей оксида азота (II); 12 –0,4 молей оксида марганца (IV);
13 – 0,05 молей угольной кислоты; 14 – 0,7 молей оксида серы (IV);
15 – 5 молей бромида калия; 16 – 2,5 молей оксида кремния (IV);
17 – 0,04 молей нитрата железа (II); 18 – 3,5 молей оксида азота (IV);
19 – 0,8 молей фторида кальция; 20 – 4,5 молей оксида углерода (IV);
21 – 0,05 молей кислорода; 22 – 0,02 молей азота;
23 – 0,04 молей гидроксида калия; 24 – 0,1 молей фосфорной кислоты;
25 – 2 молей хромата натрия; 26 – 3 молей селеновой кислоты;
27 – 0,1 молей оксида алюминия; 28 – 0,3 молей гидроксида бария;
29 – 4 молей сернистой кислоты; 30 – 5 молей теллуроводорода.
2.6. Сколько молей составляют:
01 – 126 г азотной кислоты
03 – 0,1 г карбоната кальция;
05 – 24,5 г серной кислоты;
07 – 0,95 г хлорида магния;
09 – 1,12 г гидроксида калия;
11 – 0,164 г нитрата кальция;
13 – 4,26 г фосфата калия;
15 – 120 г оксида кремния (IV);
17 – 0,239 г сульфида свинца (II);
19 – 1,64 г сернистой кислоты;
21 – 4,7 г азотистой кислоты;
23 – 6,2 г оксида натрия;
25 – 12,9 г селенистой кислоты;
27 – 34 г аммиака;
29 – 68 г сероводорода 02 – 13,2 г оксида углерода (IV);
04 – 1,04 г гидрокарбоната натрия;
06 – 196 г ортофосфорной кислоты;
08 – 0,106 г карбоната натрия;
10 – 12,8 г оксида серы (IV);
12 – 2,33 г сульфата бария;
14 – 9,9 г гидроксида цинка;
16 – 1,74 г сульфата калия;
18 – 138 г нитрита натрия;
20 – 0,4 г гидроксида натрия;
22 – 13,3 г хлорида алюминия;
24 – 1,3 г теллуроводорода;
26 – 5,8 г гидроксида магния;
28 – 194 г гидроксида меди (II);
30 – 50 г хлорной кислоты
2.7. Что называется эквивалентом? Дайте определение следующих понятий: фактор эквивалентности, эквивалентное число, моль эквивалента, молярная масса эквивалента вещества (Мэ).
Определите массу (в граммах):
01 – 2 молей эквивалента серной кислоты;
02 – 0,2 молей эквивалента хлорида кальция;
03 – 0,1 молей эквивалента оксида кадмия;
04 – 0,01 молей эквивалента гидроксида аммония;
05 – 1,2 молей эквивалента фосфорной кислоты;
06 – 0,05 молей эквивалента карбоната калия;
07 – 1,5 молей эквивалента гидроксида меди (II);
08 – 0,7 молей эквивалента угольной кислоты;
09 – 0,6 молей эквивалента оксида кремния (IV);
10 – 0,8 молей эквивалента азотной кислоты;
11 – 3 молей эквивалента сернистой кислоты;
12 – 2,5 молей эквивалента хлорида цинка;
13 – 0,08 молей эквивалента фосфата натрия;
14 – 0,4 молей эквивалента железа (III);
15 – 3,2 молей эквивалента оксида серы (IV);
16 – 4 молей эквивалента хлорида олова (II);
17 – 0,45 молей эквивалента теллуровой кислоты;
18 – 0,04 молей эквивалента оксида алюминия;
19 – 1,7 молей эквивалента сероводорода;
20 – 0,25 молей эквивалента сульфата хрома (III);
21 – 0,2 молей эквивалента гидроксида алюминия;
22 – 0,5 молей эквивалента оксида азота (V);
23 – 2 молей эквивалента оксида марганца (VII);
24 – 0,3 молей эквивалента силиката натрия;
25 – 0,01 молей эквивалента гидроксида марганца (II);
26 – 3 молей эквивалента оксида серы (VI);
27 – 0,3 молей эквивалента селеновой кислоты;
28 – 0,02 молей эквивалента оксида хрома (VI);
29 – 0,01 молей эквивалента гидроксида бария;
30 – 4 молей эквивалента хлорной кислоты.
2.8. Сформулируйте закон эквивалентов.
Определите, сколько молей эквивалента составляют:
01 – 80,5 г сульфата цинка; 02 – 0,63 г азотной кислоты;
03 – 11,2 г гидроксида калия; 04 – 0,64 г оксида серы (IV);
05 – 13,2 оксида углерода (IV); 06 – 19,6 г фосфорной кислоты;
07 – 4,3 г гидрокарбоната натрия; 08 – 10 г карбоната кальция;
09 – 16,4 г нитрата натрия; 10 – 4,26 г фосфата калия;
11 – 13,8 г нитрита натрия; 12 – 0,99 г гидроксида цинка;
13 – 164 г сернистой кислоты; 14 – 2,39 г сульфида цинка;
15 – 90 г теллурида натрия; 16 – 1,2 г оксида кремния (IV);
17 – 23,3 г сульфата бария; 18 – 1,42 г сульфата натрия;
19 – 158 г сульфита калия; 20 – 0,78 г гидроксида аммония;
21 – 1,6 г кислорода; 22 – 1,7 г оксида алюминия;
23 – 365 г хлороводородной кислоты; 24 – 2,9 г гидроксида магния;
25 – 47,5 г хлорида магния; 26 – 3,5 г фтороводородной кислоты;
27 – 0,94 г азотистой кислоты; 28 – 12,9 г селенистой кислоты;
29 – 5,8 г гидроксида магния; 30 – 19,4 г гидроксида меди (II).
3. СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ.3.1. Ответьте на следующие вопросы:
01 – Как Д.И. Менделеев сформулировал Периодический закон?
02 – Как в настоящее время формулируется Периодический закон?
03 – Чем объясняется периодичность свойств элементов?
04 – Каков физический смысл порядкового номера элемента, номера периода и номера группы?
05 – Как изменяются радиусы атомов в периодах и почему?
06 – Как изменяются радиусы атомов в подгруппах и почему?
07 – Энергия ионизации. Какие свойства элемента характеризует величина энергии ионизации?
08 – Энергия ионизации. Как изменяется величина энергии ионизации по главным подгруппам? Почему?
