6 Билет

1

Скорость химических реакций. Зависимость скорости от природы, концентрации веществ, температуры, катализатора.

2

Ароматические углеводороды. Бензол, структурная формула, свойства и получение. Применение бензола и его гомологов.

7 Билет

1

Основные положения теории химического строения органических веществ А. М. Бутлерова. Химическое строение как порядок соединения и взаимного влияния атомов в молекулах.

2Электролиз

Этот окислительно-восстановительный процесс протекает на электродах при прохождении постоянного электрического тока через растворы или расплавы электролитов. На отрицательно заряженном электроде - катоде происходит электрохимическое восстановление частиц (атомов, молекул, катионов), а на положительно заряженном электроде - аноде идет электрохимическое окисление частиц (атомов, молекул, анионов).

Примеры электролиза расплавов:

Электролиз воды проводится всегда в присутствии инертного электролита (для увеличения электропроводности очень слабого электролита - воды):

В зависимости от инертного электролита электролиз проводится в нейтральной, кислотной или щелочной среде. При выборе инертного электролита необходимо учесть, что никогда не восстанавливаются на катоде в водном растворе катионы металлов, являющихся типичными восстановителями (например Li⁺, Cs⁺, K⁺, Ca²⁺, Na⁺, Mg²⁺, Al³⁺) и никогда не окисляется на аноде кислород O^−II анионов оксокислот с элементом в высшей степени окисления (например ClO₄⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻, PO₄³⁻, CO₃²⁻, SiO₄⁴⁻, MnO₄⁻), вместо них окисляется вода

.

Примеры электролиза растворов солей:

м есто калия натрий

(на аноде окисляются анионы Сl⁻, а не кислород O^−II молекул воды, так как электроотрицательность хлора меньше, чем кислорода, и следовательно, хлор отдает электроны легче, чем кислород)

(на катоде восстанавливаются катионы Cu²⁺, а не водород H^I молекул воды, так как медь стоит правее водорода в ряду напряжений, то есть легче принимает электроны, чем H^I в воде).

Таким образом, электролиз - это окислительно-восстановительная реакция, которая протекает под действием и при участии электрического тока. Уравнения электрохимических реакций отражают те процессы, которые без помощи электрического тока протекать не могут.

8билет

1Изомерия. Виды изомерии, структурная и пространственная изомерия

Свойства органических веществ зависят не только от их состава, но и от порядка соединения атомов в молекуле. Так, состав этилового (винного) спирта и диметилового эфира выражается одной эмпирической формулой С2Н6О, но свойства их различны: этиловый спирт — жидкость с температурой кипения 78,3° С, а диметиловый эфир — газ, сжижающийся при -23,6° С. Вещества, имеющие одинаковый состав и одинаковую молекулярную массу, но различное строение молекул, а потому обладающие различными свойствами, называются изомерами. В приведенном примере этиловый спирт и диметиловый эфир -изомеры. Структурные формулы их имеют следующий вид:

 

В молекуле этилового спирта один атом водорода связан с углеродом через кислород (полярная ковалентная связь), а поэтому этот атом водорода более подвижен, чем атомы водорода, связанные с углеродом. В молекуле диметилового эфира все атомы водорода одинаково связаны с атомами углерода (ковалентная связь). Разным строением молекулы объясняется различное отношение этих веществ к металлическому натрию. Этиловый спирт взаимодействует с натрием по уравнению: 2С2Н6ОН+2Na=2C2H5ONa+H2­ Диметиловый эфир с натрием не взаимодействует. Для углеводорода пентана С5Н12 возможны три изомера: 1) у первого все атомы углерода связаны в виде прямой цепи и каждый атом углерода в середине цепи соединен только с двумя соседними атомами С; 2) у второго средний атом углерода связан одновременно с тремя атомами С, в результате чего цепь разветвляется; 3) у третьего средний атом углерода одновременно соединен с четырьмя атомами С. Число изомеров резко возрастает по мере увеличения числа углеродных атомов в молекуле. Так, например, бутан С4Н10 имеет 2 изомера, углеводород С5Н12 — 3, С6Н14 — 5, С7Н16 — 9, С10Н22 — 75, С13Н28 — 802, а у С20Н42 — 366319 и т.д. Не все изомеры получены. Однако строение получаемых изомеров можно заранее предвидеть. Все указанные случаи изомерии обычно относят к структурной изомерии. Кроме нее, возможна пространственная изомерия, возникающая в результате различного расположения отдельных частей молекулы в пространстве. Так, молекулы соединений с двойной связью имеют плоское строение в месте, где находятся атомы углерода, соединенные этой связью. Связанные с ними метальные группы могут находиться по одну или по разные стороны этой плоскости, например:

