- •Общие методические указания
- •Учебная программа
- •Рабочая программа. Содержание дисциплины
- •Лабораторный практикум
- •Литература
- •Квантово-механическое объяснение строения атома
- •Строение многоэлектронных атомов
- •Периодическая система элементов д.И. Менделеева
- •Строение атома и периодический закон
- •1.5. Свойства элементов и периодическая система
- •Примеры решения типовых задач
- •2. Строение молекул и химическая связь
- •2.1. Ковалентная связь. Метод валентных связей
- •2.2. Гибридизация атомных орбиталей
- •2.3. Ковалентные связи с участием атома углерода
- •2.4. Ионная химическая связь
- •2.5. Металлическая связь
- •2.6. Водородная связь
- •Связи, образуемые атомом н, находящимся между двумя атомами электроотрицательных элементов, называются водородными:
- •2.7. Поляризация связи и дипольный момент
- •2.8. Основные параметры молекул
- •2.9. Примеры решения типовых задач
- •3. Основы химической термодинамики
- •3.1. Некоторые понятия термодинамики
- •3.2. Понятие о функции состояния
- •3.3. Внутренняя энергия, теплота, работа
- •3.4. Первый закон термодинамики. Понятие об энтальпии
- •3.5. Тепловой эффект химической реакции
- •3.6. Термохимические расчеты
- •3.7. Понятие об энтропии и второй закон термодинамики
- •3.8. Число микросостояний (термодинамическая вероятность) и энтропия
- •3.9. Свойства энтропии. Зависимость энтропии от объема
- •Зависимость энтропии от давления
- •Зависимость энтропии от температуры
- •3.10. Энергия Гиббса и состояние химического равновесия
- •3.11. Энергия Гиббса и состояние химического равновесия
- •3.12. Примеры решения типовых задач
- •4. Основы химической кинетики
- •4.1. Основные понятия химической кинетики
- •4.2. Скорость химических реакций
- •4.3. Гомогенные химические реакции
- •4.4. Зависимость скорости гомогенной химической реакции от концентрации реагирующих веществ
- •4.5. Графический метод определения констант дифференциального кинетического уравнения
- •4.6. Зависимость концентрации реагирующих веществ от времени для реакции первого порядка. Интегральное кинетическое уравнение
- •4.7. Скорость гетерогенной химической реакции
- •4.8. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Уравнение Аррениуса
- •4.9. Энергия активации
- •4.10. Распределение молекул по энергиям
- •4.11. Энтропия активации. Стерический фактор
- •4.12. Расчет энергии активации
- •4.13. Каталитические реакции
- •Сущность каталитического действия.
- •4.14. Химическое равновесие
- •4.14.1. Состояние равновесия
- •4.14.2. Константа равновесия
- •Изменение концентраций.
- •Влияние температуры.
- •4.15. Примеры решения типовых задач
- •5. Растворы
- •5.1.Тепловой эффект растворения
- •5.2. Растворимость
- •5.3. Концентрация растворов
- •5.4. Законы Рауля
- •Следствия закона Рауля
- •5.5. Примеры решения типовых задач
- •6. Растворы электролитов
- •6.1. Механизм процесса диссоциации
- •6.2. Сильные и слабые электролиты
- •6.3. Электролитическая диссоциация солей, кислот и гидроксидов
- •6.4. Смещение ионных равновесий
- •6.5. Ионные равновесия в растворах амфотерных электролитов
- •6.6. Ионное равновесие в гетерогенных системах. Произведение растворимости
- •6.7. Смещение равновесий в ионных реакциях. Направление ионных реакций
- •6.8. Ионное произведение воды
- •6.9. Водородный показатель среды (рН)
- •6.10. Гидролиз солей
- •6.11. Примеры решения типовых задач
- •7. Окислительно-восстановительные реакции
- •7.1. Понятие о степени окисления
- •7.2. Окислительно-восстановительные пары и их количественная характеристика
- •7.3. Направление окислительно-восстановительных реакций
- •7.4. Составление уравнений окислительно- восстановительных реакций
- •7.5. Влияние среды на характер окислительно-восстановительных реакций
- •7.6. Виды реакций окисления-восстановления
- •7.7. Примеры решения типовых задач
- •8. Электрохимические процессы
- •8.1 Основные понятия, определения
- •8.2. Электродные потенциалы
- •8 .3. Стандартный водородный электрод
- •8.4. Ряд стандартных электродных потенциалов (ряд напряжений металлов)
- •8.5. Уравнение Нернста
- •8.6. Потенциалы газовых электродов
- •Cхемы щелочных аккумуляторов:
- •На катоде – восстановление кислорода
- •8.8. Примеры решения типовых задач
- •9. Электролиз
- •9.1. Основные понятия электролиза
- •2NaCl расплав
- •4NaОНрасплав
- •9.2.2. Электролиз раствора электролита
- •9.2. Последовательность протекания электродных процессов при электролизе
- •9.2.1. Электролиз расплава электролита
- •9.3. Законы Фарадея в электролизе
- •Объединяя оба закона, можно записать
- •Уравнение (9.2) может быть записано как
- •9.4. Применение электролиза
- •9.5. Примеры решения типовых задач
- •10. Коррозия металлов
- •10.1. Классификация коррозионных процессов
- •10.2. Коррозия металлов в растворах электролитов при различных значениях рН
- •10.3. Поляризационные явления в гальванических элементах и при коррозии металлов
- •10.4. Защита металлов от коррозии
- •10.5. Примеры решения типовых задач
- •11. Минеральные вяжущие вещества
- •11.1. Природные силикаты
- •11.2. Понятие о минеральных вяжущих веществах
- •11.3. Процессы твердения минеральных вяжущих веществ
- •11.4. Характеристика минеральных вяжущих веществ
- •1000°С ангидритовое вяжущее вещество.