09 – Энергия сродства к электрону. Какие свойства элемента характеризует величина энергии сродства к электрону?
10 – Энергия сродства к электрону. Как изменяется величина энергии сродства к электрону по периодам и почему?
11 – Энергия сродства к электрону. Как изменяется величина энергии сродства к электрону по главным подгруппам и почему?
12 – Какой элемент характеризуется наименьшим значением величины энергии ионизации? Какой элемент характеризуется наибольшим значением величины энергии сродства к электрону? Почему?
13 – Какие элементы называются d - и f-элементами и где они расположены в Периодической системе Д.И.Менделеева?
14 – Какие элементы называются s - и р - элементами и где они расположены в Периодической системе Д.И. Менделеева?
15 – Укажите, как изменяется (растет или убывает) электроотрицатель-ность атома от магния к барию. Почему?
16 – Какой принцип определяет электронную емкость энергетических подуровней и уровней в электронной оболочке атомов? Сформулируйте его.
17 – Атомы элементов, применяемых в радиотехнике в качестве полупроводников, имеют электронную конфигурацию валентных электронов: 4s24p2 и 5s25p3. Укажите положение элементов в Периодической системе. Какие степени окисления могут они проявлять в соединениях?
18 – Энергия ионизации. Как изменяется величина энергии ионизации по периодам и почему?
19 – Какими квантовыми числами определяется состояние электрона в атоме?
20 – В какой последовательности заполняются электронами энергетические уровни и подуровни в атомах?
21 – Докажите, что на р-подуровне в атомах может находиться не более 6 электронов.
22 – Докажите, что на s-подуровне в атомах может находиться не более 2 электронов.
23 – Докажите, что 3d-подуровень в атомах заполняется электронами после 4s-подуровня.
24 – Докажите, что на d-подуровне в атомах может находиться не более 10 электронов.
25 – Что определяет главное квантовое число, какие численные значения оно может принимать?
26 – Что определяет орбитальное квантовое число, какие численные значения оно может принимать?
27 – Что определяет магнитное квантовое число, какие численные значения оно может принимать?
28 – Что определяет спиновое квантовое число, какие численные значения оно может принимать?
29 – Какой подуровень в атомах заполняется электронами раньше: 5s или 4d? Почему?
30 – Что понимается под орбитальным атомным радиусом? В чем состоит отличие эффективного атомного радиуса от орбитального?
3.2. Составьте электронные формулы атомов следующих элементов:
01 – астата
05 – вольфрама
09 – германия
13 – йода
17 – кадмия
21 – ниобия
25 – рутения
29 – технеция 02 – брома
06 – висмута
10 – железа
14 – иридия
18 – марганца
22 – олова
26 – скандия
30 - теллура 03 – бария
07 – галлия
11 – иттрия
15 – кальция
19 – мышьяка
23 – полония
27 - селена 04 – ванадия
08 – гафния
12 – индия
16 – кобальта
20 – никеля
24 – радия
28 - свинца
3.3. Определите электронное семейство элементов, указанных в разделе 3.2, распределите валентные электроны по квантовым ячейкам в не возбужденном состоянии атома. Поясните, металлические или неметаллические свойства имеет данный элемент с точки зрения строения атома.
3.4. Напишите значения четырех квантовых чисел для валентных электронов атомов элементов, указанных в разделе 3.2.
3.5. Сравните свойства указанных элементов (радиусы атомов, их энергии ионизации, энергии сродства к электрону, электроотрицательности, а также химические свойства: металл – неметалл, восстановитель – окислитель) на основании строения атома:
01 – лития и фтора; 02 – алюминия и галлия;
03 – иттрия и индия; 04 – марганца и брома;
05 – натрия и хлора; 06 – галлия и брома;
07 – мышьяка и фосфора; 08 – цезия и астата;
09 – азота и висмута; 10 – бериллия и радия;
11 – кальция и цинка; 12 – калия и брома;
13 – молибдена и теллура; 14 – селена и хрома;
15 – фтора и астата; 16 – лития и франция;
17 – индия и йода; 18 – кальция и железа;
19 – углерода и олова; 20 – ванадия и мышьяка;
21 – углерода и свинца;
23 – меди и селена; 22 – калия и меди;
24 – олова и технеция;
25 – галлия и скандия; 26 – азота и мышьяка;
27 – фтора и хлора; 28 – ртути и рения;
29 – натрия и серы; 30 – алюминия и хлора;
3.6. Распределите валентные электроны по квантовым ячейкам в возбужденном состоянии атомов элементов, указанных в разделе 3.2.
3.7. Рассмотрите образование химических связей в молекулах с точки метода валентных связей (МВС):
01 – PBr3
05 – CаBr2
09 – MgCl2
13 – PH3
17 – CBr4
21 – H2Se
25 – H2Te
29 – CCl4 02 – BF3
06 – SbCl3
10 – AlF3
14 – GaCl3
18 – ZnCl2
22 – CdCl2
26 – CаI2
30 – GaF3 03 – MgBr2
07 – AsCl3
11 – SiH4
15 – H2S
19 – GeH4
23 – SnCl4
27 – BiI3
04 – SiF4
08 – NF3
12 – CI4
16 – GеH4
20 – AsH3
24 – SbH3
28 – SiI4
С этой целью определите:
валентные электроны взаимодействующих атомов, распределите их по квантовым ячейкам;
валентность атомов элементов;
механизм образования связей в молекуле,
тип гибридизации центрального атома,
геометрическую форму молекулы,
число и тип связей ( или - связи) в молекуле,
полярность отдельных связей в молекуле (полярны или неполярны),
полярность молекулы в целом (полярна или неполярна).
4. ТЕРМОДИНАМИческие И ТЕРмохимические расчеты.4.1. I закон термодинамики. Энтальпия. Тепловой эффект химической реакции. Чем отличаются друг от друга химическое и термохимическое уравнения реакции?