2Классификация и свойства оксидов Как вы уже знаете, все вещества делятся на простые и сложные. В свою очередь сложные вещества делятся на четыре класса: оксиды, основания, кислоты и соли. Каждое из неорганических соединений так или иначе является представителем какого-либо одного класса веществ, хотя есть и исключения. Так, например, пероксид бария BaO2 хотя и относится к классу оксидов, проявляет свойства солей. Оксидами же называются сложные вещества, состоящие из двух элементов, один из которых кислород, т.е. оксид - это соединение элемента с кислородом. Название оксидов образуется от названия элемента, входящего в состав оксида. Например, BaO - оксид бария. Если образующий оксид элемент имеет переменную валентность, то после названия элемента в скобках указывается его валентность римской цифрой. Например, FeO - оксид железа (I), Fe2О3 - оксид железа (III). Элементы, обладающие постоянной валентностью, образуют только основные, кислотные или амфотерные оксиды. Элементы с переменной валентностью могут образовывать различные оксиды. Все оксиды делятся на солеобразующие и несолеобразующие. Немногочисленные несолеобразующие оксиды не взаимодействуют ни с кислотами, ни с основаниями. К ним относятся оксид азота N2O (I), оксид азота NO (II). По своим химическим свойствам оксиды делятся на основные, кислотные и амфотерные. Основными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с кислотами или кислотными оксидами: CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O Растворимые в воде основные оксиды вступают в реакцию с водой, образуя основания: CaO + H2O = Ca(OH) 2 Большинство основных оксидов с водой не взаимодействуют, но им также соответствуют основания, которые можно получить косвенным путем. Основные оксиды реагируют с кислотными оксидами, образуя соли: Na2O + SO3 = Na2SO4 Кислотными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии с основаниями или основными оксидами. Кислотные оксиды также называются ангидридами кислот. Кислотными являются оксиды типичных неметаллов, а также оксиды ряда металлов в высших степенях окисления (B2O3; N2O5). Многие кислотные оксиды соединяются с водой, образуя кислоты: N2O3 + H2O = 2HNO2 SO3 + H2O = H2SO4 Не все ангидриды реагируют с водой, в этом случае соответствующие им кислоты добываются косвенным путем. Кислотные оксиды реагируют с основными оксидами с образованием соли: CO2 + CaO = CaCO3 Кислотные оксиды взаимодействуют с основаниями, образуя соль и воду: CO2 + Ba(ОН)2= BaCO3 + H2O Амфотерными называются оксиды, которые образуют соли при взаимодействии как с кислотами, так и с основаниями. Соединения этих оксидов с водой могут иметь кислотные и основные свойства одновременно, например - Al2O3, Cr2O3, MnO2; Fe2O3 ZnO. К примеру, амфотерный характер оксида цинка проявляется при взаимодействии его как с соляной кислотой, так и с гидроксидом натрия: ZnO + 2HCl = ZnCl2 + H2O ZnO + 2NaOH = Na2ZnO2 + H2O Так как далеко не все амфотерные оксиды расворимы в воде, то доказать амфотерность таких оксидов заметно сложнее. Например, оксид алюминия (III) в реакции сплавления его с дисульфатом калия проявляет основные свойства а при сплавлении с гидроксидами кислотные: Al2O3 + 3K2S2O7 = 3K2SO4 + A12(SO4)3 Al2O3 + 2KOH = 2KAlO2 + H2O У различных амфотерных оксидов двойственность свойств может быть выражена в различной степени. Например, оксид цинка одинаково легко растворяется и в кислотах, и в щелочах, а оксид железа (III) - Fe2O3 - обладает преимущественно основными свойствами. Способы получения оксидов из простых веществ - это либо прямая реакция элемента с кислородом: 2Ca + O2 = 2CaO либо разложение сложных веществ: а) оксидов 4CrO3 = 2Cr2O3 + 3O2­ б) гидроксидов Ca(OH)2 = CaO + H2O в) кислот H2CO3 = H2O + CO2­ г) солей CaCO3 = CaO +CO2 А также взаимодействие кислот - окислителей с металлами и неметаллами: Cu + 4HNO3(конц) = Cu(NO3) 2 + 2NO2­ + 2H2O

9билет

1

Металлы, их положение в периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева, строение их атомов, металлическая связь. Общие химические свойства металлов.

2

Фенол, его химическое строение, свойства, получение и применение.