- •12. Экспериментальная часть
- •12.1. Лабораторная работа «Ионные равновесия в растворах электролитов»
- •12.2. Лабораторная работа «Коррозия и защита металлов»
- •13. Контрольные вопросы
- •13.1. Строение атома. Химическая связь.
- •13.2. Основы химической термодинамики
- •62. Рассчитайте количество теплоты, выделяемое при полном
- •13.3. Химическая кинетика
- •13.4. Свойства растворов, способы выражения концентраций
- •13.5. Растворы электролитов
- •13.6. Окислительно-восстановительные реакции
- •13.7. Электрохимические процессы
- •13.8. Электролиз
- •13.9. Коррозия металлов
- •Приложение
- •Термодинамические свойства веществ (при 298,15 к)
- •Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы (Ео298) в водных растворах
- •Вопросы для подготовки к зачету по курсу «Химия» для студентов заочного факультета
- •Вопросы для подготовки к экзамену по курсу «Химия» для студентов заочного факультета
- •Силикаты. Минеральные вяжущие вещества
- •Элементы органической химии. Органические вяжущие вещества
62. Рассчитайте количество теплоты, выделяемое при полном
сгорании 1 м3 метана (СН4), взятого в газообразном состоянии, если в результате реакции образуется углекислый газ СО2(г) и Н2О(г).
63. Рассчитайте количество теплоты, выделяемое при сгорании 16 г серы, если энтальпия образования оксида серы (IV) равна –296,9 кДж/моль.
64. Рассчитайте количество теплоты, выделяющееся при полном сгорании 100 л н-гептана (С7Н16), взятого в газообразном состоянии при н.у., если в результате реакции образуется СО2(г) и Н2О(г).
65. Какое количество теплоты выделится при окислении 150 г глюкозы кислородом до углекислого газа и Н2О(ж).
66. Сколько теплоты выделится при сгорании газовой смеси 5,6 л кислорода и 11,5 л водорода при р=101,3 кПа и Т =298,15 К?
67. При какой температуре в стандартном состоянии установится равновесие реакции:
N2(г) + 3H2(г) 2NH3(г).
68. При какой температуре в стандартном состоянии установится равновесие реакции:
2CO(г) C(графит) + СО2(г).
69. Вычислите температуру, при которой в стандартном состоянии установится равновесии реакции:
2 NO2(г) N2O4(г),
если известны: ∆Нореакции=−55,3 кДж; ∆Sореакции=−175,8 Дж/К.
70. Рассчитайте стандартное изменение энергии Гиббса реакции сгорания изо-октана
изо-С8Н18(г) + 12,5О2(г) = 8СО2(г) + 9Н2О(ж)
двумя способами – по табличным значения ∆Go298 и по значениям ∆Но298 и Sо298.
71. Рассчитайте, сколько теплоты выделится при полном сгорании 16 г метана (СН4, газ) с образованием СО2(г) и Н2О(г).