Составьте химические и термохимические уравнения реакций и вычислите стандартную энтальпию образования , (кДж/моль) следующих веществ:
01 – MnBr2, если при образовании 5 г его выделилось 14,3 кДж;
02 – MnCl2, если при образовании 5 г его выделилось 19,3 кДж;
03 – MnS, если при образовании 5 г его выделилось 11,76 кДж;
04 – Na2O, если при образовании 10 г его выделилось 67,6 кДж;
05 – K2O, если при образовании 10 г его выделилось 38,6 кДж;
06 – Rb2O, если при образовании 10 г его выделилось 17,6 кДж;
07 – Cs2O, если при образовании 10 г его выделилось 9,24 кДж;
08 – CrCl3, если при образовании 17 г его выделилось 60,5 кДж;
09 – CdI2, если при образовании 20 г его выделилось 10,9 кДж;
10 – CdBr2, если при образовании 18 г его выделилось 21,0 кДж;
11 – CdF2, если при образовании 4,6 г его выделилось 21,2 кДж;
12 – CdCl2, если при образовании 9,6 г его выделилось 8,2 кДж;
13 – CaS, если при образовании 6 г его выделилось 40,3 кДж;
14 – CaCO3, если при образовании 10 г его выделилось 120,9 кДж;
15 – CBr4, если при образовании10 г его выделилось 3,78 кДж;
16 – BiCl3, если при образовании 2,4 г его выделилось 2,06 кДж;
17 – BeO, если при сгорании 15 г бериллия выделилось 1020,6 кДж;
18 – BaF2, если при образовании 3 г его выделилось 20,6 кДж;
19 – BaCl2, если при образовании 1,75 его выделилось 7,3 кДж;
20 – As2O5, если при сгорании 7 г мышьяка выделилось 40,8 кДж;
21 – Al2S3, если при образовании 3,5 г его выделилось 11,9 кДж;
22 – AlCl3, если при образовании 5 г его выделилось 26,2 кДж;
23 – AgF, если при образовании 3 г его выделилось 4,83 кДж;
24 – Ag2O, если при сгорании 4,5 г серебра выделилось 2,57 кДж;
25 – H2Se, если при образовании 2 л его (н.у.) поглотилось 7,68 кДж;
26 – PCl3, если при образовании 27,5 г его выделилось 55,9 кДж;
27 – SO2, если при сгорании 1 г серы выделилось 29,9 кДж;
28 – CO2, если при образовании 1 л CO2 (н.у.) выделилось 15,8 кДж;
– AlF3, если при образовании 2,1 г его выделилось 32,4 кДж;
– Cr2O3, если при образовании 3,8 г оксида выделилось 30,8 кДж.
4.2. Вычислите количество тепла (кДж), выделяющееся при образовании из простых веществ в стандартных условиях:
01 – 4,8 г оксида фосфора (III);
03 – 26,7 г хлорида алюминия;
05 – 16,9 г сульфида бария;
07 – 50,0 г оксида бериллия;
09 – 200 г оксида кальция;
11 – 17,4 г оксида марганца (IV);
13 – 47,8 г оксида свинца (IV);
15 – 18,0 г оксида кремния (IV);
17 – 79,8 г оксида теллура (IV);
19 – 24,0 г хлорида бериллия;
21 – 15,9 г оксида меди (II);
23 – 47,8 г сульфида меди (II);
25 – 3,04 г оксида хрома (III);
27 – 20 г оксида мышьяка (III);
29 – 0,5 г хлороводорода; 02 – 26,7 г бромида алюминия;
04 – 45,0 г сульфида алюминия;
06 – 16,9 г оксида бария;
08 – 3,6 г сульфида кальция;
10 – 7,1 г оксида марганца (II);
12 – 44,6 г оксида свинца (II);
14 – 160 г оксида серы (VI);
16 – 105,5 г оксида олова (IV);
18 – 8,0 г оксида титана (IV);
20 – 10,7 г сульфида висмута (III);
22 – 47,8 г сульфида свинца (II);
24 – 0,27 г бромида алюминия;
26 – 3,6 г воды;
28 – 8,1 г селеноводорода;
30 – 1 г гидроксида натрия.
4.3. Что называется тепловым эффектом реакции? Сформулируйте закон Гесса. Приведите следствия из закона Гесса.
Вычислите тепловой эффект процесса, (кДж), протекающего в стандартных условиях, для следующих реакций:
01 – 2Al(тв) + 3NiO(тв) = Al2O3(тв) + 3Ni(тв)
02 – BaCO3(тв) + C(тв) = BaO(тв) + 2CO2(г)
03 – 2BaO(тв) + O2(г) = 2BaO2(тв)
04 – 3BaO(тв) + 2Al(тв) = 3Ba(тв) + Al2O3(тв)
05 – CaO(тв) + H2O(ж) = Ca(OH)2(тв)
06 – CaO(тв) + CO2(г) = CaCO3(тв)
07 – 2MgO(тв) + Si(тв) = 2Mg(тв) + SiO2(тв)
08 – Cr2O3(тв) + 2Al(тв) = 2Cr(тв) + Al2O3(тв)
09 – 3CuO(тв) + 2Al(тв) = 3Cu(тв) + Al2O3(тв)
10 – 3CuO(тв) + 2Fe(тв) = 3Cu(тв) + Fe2O3(тв)
11 – 2CuO(тв) + C(тв) = 2Cu(тв) + CO2(г)
12 – 2 AgF(тв) + H2(г) = 2Ag(тв) + 2HF(г)
13 – Ag2O(тв) + CO(г) = 2Ag(тв) + CO2(г)
14 – Ag2O(тв) + H2(г) = 2Ag(тв) + H2O(ж)
15 – Na2O2(тв) + 2Na(тв) = 2Na2O(тв)
16 – 2NaOH(тв) + 2Na(тв) = 2Na2O(тв) + H2(г)
17 – 4 NaOH(тв) + 3Fe(тв) = 4Na(тв) + Fe3O4(тв) + 2H2(г)
18 – 2Na2CO3(тв) + 3Fe(тв) = 4Na(тв) + Fe3O4(тв) + 2CO(г)
19 – 2NaHCO3(тв) = Na2CO3(тв) + H2O(ж) + CO2(г)
20 – Na2CO3(тв) + 2C(тв) = 2Na(г) + 3CO(г)
21 – 2NaOH(тв) + C(тв) = 2Na(тв) + CO(г) + H2O(ж)
22 – 3Fe(тв) + 2O2(г) = Fe3O4(тв)
23 – 2FeO(тв) + Si(тв) = 2Fe(тв) + SiO2(тв)
24 – Fe2O3(тв) + 3CO(г) = 2Fe(тв) + 3CO2(г)
25 – FeO(тв) + CO(г) = Fe(тв) + CO2(г)
26 – Fe3O4(тв) + CO(г) = 3FeO(тв) + CO2(г)
27 – 3Fe2O3(тв) + CO(г) = 2Fe3O4(тв) + CO2(г)
28 – 3Fe3O4(тв) + 8Al(тв) = 9Fe(тв) + 4Al2O3(тв)
29 – Fe2O3(тв) + 2Al(тв) = 2Fe(тв) + Al2O3(тв)
30 – Fe2O3(тв) + 3H2(г) = 2Fe(тв) + 3H2O(ж).
4.4. Что такое энтропия? Сформулируйте II закон термодинамики. Как изменяется энтропия веществ с изменением агрегатного состояния вещества?
По нижеприведенному уравнению предположите характер изменения энтропии в реакции. Предскажите характер изменения энтропии в реакции. Проверьте правильность предположения, вычислив изменение стандартной энтропии, (Дж/К), при протекании следующих процессов:
01 – CO2(г) + CaO(тв) = CaCO3(тв)
02 – CO2(г) + BaO(тв) = BaCO3(тв)
03 – B2O3(тв) + 3Mg(тв) = 2B(тв) + 3MgО(тв)
04 – KClO4(тв) = KCl(тв) + 2O2(г)
05 – SO2(г) + 0,5O2(г) = SO3(г)
06 – PbS(тв) + 4O3(г) = PbSO4(тв) + 4O2(г)
07 – CuS(тв) + 1,5O2(г) = CuO(тв) + SO2(г)
08 – 2CO(г) + O2(г) = 2CO2(г)
09 – 2Al(тв) + 3S(тв) = Al2S3(тв)
10 – Al(тв) + 1,5Cl2(г) = AlCl3(тв)
11 – Al(тв) + 1,5Br2(ж) = AlBr3(тв)
12 – Al(тв) + 1,5I2(тв) = AlI3(тв)
13 – 2Ag(тв) + Cl2(г) = 2AgCl(тв)
14 – BeO(тв) + Mg(тв) = MgO(тв) + Be(тв)
15 – CS2(ж) + 3O2(г) = CO2(г) + 2SO2(г)
16 – C(графит) + 2S(тв) = CS2(ж)
17 – Be(тв) + Cl2(г) = BeCl2(тв)
18 – CdS(тв) + 1,5O2(г) = CdO(тв) + SO2(г)
19 – 3FeO(тв) + 0,5O2(г) = Fe3O4(тв)
20 – 2FeO(тв) + 0,5O2(г) = Fe2O3(тв)
21 – H2(г) + S(тв) = H2S(г)
22 – H2S(г) + 1,5O2(г) = H2O(ж) + SO2(г)
23 – I2(тв) + Br2(ж) = 2IBr(г)
24 – I2(тв) + 3Cl2(г) = 2ICl3(тв)
25 – H2O2(ж) = H2O(ж) + 0,5O2(г)
26 – Fe2O3(тв) + 3H2(г) = 2Fe(тв) + 3H2O(ж)
27 – Fe3O4(тв) + 4CO(г) = 3Fe(тв) + 4CO2(г)
28 – 3Fe(тв) + 4H2O(ж) = Fe3O4(тв)+ 4H2(г)
29 – CuO(тв) + H2(г) = Cu(тв) + H2O(ж)
30 – Fe2O3(тв) + CO(г) = 2FeO(тв) + CO2(г).
4.5. Стандартная свободная энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал), как критерий самопроизвольности протекания процессов.
Определите, возможен ли процесс при стандартных условиях, используя: а) значения стандартной свободной энергии Гиббса образования веществ; б) энтальпийный и энтропийный факторы реакции:
01 – AgF(тв) + 0,5Cl2(г) = AgCl(тв) + 0,5F2(г)
02 – Be(тв) + H2O(ж) = BeO(тв) + H2(г)
03 – B2O3(тв) + 3CO(г) = 2B(тв) + 3CO2(г)
04 – BaO2(тв) + CO(г) = BaCO3(тв)
05 – BaO2(тв) = BaO(тв) + 0,5O2(г)
06 – BaCO3(тв) = BaO(тв) + CO2(г)
07 – BaO(тв) + H2(г) = Ba(тв) + H2O(ж)
08 – BaO(тв) + C(ГРАФИТ) = Ba(тв) + CO(г)
09 – BaO(тв) + CO(г) = Ba(тв) + CO2(г)
10 – B2O3(тв) + 3H2(г) = 2B(тв) + 3H2O(ж)
11 – 2C(графит) + 4Al(тв) = Al4C3(тв)
12 – 2B(тв) + 3H2(г) = B2H6(г)
13 – 2HI(г) + 0,5O2(г) = H2O(ж) + I2(тв)
14 – 2HBr(г) + 0,5O2(г) = H2O(ж) + Br2(ж)
15 – 2H2(г) + Si(тв) = SiН4(г)
16 – P(тв) + 1,5H2(г) = PH3(г)
17 – CaCO3(тв) = CaO(тв) + CO2(г)
18 – 2HCl(г) + O3(г) = Cl2(г) + H2O(ж) + O2(г)
19 – 2HF(г) + 0,5O2(г) = H2O(ж) + F2(г)
20 – H2O(ж) + O3(г) = H2O2(ж) + O2(г)
21 – 0,5Cl2(г) + O2(г) = ClO2(г)
22 – CS2(ж) + 3O2(г) = CO2(г) + 2SO2(г)
23 – CO2(г) + 2H2S(г) = CS2(г) + 2H2O(ж)
24 – COS(г) + H2O(ж) = CO2(г) + H2S(г)
25 – CO2(г) + 2HCl(г) = COCl2(г) + H2O(ж)
26 – BaO(тв) + SO3(г) = BaSO4(тв)
27 – CH4(г) + 3CO2(г) = 4CO(г) + 2H2O(ж)
28 – Mg(тв) + CO2(г) = MgO(тв) + CO(г)
29 – MgCO3(тв) = MgO(тв) + CO2(г)
30 – CO(г) + S(г) = COS(г).