13.3. Химическая кинетика
(№ 72 –118)
Как изменится начальная скорость простой реакции, если:
№ задачи |
Условие |
2А(г) + В(г) А2В(г) реакция для № 72 - 76 |
|
72 |
концентрацию вещества А увеличить в 2 раза |
73 |
концентрацию вещества В увеличить в 2 раза |
74 |
увеличить давление в системе в 3 раза |
75 |
уменьшить объем системы в 2 раза |
76 |
уменьшить концентрацию веществ А и В в 3 раза |
А(г) + В(г) АВ(г) реакция для № 77- 82 |
|
77 |
концентрацию вещества А увеличить в 2 раза |
78 |
концентрацию вещества В увеличить в 4 раза |
79 |
увеличить давление в системе в 3 раза |
80 |
уменьшить объем системы в 2 раза |
81 |
уменьшить концентрацию веществ А и В в 3 раза |
82 |
снизить давление в системе в 4 раза |
2. Скорость разложения вещества А описывается кинетическим уравнением первого порядка. Определите начальную концентрацию вещества [А]0, концентрацию вещества через t секунд после начала реакции [A]t, константу скорости реакции k, время реакции t.
№ задачи |
[A]t, моль/л |
[А]0, моль/л |
k, с-1 |
t, с |
Опреде-лить |
83 |
|
0,2 |
0,003 |
90 |
[A]t |
84 |
0,2 |
|
0,045 |
20 |
[А]0 |
85 |
|
0,1 |
0,026 |
30 |
[A]t |
86 |
0,4 |
0,8 |
|
50 |
k |
87 |
0,1 |
0,3 |
0,017 |
|
t |
88 |
|
0,5 |
0,005 |
90 |
[A]t |
89 |
0,1 |
|
0,025 |
20 |
[А]0 |
90 |
0,2 |
0,4 |
|
60 |
k |
91 |
|
0,4 |
0,012 |
80 |
[A]t |
92 |
0,3 |
|
0,026 |
30 |
[А]0 |
3. Для реакции с заданной константой равновесия Kс и начальными концентрациями газообразныз исходных веществ C0 рассчитайте равновесные концентрации исходных веществ и продуктов
№ задачи |
Реакция |
Kс |
C0, моль/л |
93 |
CO(г) + H2O(г) CO2(г) + H2(г) |
2,2 |
0,02 |
94 |
FeO(тв) + CO(г) Fe(тв) + CO2(г) |
13,6 |
0,04 |
95 |
2CuO(тв) +CO(г) Cu 2O(тв) +CO2(г) |
15,8 |
0,03 |
96 |
2HBr (г) H 2(г) + Br 2(г) |
0,4 |
0,04 |
97 |
SO3(г) + CO (г) SO2(г) + CO2(г) |
1,9 |
0,02 |
98 |
2HCl(г) H 2(г) + Cl2(г) |
0,3 |
0,03 |
99 |
Fe 2O 3(тв) +CO(г) 2FeO(тв) + СO2(г) |
11,3 |
0,04 |
100 |
H 2(г) + CO2(г) H 2O(г) + CO(г) |
2,6 |
0,01 |
101 |
2NO(г) O2(г) + N2(г) |
0,3 |
0,04 |
102 |
NiO(тв) + H2(г) Ni(тв) + H2O(г) |
5,6 |
0,03 |
4. На основании принципа Ле Шателье, определите, в каком направлении сместится равновесие в системе при повышении:
а) давления (T =const); б) температуры.
№ задачи |
Реакция |
103 |
COCl2(г) CO(г) + Cl2(г); H 0 |
104 |
H2(г) + J2(г) 2HJ(г); H 0 |
105 |
2CO(г) + O2(г) 2CO2(г); D H° < 0 |
106 |
N 2(г) + O2(г) 2NO(г); D H° > 0 |
107 |
2H2(г) + O2(г) 2H 2O(г); D H° < 0 |
108 |
4HCl(г) + O2(г) 2H 2O(г) + 2Cl2(г); D H° < 0 |
109 |
2NO(г) + O2(г) 2NO2(г); D H° < 0 |
110 |
2SO3(г) 2SO2(г) + O2(г); D H° > 0 |
111 |
2O3(г) 3O2(г); D H° < 0 |
112 |
CO(г) + 2H2(г) CH3OH(г); D H° < 0 |
113 |
N 2O 4(г) 2NO2(г); D H° > 0 |
114 |
2H 2O(г) 2H2(г) + O2(г); D H° > 0 |
115 |
SO3(г) + NO(г) SO2(г) + NO2(г); D H° > 0 |
116 |
N 2(г) + 3H2(г) 2NH3(г); D H° < 0 |
117 |
CH4(г) + 2H2O(г) CO2(г) + 4H2(г); D H°> 0 |
118 |
PCl5(г) PCl3(г) + Cl2(г); D H° > 0 |