4.6. Вычислите изменение свободной энергии Гиббса, G0 (кДж), следующих реакций, протекающих при указанной температуре (зависимостью и от температуры пренебречь), и определите возможность осуществления в указанных условиях следующих реакций:
Вариант Уравнение реакции Т, К
CaCO3(тв) = CaO(тв) + CO2(г) 1000
CH4(г) + 3CO2(г) = 4CO(г) + 2H2O(г) 800
Ag2O(тв) + H2(г) = 2Ag(тв) + H2О(г) 400
AsH3(г) + 3Cl2(г) = AsCl3(г) + 3HCl(г) 500
PH3(г) = P(г) + 1,5H2(г) 700
MgO(тв) + CO(г) = Mg(тв) + CO2(г) 800
CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г) 700
Cl2O(г) = Cl2(г) + 1,5O2(г) 500
2SO3(г) = 2SO2(г) + O2(г) 800
H2S(г) = H2(г) + S(г) 900
BaCO3(тв) = BaO(тв) + CO2(г) 800
2HI(г) = H2(г) + I2(г) 500
2HBr(г) = H2(г) + Br2(г) 800
2HCl(г) = H2(г) + Cl2(г) 1200
2HF(г) = H2(г) + F2(г) 1500
FeO(тв) + CO(г) = Fe(тв) + CO2(г) 700
H2O(г) + Fe(тв) = H2(г) + FeO(тв) 700
H2(г) + S(г) = H2S(г) 700
C(тв) + CO2(г) = 2CO(г) 700
2NO2(г) = O2(г) + 2NO(г) 500
0,5N2(г) + 1,5H2(г) = NH3(г) 700
Fe2O3(тв) + 3H2(г) = 3Fe(тв) + 3H2O(г) 800
Fe3O4(тв) + 4CO(г) = 3Fe(тв) + 4CO2(г) 800
PH3(г) = P(г) + 1,5H2(г) 500
PbSO4(тв) = PbO(тв) + SO3(г) 500
Fe2O3(тв) + 3CO(г) = 2Fe(тв) + 3CO2(г) 800
MgCO3(тв) = MgO(тв) + CO2(г) 1000
2HI(г) + 0,5O2(г) = I2(г) + H2O(г) 600
2HBr(г) + 0,5O2(г) = Br2(г) + H2O(г) 700
2HCl(г) + 0,5O2(г) = Cl2(г) + H2O(г) 800
5. ХИМИЧЕСКая кинетика5.1. Дайте определение понятию «скорость химической реакции». Как выражается скорость химической реакции? От каких факторов она зависит? Сформулируйте закон действующих масс. Какой физический смысл имеет константа скорости реакции? От каких факторов зависит эта величина?
Напишите математическое выражение закона действующих масс для реакции:
01 – 2A(г) + B(ж) = A2B(г)
03 – H2(г) + I2(г) = 2HI(г)
05 – O2(г) + 2CO(г) = 2CO2(г)
07 – 2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)
09 – 2F2(г) + O2(г) = 2OF2(г)
11 – 3H2(г) + N2(г) = 2NH3(г)
13 – 2HBr(г) = H2(г) + Br2(г)
15 – CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г)
17 – C2H4(г) + H2(г) = C2H6(г)
19 – 2Cl(г) = Cl2(г)
21 - 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г)
23 – 2N2(г) + O2(г) = 2N2O(г)
25–CO(г)+H2O(г) = CO2(г)+ H2(г)
27 – 2HI(г) = H2(г) + I2(г)
29 – 2SO3(г) = 2SO2(г) + O2(г) 02 – CaO(тв) + CO2(г) = CaCO3(тв)
04 – 3Fe(тв) + 4H2O(г) = F3O4(тв) + 4H2(г)
06 – H2(г) + S(тв) = H2S(г)
08 – CO2(г) + C(тв) = 2CO(г)
10 – Fe3O4(тв) + H2(г) = 3FeO(тв) + H2O(г)
12 – C(тв) + O2(г) = CO2(г)
14 – 2Al(тв) + 3Cl2(г) = 2AlCl3(тв)
16 – 2S(тв) + 3O2(г) = 2SO3(г)
18 – Fe3O4(тв) + 4CO(г) = 3Fe(тв) + 4CO2(г)
20 – 4Al(тв) + 3O2(г) = 2Al2O3(тв)
22 – A(тв) + 2B(ж) = AB2(ж)
24 – 2NO(г) + Cl2(г) = 2NOCl(г)
26 – C(тв) + H2O(г) = CO(г) + H2(г)
28 – C2H4(г) + 3O2(г) = 2CO2(г) + 2H2O(г)
30 – A(г) + 3B(г) = AB3(г)
5.2. Зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ. Как зависит скорость химической реакции от концентрации реагирующих веществ?
а) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции, если концентрацию первого реагирующего вещества увеличить в три раза:
01 – 2A2(г) + B2(г) = 2A2B(г)
03 – C2H2(г) + H2(г) = C2H4(г) 02 – 2NO(г) + Cl2(г) = 2NOCl(г)
04 – 4HCl(г) + O2(г) = 2Cl2(г) + 2H2O(г)
Ответ обоснуйте, проведя соответствующие вычисления.
б) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции, если концентрацию второго реагирующего вещества увеличить в три раза:
05 – A2(г) + 3B(г) = AB3(г)
07 – CO(г) + Cl2(г) = СOCl2(г) 06 – O2(г) + 2F2(г) = 2OF2(г)
08 – 2N2(г) + O2(г) = 2N2O(г)
Ответ обоснуйте, проведя соответствующие вычисления.
в) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции, если концентрации реагирующих веществ увеличить в два раза:
09 – 2A(г) + 3B(г) = A2B3
11 – 2NO(г) + O2(г) = 2N2O(г)
13 – H2(г) + I2(г) = 2HI(г) 10 – C2H4(г) + 3O2(г) = 2CO2(г) + 2H2O(г)
12 – C2H2(г) + H2(г) = C2H4(г)
14 – 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г)
Ответ обоснуйте, проведя соответствующие вычисления.
г) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции при увеличении давления в два раза:
15 – 2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)
17 – N2(г) + O2(г) = 2NO(г)
19 – CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г) 16 – 2S(тв) + 3O2(г) = 2SO3(г)
18 – C(тв) + O2(г) = CO2(г)
20 – A(тв) + 2B(г) = AB2(г)
Ответ обоснуйте, проведя соответствующие вычисления
д) Как изменится (во сколько раз) скорость реакции при уменьшении давления в 4 раза:
21 – H2(г) + Cl2(г) = 2HCl(г)
23 – 2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г)
25 – N2O4(г) = 2NO2(г)
27 – CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г)
29 – 2A(г) + B(ж) = A2B(ж) 22 – 2Al(тв) + 3Cl2(г) = 2AlCl3(тв)
24 – 2C(тв) + O2(г) = 2CO(г)
26 – 3A(г) + 2B(ж) = A3B2(г)
28 – H2(г) + S(тв) = H2S(г)
30 – 2CO(г) + O2(г) = 2CO2(г)
Ответ обоснуйте, проведя соответствующие вычисления.
5.3. Зависимость скорости химической реакции от температуры процесса. Как влияет температура на скорость реакции? Сформулируйте правило Вант-Гоффа. Что называется температурным коэффициентом скорости реакции?
а) Рассчитайте, во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на 20 0 С, если:
01 - = 2,0; 02 - = 3,2; 03 - = 2,5
б) Рассчитайте, на сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей в ней реакции возросла в 16 раз, если:
04 - = 2,0; 05 - = 4,0; 06 - = 3,5.
в) Рассчитайте, на сколько градусов следует повысить температуру системы, чтобы скорость протекающей в ней реакции, для которой = 2,0, возросла в:
07 – 128 раз; 08 – 32 раза; 09 – 4 раза.
г) Рассчитайте, чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 300 скорость реакции возросла в:
10 – 27 раз; 11 – 8 раз; 12 – 64 раза.
д) При 00 С скорость реакции равна 1,0 моль/(л мин.), = 2,0. Рассчитайте, чему равна скорость этой реакции при:
13 – 50 0С; 14 – 30 0С; 15 – 70 0С.
е) При 1000С скорость реакции равна 1,0 моль/ (л мин.), = 2,0. Рассчитайте, во сколько раз медленнее протекает эта реакция при:
16 – 40 0С; 17 – 80 0С; 18 – 50 0С.
ж) При 100 0С реакция, для которой = 2,0, заканчивается за 20 с. Рассчитайте, через какое время закончится эта реакция при:
19 – 50 0С; 20 – 80 0С; 21 – 120 0С.
з) При 0 0С реакция, для которой = 2,0, заканчивается за 120 с. Рассчитайте, при какой температуре закончится эта реакция за:
22 – 15 с; 23 – 30 с; 24 – 60 с.
и) Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры на 500С, если:
25 – = 2,2; 26 – = 3,3; 27 – = 4,1.
к) Рассчитайте, чему равен температурный коэффициент скорости реакции, если при увеличении температуры на 400С скорость реакции возросла в:
28 – 32 раза; 29 – 81 раз; 30 – 256 раз.
5.4. Кинетические расчеты
а) В процессе реакции концентрация первого реагирующего вещества уменьшилась на 0,01 моль/л. Как при этом изменится концентрация второго вещества, если реакция идет по уравнению:
01 – СO(г) + Cl2(г) = COCl2(г)
03 – 2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)
05 – 3H2(г) + N2(г) = 2NH3(г) 02 – O2(г) + 2SO2(г) = 2SO3(г)
04 – 2CO(г) + O2(г) = 2CO2(г)
06 – 2A(г) + B(г) = A2B(г)
б) В процессе реакции концентрация второго реагирующего вещества уменьшилась на 0,1 моль/л. Как при этом изменилась концентрация первого вещества, если реакция идет по уравнению:
07 – 2NO(г) + Cl2(г) = 2NOCl(г)
09 – O2(г) + 2NO(г) = 2NO2(г)
11 – 2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г) 08 – H2(г) + Cl2(г) = 2HCl(г)
10 – C2H2(г) + H2(г) = C2H4(г)
12 – 3A(г) + B(г) = A3B(г)
в) В начальный момент в гомогенной системе концентрация первого реагирующего вещества была 1,5 моль/л, второго – 2,0 моль/л. Чему равны эти концентрации в момент достижения концентрации продукта реакции 0,5 моль/л:
13 – O2(г) + 2H2(г) = 2H2O(г)
15 – 2NO(г) + Cl2(г) = 2NOCl(г)
17 – A(г) + 3B(г) = AB3(г) 14 – 2NO(г) + O2(г) = 2NO2(г)
16 – N2(г) + O2(г) = 2NO(г)
18 – CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г)
г) В некоторый момент концентрация первого реагирующего вещества была 0,1 моль/л, второго – 0,06 моль/л, а продукта реакции – 0,02 моль/л. Найдите концентрации всех веществ, в момент, когда концентрация первого вещества уменьшится на 0,02 моль/л для реакции:
19 – H2 (г) + I2(г) = 2HI(г)
21 – 2F2(г) + O2(г) = 2OF2(г)
23 – CO(г) + Cl2(г) = COCl2(г) 20 – C2H2(г) + H2(г) = C2H4(г)
22 – O2(г) + 2NO(г) = 2NO2(г)
24 – A(г) + 3B(г) = AB3(г)
д) В некоторый момент концентрация первого реагирующего вещества была 0,1 моль/л, второго – 0,2 моль/л, а продукта реакции – 0,05 моль/л. Вычислите концентрации всех веществ после того, как прореагировало 20 % первого вещества для реакции:
25 – O2(г) + 2CO(г) = 2CO2(г)
27 – CO(г) + Br2(г) = COBr2(г)
29 – N2(г) + 3H2(г) = 2NH3(г) 26 – 2NO(г) + Cl2(г) = 2NOCl(г)
28 – C2H4(г) + Cl2(г) = C2H4Cl2(г)
30 – 3A(г) + B(г) = A3B(г)

6. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ. Смещение химического равновесия.6.1. Какой процесс называют «сдвигом» или «смещением» химического равновесия? Какими факторами он может быть вызван? Чем определяется направление смещения химического равновесия при изменении внешних условий? Сформулируйте принцип Ле-Шателье.
В соответствии с принципом Ле-Шателье, обоснуйте, в каком направлении сместится химическое равновесие реакции
а) при уменьшении концентрации первого из исходных веществ:
01 – 2NO(г) + O2(г) 2NO2(г)
03 – CO(г) + Cl2(г) COCl2(г)
05 – H2(г) + S(тв) H2S(г) 02 – N2(г) + O2(г) 2NO(г)
04 – PCl3(г) + Cl2(г) PCl5(г)
06 – CO2(г) + C(тв) 2CO(г)
б) при уменьшении концентрации второго из исходных веществ:
07 – 3H2(г) + N2(г) 2NH3(г)
09 – 2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г)
11 – C2H4(г) + Br2(г) C2H4Br2(г) 08 – H2(г) + Br2(г) 2HBr(г)
10 – 2F2(г) + O2(г) 2OF2(г)
12 – FeO(тв) + CO(г) Fe(тв) + CO2(г)
в) при увеличении концентрации первого из продуктов реакции:
13 – 2NO2(г) 2NO(г) + O2(г)
15 – 4H2O(г) + 3Fe(тв) 4H2(г) + Fe3O4(тв)
17 – 4HCl(г) + O2(г) 2Cl2(г) + 2H2O(г) 14 – 2 CO2(г) 2CO(г) + O2(г)
16 – 2H2O(г) 2H2(г) + O2(г)
18 – 2SO3(г) 3O2(г) + 2S(тв)
г) при увеличении концентрации второго из продуктов реакции:
19 – 4HCl(г) + O2(г) 2H2O(г) + 2Cl2(г)
21 – 2HCl(г) H2(г) + Cl2(г)
23 – COCl2(г) CO(г) + Cl2(г) 20 – NOCl(г) 2NO(г) + Cl2(г)
22 – 2NO2(г) N2(г) + 2O2(г)
24 – 2H2O2(ж) 2H2O(ж) + O2(г)
д) Какое изменение концентрации исходного вещества приведет к смещению равновесия влево? Ответ обоснуйте, используя принцип Ле- Шателье.
25 – 2NO2(г) N2O4(г) 26 – CH4(г) C(тв) + 2H2(г)
е) Какое изменение концентрации первого из продуктов реакции приведет к смещению равновесия вправо? Ответ обоснуйте, используя принцип Ле- Шателье.
27 – FeO(тв) + H2(г) H2O(г) + Fe(тв)
29 – CO(г) + H2O(г) H2(г) + CO2(г) 28 – PCl5(г) PCl3(г) + Cl2(г)
30 – 2SO3(г) 2SO2(г) + O2(г)
6.2. В соответствии с принципом Ле-Шателье, обоснуйте, в каком направлении сместится химическое равновесие реакции
а) при понижении температуры:
01 – 2NO(г) + O2(г) 2NO2(г)
02 – 2NH3(г) N2(г) + 3H2(г)
03 – 2HCl(г) H2(г) + Cl2(г)
04 – CaCO3(тв) CaO(тв) + CO2(г)
05 – 2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г)
06 – N2(г) + O2(г) 2NO(г)
07 – 2HBr(г) H2(г) + Br2(г)
08 – CO(г) + H2O(г) H2(г) + CO2(г) Н0 = 113,6 кДж;
Н0 = 92,4 кДж;
Н0 = 184,6 кДж;
Н0 = 178,0 кДж;
Н0 = −197,8 кДж;
Н0 = 180,6 кДж;
Н0 = 72,6 кДж;
Н0 = − 41,2 кДж
б) при повышении температуры:
09 – H2(г) + F2(г) 2HF(г)
10 – H2(г) + I2(г) 2HI(г)
11 – 2CO(г) + O2(г) 2CO2(г)
12 – 2SO3(г) 2SO2(г) + O2(г)
13 – 2H2(г) + O2(г) 2H2O(г)
14 – C(тв) + H2O(г) CO(г) + H2(г)
15 – CO2(г) + C(тв) 2CO(г)
16 – 4HCl(г) + O2(г) 2H2O(г) + 2Cl2(г) Н0 = − 541,4 кДж;
Н0 = 53,2 кДж;
Н0 = − 566,0 кДж;
Н0 = 197,8 кДж;
Н0 = − 483,6 кДж;
Н0 = 131,3 кДж;
Н0 = 172,5 кДж;
Н0 = − 114,4 кДж;
в) при повышении давления:
17 – A(г) + 2B(г) AB2(г)
19 – CO2(г) + C(т) 2CO(г) 18 – H2(г) + S(тв) H2S(г)
20 – N2(г) + O2(г) 2NO(г)
г) при понижении давления:
21 – 2HBr(г) H2(г) + Br2(г) 22 – 2SO3(г) 2SO2(г) + O2(г)
23 – 2H2(г) + О2(г) 2H2О(г) 24 – C(тв) + H2O(г) CO(г) + H2(г)
25 – PCl3(г) + Cl2(г) PCl5(г) 26 – 2NOCl(г) 2NO(г) + Cl2(г)
27 – H2(г) + Cl2(г) 2HCl(г) 28 – H2(г) + S(тв) H2S(г)
29 – 2S(тв) + 3O2(г) 2SO3(г) 30 – N2(г) + 2O2(г) 2NO2(г)
6.3. Константа химического равновесия. Что называется константой химического равновесия реакции? В чем заключается физический смысл константы химического равновесия реакции? От каких факторов она зависит? Каким соотношением связана константа химического равновесия реакции с изменением свободной энергии Гиббса системы?
а) Напишите выражение константы химического равновесия реакции:
01 – A(г) + 2B(г) AB2(г)
03 – 2NO2(г) 2NO(г) + O2(г)
05–4HCl(г) + O2(г)2H2O(г) + 2Cl2(г)
07 – 2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г)
09 – CH4(г) + CO2(г)2CO(г) + 2H2(г)
11 – CO(г) + Cl2(г) COCl2(г)
13 – N2(г) + 2O2(г) 2NO2(г) 02 – 2C(тв) + O2(г) 2CO(г)
04–3Fe(тв)+4H2O(г)Fe3O4ТВ)+4H2(г)
06 – H2(г) + S(тв) H2S(г)
08 – 2HI(г) + O2(г) I2(тв) + 2H2O(ж)
10 – 2S(тв) + 3O2(г) 2SO3(г)
12 – 2P(тв) + 3H2(г) 2PH3(г)
14 – 2A(г) + 3B(ж) 2C(ж) + D(тв)
б) Напишите выражение константы химического равновесия реакции, как изменится (уменьшится или увеличится) ее величина при понижении температуры:
15 – 2CO(г) CO2(г) + C(тв)
16 – 2HCl(г) H2(г) + Cl2(г)
17 – 2HBr(г) H2(г) + Br2(г)
18 – 2H2(г) + O2(г) 2H2O(г)
19 – FeO(тв) + CO(г) Fe(тв) + СO2(г)
20 – 2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г)
21 – CO2(г) + H2(г) CO(г) + H2O(г)
22 – C2H2(г) + H2(г) 2CH4(г) Н0 = − 172,5 кДж;
Н0 = 184,6 кДж;
Н0 = 72,6 кДж;
Н0 = − 483,6 кДж;
Н0 = − 18,2 кДж;
Н0 = − 197,8 кДж;
Н0 = 41,2 кДж;
Н0 = − 376,6 кДж;
в) Напишите выражение константы химического равновесия реакции, как изменится ее величина (уменьшится или увеличится) при повышении температуры:
23 – 2NO(г) + O2(г) 2NO2(г)
24 – N2(г) + O2(г) 2NO(г)
25 – 2SO3(г) 2SO2(г)_+ O2(г)
26 – 2НF(г) H2(г) + F2(г)
27 – N2(г) + 3H2(г) 2NH3(г)
28 – N2O4(г) 2NO2(г)
29 – 2HI(г) H2(г) + I2(г)
30 – CO2(г) + C(тв) 2CO(г) Н0 = − 113,6 кДж;
Н0 = 180,6 кДж;
Н0 = 197,8 кДж;
Н0 = 541,4 кДж;
Н0 = − 92,4 кДж;
Н0 = 57,4 кДж;
Н0 = − 53,2 кДж;
Н0 = 172,5 кДж;
6.4. Какое состояние системы называется химическим равновесием? Какие условия химического равновесия Вы знаете? Какие концентрации называются равновесными?
а) Равновесная концентрация первого исходного вещества равна 0,1 моль/л, продукта реакции – 0,5 моль/л, константа равновесия процесса, К= 2,0. Определите равновесную концентрацию второго исходного вещества в реакции:
01 – H2(г) + Br2(г) 2HBr(г)
03 – 2NO(г) + Cl2(г) 2NOCl(г)
05 – 2SO2(г) + O2(г) 2SO3(г) 02 – PCl3(г) + Cl2(г) PCl5(г)
04 – O2(г) + 2H2(г) 2H2O(г)
06 – N2(г) + O2(г) 2NO(г)
б) Равновесная концентрация второго исходного вещества равна 0,1 моль/л, продукта реакции – 0,4 моль/л, константа равновесия процесса, К = 2,0. Определите равновесную концентрацию первого исходного вещества в реакции:
07 – H2(г) + Br2(г) 2HBr(г)
09 – O2(г) + 2CO(г) 2CO2(г)
11 – C2H4(г) + H2(г) C6H6(г) 08 – 2NO(г) + Cl2(г) 2NOCl(г)
10 – CO(г) + Cl2(г) COCl2(г)
12 – A(г) + 2B(г) AB2(г)
в) Определите исходные концентрации реагирующих веществ, если при состоянии равновесия концентрация первого вещества равна 1,0 моль/л, второго – 0,2 моль/л, а продукта реакции – 3,0 моль/л:
13 – H2(г) + Br2(г) 2HBr(г)
15 – 2NO(г) + O2(г) 2NO2(г)
17 – O2(г) + 2SO2(г) 2SO3(г) 14 – CO(г) + Cl2(г) COCl2(г)
16 – N2(г) + 3H2(г) 2NH3(г)
18 – 2H2(г) + O2(г) 2H2O(г)
г) Равновесная концентрация исходного вещества равна 0,06 моль/л, первого продукта реакции – 0,24 моль/л, а второго – 0,12 моль/л. Найдите константу равновесия процесса К, и исходную концентрацию вещества в левой части уравнения реакции:
19 – 2NO2(г) 2NO(г) + O2(г)
21 – 2SO3(г) 2SO2(г) + O2(г) 20 – 2NOCl(г) 2NO(г) + Cl2(г)
22 – 2AB(г) 2A(г) + B2(г)
д) Равновесная концентрация продукта реакции равна 0,4 моль/л, константа равновесия процесса, К = 0,8. Найдите равновесную и исходную концентрацию вещества в левой части уравнения реакции:
23 – N2O4(г) 2NO2(г) 24 – I2(г) 2I(г)
е) Концентрация исходного вещества равна 2,5 моль/л. Вычислите константу равновесия реакции, К, если равновесие установилось после того, как 20% вещества прореагировало:
25 – PCl5(г) PCl3(г) + Cl2(г)
27 – Br2(г) 2Br(г)
29 – 2NH3(г) N2(г) + 3H2(г) 26 – 2SO3(г) 2SO2(г) + O2(г)
28 – 2NOF(г) 2NO(г) + F2(г)
30 – 2HI(г) H2(г) + I2(г)
Список рекомендуемых учебников и учебных пособийКоровин Н.В., Масленникова Г.Н., Мингулина Э.И. «Курс общей химии». – М.: Высшая школа, 2007, 558 с.
Глинка, Н.Л. Общая химия : учебник для студентов вузов / Н. Л. Глинка; под ред.: В. А. Попкова, А. В. Бабкова. - 18-е изд., перераб. и доп. - М. : Юрайт, 2011. - 886 с.
Общая химия: Курс лекций: учебное пособие / Г. К. Севастьянова, Т. М. Карнаухова. – Тюмень: ТюмГНГУ, - 2-е изд. испр. и доп. - 2014. – 210 с.
Глинка, Н.Л.Задачи и упражнения по общей химии: учебное пособие для студентов вузов / Н. Л. Глинка ; под ред. В. А. Рабиновича, Х. М. Рубиной. - М.: Интеграл-Пресс, 2007. - 240 с.
Содержание TOC \o "1-3" \h \z \u
Пояснительная записка PAGEREF _Toc414165853 \h 31. КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ. PAGEREF _Toc414165854 \h 62. ПРОСТЕЙШИЕ ХИМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ. PAGEREF _Toc414165855 \h 103. СТРОЕНИЕ АТОМА И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. PAGEREF _Toc414165856 \h 144. ТЕРМОДИНАМИческие И ТЕРмохимические расчеты. PAGEREF _Toc414165857 \h 175. ХИМИЧЕСКая кинетика PAGEREF _Toc414165858 \h 226. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ. Смещение химического равновесия. PAGEREF _Toc414165859 \h 26Список рекомендуемых учебников и учебных пособий PAGEREF _Toc414165860 \h 30
Методические указания для организации самостоятельной работы по дисциплинам «Химия», «Общая и неорганическая химия», «Неорганическая химия» для студентов 1 курса всех специальностей, направлений и профилей очной формы обучения. Часть 1.
Составители: Карнаухова Тамара Михайловна
Севастьянова Галина Константиновна

Подписано к печати Бум. ГОЗНАК
Заказ № Уч. – изд. л.
Формат 60х90 1/16 Усл. печ. л. 1,94
Отпечатано на RISO GR 3770 Тираж 130 экз. ----------------------------------------------------------------------------------------------
Библиотечно-издательский комплекс
федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38
Типография библиотечно-издательского комплекса.
625039, г. Тюмень, ул. Киевская, 52

Приложенные файлы

  • docx 8333943
    Размер файла: 93 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий