«УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе _ В.В. Рыбкин _ 2011 г. Рабочая учебная программа дисциплины Общая и неорганическая химия Направление подготовки 240100 Химическая технология Профили подготовки Химическая ...»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ивановский государственный химико-технологический университет»

Факультет органической химии и технологии

Кафедра неорганической химии

«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебной работе _ В.В. Рыбкин «» _ 2011 г.

Рабочая учебная программа дисциплины «Общая и неорганическая химия»

Направление подготовки 240100 Химическая технология Профили подготовки Химическая технология органических веществ Химическая технология синтетических биологически активных веществ, химикофармацевтических препаратов и косметических средств Технология и оборудование производства химических волокон и композиционных материалов на их основе Химическая технология и оборудование отделочного производства Технология и переработка полимеров Квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения очная Иваново 1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины является теоретическая и практическая подготовка студентов по общей и неорганической химии с учетом современных тенденций развития химической науки, что обеспечивает решение выпускником задач будущей профессиональной деятельности (в т.ч. задач по созданию веществ и материалов с заданными свойствами).

Задачами общей и неорганической химии является изучение:

современных представлений о строении вещества, о зависимости строения и свойств веществ от положения составляющих их элементов в Периодической системе и характера химической связи применительно к задачам химической технологии;

природы химических реакций, используемых в производстве химических веществ и материалов, кинетического и термодинамического подходов к описанию химических процессов с целью оптимизации условий их практической реализации;

важнейших свойств неорганических соединений и закономерностей их изменения в зависимости от положения составляющих их элементов в Периодической системе;

современных тенденций развития неорганической химии и неорганического материаловедения.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина относится к базовым естественнонаучным дисциплинам и основывается на знаниях, навыках и умениях, приобретенных в результате освоения химии, физики и математики в средней школе. Успешному освоению дисциплины сопутствует параллельное изучение физики и математики как базовых естественнонаучных дисциплин.

Для успешного освоения дисциплины студент должен знать:

важнейшие химические понятия: вещество, химический элемент, атом, молекула, относительные атомная и молекулярная массы, ион, аллотропия, изотопы, химическая связь, электроотрицательность, валентность, степень окисления, моль, молярная масса, молярный объем, вещества молекулярного и немолекулярного строения, растворы, электролит и неэлектролит, электролитическая диссоциация, окислитель и восстановитель, окисление и восстановление, тепловой эффект реакции, скорость химической реакции, катализ, химическое равновесие;

основные законы химии: сохранения массы веществ, постоянства состава, Периодический закон;

основные теории химии: химической связи, электролитической диссоциации;

важнейшие вещества и материалы: основные металлы и сплавы; серная, соляная, азотная и уксусная кислоты; щелочи, аммиак, минеральные удобрения, метан.

уметь:

называть неорганические вещества по «тривиальной» или международной номенклатуре;

определять: валентность и степень окисления химических элементов, тип химической связи в соединениях, заряд иона, характер среды в водных растворах неорганических соединений, окислитель и восстановитель;

характеризовать: элементы малых периодов по их положению в Периодической системе Д.И. Менделеева; общие химические свойства металлов, неметаллов, основных классов неорганических соединений;

объяснять: зависимость свойств веществ от их состава и строения; природу химической связи (ионной, ковалентной, металлической), зависимость скорости химической реакции и положения химического равновесия от различных факторов:

выполнять химический эксперимент по распознаванию важнейших неорганических веществ;

проводить самостоятельный поиск химической информации с использованием различных источников (научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов Internet); использовать компьютерные технологии для обработки и передачи химической информации и ее представления в различных формах;

проводить критический анализ достоверности химической информации, поступающей из разных источников.

подходами к объяснению химических явлений, происходящих в природе, быту и методами определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий;

способами безопасного обращения с горючими и токсичными веществами, лабораторным оборудованием;

методами приготовления растворов заданной концентрации.

Изучение дисциплины «Общая и неорганическая химия» как предшествующей составляет основу дальнейшего освоения следующих дисциплин профессионального цикла:

«Органическая химия», «Аналитическая химия и ФХМА», «Физическая химия», «Коллоидная химия», а также ряда дисциплин профессионального цикла по соответствующим профилям подготовки бакалавра.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины общекультурные компетенции (ОК):

культура мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);

стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, способность приобретать новые знания в области техники и технологии, математики, естественных, гуманитарных, социальных и экономических наук профессиональные компетенции (ПК):

способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

способность использовать знания о современной физической картине мира, пространственно-временных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений природы (ПК-2);

способность использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма химических процессов, протекающих в окружающем способность планировать и проводить физические и химические эксперименты, проводить обработку их результатов и оценивать погрешности, математически моделировать физические и химические процессы и явления, выдвигать гипотезы и устанавливать границы их применения (ПК-21);

Приведенные компетенции соответствуют ФГОС ВПО по направлению подготовки Химическая технология (квалификация (степень) «Бакалавр»), раздел V. ТРЕБОВАНИЯ К

РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ОСНОВНЫХ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ПРОГРАММ БАКАЛАВРИАТА

(Утвержден Приказом Министерства образования и науки Российской Федерации 22 декабря 2009 г. № способность использовать знание свойств химических элементов, соединений и материалов на их основе для решения задач профессиональной деятельности (ПКВ результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать:

предмет, цели и задачи общей и неорганической химии;

основные понятия и законы химии, терминологию и номенклатуру важнейших химических соединений;

современные представления о строении атомов, молекул и веществ в различных агрегатных состояниях;

природу и типы химической связи, методы ее описания;

методологию применения термодинамического и кинетического подходов к установлению принципиальной возможности осуществления химических процессов;

методы описания химических равновесий в растворах электролитов;

специфику строения и свойства координационных соединений;

характеристику важнейших элементов и их соединений, важнейшие химические процессы с участием неорганических веществ;

закономерности изменения физико-химических свойств простых и сложных веществ в зависимости от положения составляющих их элементов в Периодической системе;

важнейшие методы исследования структуры и свойств неорганических веществ;

основные правила охраны труда и техники безопасности при работе в химической лаборатории;

современные тенденции развития неорганической химии и неорганического материаловедения.

уметь:

работать с химическими реактивами, растворителями, простейшим лабораторным химическим оборудованием;

производить расчеты, связанные с приготовлением растворов заданной концентрации, определением термодинамических и кинетических характеристик химических процессов, определением стехиометрии химических реакций, установлением качественного и количественного состава соединений, определением условий образования осадков труднорастворимых веществ и др.;

использовать принцип периодичности и Периодическую систему для предсказания свойства простых и сложных химических соединений и закономерностей в их изменении;

проводить анализ физико-химических свойств простых и сложных веществ;

проводить простейший учебно-исследовательский эксперимент на основе владения основными приемами техники работ в лаборатории;

производить оценку погрешностей результатов физико-химического эксперимента;

оформлять результаты экспериментальных и теоретических работ, формулировать выводы.

владеть:

основными приемами проведения физико-химических измерений;

методами корректной оценки погрешностей при проведении химического эксперимента;

методами описания свойств простых и сложных веществ на основе электронного строения их атомов и положения в Периодической системе химических 4. Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 10 зачетных единиц, 360 часов.

Аудиторные занятия (всего) В том числе:

Самостоятельная работа (всего) В том числе:

5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов (модулей) дисциплины Модуль 1 «Химия как наука. Строение вещества»

Основные понятия и законы химии. Предмет и задачи общей и неорганической химии. Место химии в системе естественных наук. Краткий исторический очерк развития химии. Современные направления развития химической науки. Материя и движение.

Химическая форма движения материи. Основные химические понятия: атом, молекула, простое вещество, химическое соединение. Химический элемент. Изотопы. Атомная и элементная массы. Молекулярная масса. Моль, молярная масса, молярная концентрация вещества. Основные законы атомно-молекулярного учения. Законы: сохранения, кратных отношений, постоянства состава, объемных отношений. Закон Авогадро. Соединения постоянного и переменного состава. Понятие о химической системе и способах описания.

Фаза, компонент. Гомогенные и гетерогенные системы. Газовые системы. Газовые законы.

Идеальный газ. Газовая постоянная. Уравнение Менделеева – Клапейрона. Парциальное давление газа в смеси. Относительная плотность газов. Жидкие системы. Растворы.

Концентрация растворов и способы ее выражения. Состояние вещества в растворе. Твердые системы. Кристаллы, аморфные тела и стекла. Понятие о кристаллической решетке. Твердые растворы. Нестехиометрические соединения.

Строение атома. Масса и энергия в материальном мире. Элементарные частицы и поля. Масса, заряд, спин и другие свойства элементарных частиц. Экспериментальные основы современной теории строения атома. Ядро и электронная оболочка. Планетарная модель атома и постулаты Бора, противоречия модели. Дуализм в поведении микрочастиц.

Волновая природа элементарных частиц. Уравнение де Бройля, принцип неопределенности Гейзенберга. Атом водорода. Квантовомеханическая модель атома. Одноэлектронный атом.

Волновое уравнение Шредингера. Решение уравнения Шредингера для водородоподобного атома. Квантовые числа, пределы их изменений. Смысл квантовых чисел. Волновая функция и электронная плотность электронов в атоме. Распределение электронной плотности в атоме.

Атомные орбитали. Энергетические уровни электрона в одноэлектронном атоме.

Многоэлектронный атом. Принцип Паули и емкость электронных оболочек. Правило Хунда и порядок заполнения атомных орбиталей. Принцип наименьшей энергии. Правило Клечковского. Строение электронных оболочек элементов. Понятие эффективного заряда ядра атома. Экранирование заряда электронами. Периодичность строения электронных оболочек. Орбитальные энергии электронов. Потенциалы ионизации и сродство к электрону атомов, радиусы атомов и ионов в зависимости от положения элемента в периодической системе. Электроотрицательность атомов химических элементов.

Периодический закон и периодическая система химических элементов. Поиски основы классификации химических элементов до открытия Периодического закона.

Сущность Периодического закона. Предсказание Д.И. Менделеевым свойств неизвестных элементов. Современная интерпретация Периодического закона. Варианты Периодической системы. Типические элементы. Полные и неполные электронные аналоги. Изменение важнейших свойств элементов по группам и периодам периодической системы. Вторичная периодичность и ее проявление в свойствах элементов IV и VI периодов. Эффект инертной пары и его проявление в свойствах элементов VI периода. Общенаучное и философское значение Периодического закона Д. И. Менделеева.

Химическая связь и строение молекул. Взаимодействие атомов. Причины образования химической связи. Природа химической связи. Молекула водорода и методы ее описания. Метод валентных связей (ВС) и метод молекулярных орбиталей (МО).

Приближение ЛКАО. Перекрывание атомных орбиталей, - и -связи, порядок (кратность) связи. Характеристики химической связи – энергия, длина, полярность. Химическая связь в частицах Н2, Н2+ и Н2- с позиций методов МО и ВС. Химическая связь в гомоядерных двухатомных молекулах элементов второго периода с позиций методов МО и ВС. Схемы МО для молекул начала и конца второго периода. Изменение порядка связи, энергии связи, длины связи при переходе от Li2 к Nе2. Особенности молекул В2 и О2. Прочность связи в молекуле N2. Гетероядерные двухатомные молекулы элементов второго периода. Схемы МО для НF, СО, СN, ОF. Метод ВС и гибридизация орбиталей. Валентное состояние атома.

Ковалентная связь в многоатомных молекулах. Донорно-акцепторное взаимодействие.

Локализованная и делокализованная связь. Электронодефицитные и электроноизбыточные молекулы. Трехцентровые связи. Направленность и насыщаемость химической ковалентной связи. Теория отталкивания электронных пар валентной оболочки и пространственная структура молекул.

Межмолекулярные взаимодействия. Химическая связь и типы кристаллов. Основы зонной теории. Связь в металлах, полупроводниках и диэлектриках. Дефекты кристаллической решетки. Твердые растворы. Ионная связь. Взаимодействие ионов в кристаллической решетке. Энергия ионной кристаллической решетки, влияние размеров и зарядов ионов. Межмолекулярные взаимодействия. Силы Ван-дер-Ваальса. Ориентационное, индукционное и дисперсионное межмолекулярное взаимодействия. Роль межмолекулярных взаимодействий при проявлении физико-химических свойств веществ, явлений самосборки биологических молекул, супрамолекулярных и наносистем.

Модуль 2 «Основные физико-химические закономерности протекания химических процессов»

Основы химической термодинамики. Энергетические характеристики химических реакций. Первое начало термодинамики. Превращения энергии и работы в химических процессах. Термохимия. Понятие об энтальпии. Эндо- и экзотермические реакции. Закон Гесса. Стандартное состояние и стандартная энтальпия образования вещества.

Термохимические циклы. Расчеты тепловых эффектов реакций. Энтальпия атомизации веществ и энергия связи в многоатомных молекулах. Второе начало термодинамики.

Понятие энтропии. Уравнение Больцмана. Изменение энтропии при фазовых и химических превращениях. Стремление к максимуму энтропии в изолированных системах как характеристика возможности самопроизвольного протекания реакции. Оценка знака изменения энтропии в химических реакциях. Энергия Гиббса. Уменьшение энергии Гиббса как термодинамический критерий возможности самопроизвольного протекания процесса в закрытых системах. Стандартное изменение энергии Гиббса в реакции. Зависимость изменения энергии Гиббса от температуры, давления и концентрации реагирующих веществ.

Роль энтальпийного и энтропийного факторов в определении направления процесса.

Основы химической кинетики. Скорость химической реакции и факторы ее определяющие. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов. Кинетическое уравнение реакции. Порядок реакции. Правило Вант-Гоффа. Константа скорости реакции и ее зависимость от температуры. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Энергетическая диаграмма реакции. Координата реакции. Понятие о механизме реакции. Молекулярность реакции. Фотохимические и цепные реакции. Примеры. Катализ и катализаторы. Влияние катализатора на механизм реакции. Ингибиторы и ингибирование. Особенности кинетики газофазных, жидкофазных и твердофазных реакций.

Химическое равновесие. Обратимые и необратимые химические реакции. Состояние равновесия и принцип микроскопической обратимости реакции. Кинетический и термодинамический подходы к описанию химического равновесия. Константа химического равновесия и различные способы ее выражения. Связь константы химического равновесия со стандартным изменением энергии Гиббса. Смещение химического равновесия при изменении условий. Принцип Ле Шателье.

Модуль 3 «Основы химии растворов»

Общие свойства растворов. Растворы как многокомпонентные системы. Теории растворов. Гомогенные многокомпонентные системы – растворы. Общие свойства растворов – диффузия и осмос. Жидкие растворы. Фазовые диаграммы. Область жидкого состояния.

Диаграммы состав - свойство. Растворитель и растворяемое вещество. Растворимость.

Насыщенные, ненасыщенные, пересыщенные, разбавленные и концентрированные растворы.

Взаимодействие растворенного вещества и растворителя. Сольватация. Инертные, координирующие и ионизирующие растворители. Понятие о коллоидных растворах.

Поверхностный слой и поверхностные явления. Устойчивость коллоидных растворов.

Растворы неэлектролитов. Давление и состав пара над раствором. Закон Рауля.

Кристаллизация и кипение раствора. Криоскопия и эбулиоскопия. Идеальные и реальные растворы. Понятие об активности и коэффициенте активности. Понятие о стандартном состоянии веществ в растворе.

Растворы электролитов. Теории кислот и оснований. Вода как ионизирующий растворитель. Электронное строение и структура молекулы воды. Структура жидкой и твердой воды, водородные связи. Водные растворы электролитов. Электролитическая диссоциация растворенных веществ. С. Аррениус, Д. И. Менделеев о природе растворов электролитов. Переход ионов в раствор. Гидратация соли и образующих ее ионов. Энергия гидратации ионов. Кислоты и основания. Теории кислот и оснований. Теории Аррениуса, Бренстеда-Лоури, Льюиса. Роль растворителя в кислотно-основном взаимодействии. Сила кислородсодержащих кислот и ее зависимость от их состава и строения. Кислотно-основные взаимодействия как реакции переноса протона. Сверхкислоты и сверхоснования Растворы слабых электролитов. Теория электролитической диссоциации. Константа и степень диссоциации слабого электролита. Закон разбавления Оствальда. Влияние одноименных ионов на диссоциацию слабых электролитов. Растворы сильных электролитов. Кажущаяся степень диссоциации сильного электролита. Активность и коэффициент активности. Ионная сила раствора. Условность разделения электролитов на сильные и слабые. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели Среды.

Индикаторы. Методы определения рН. Буферные растворы. Равновесие «ионный кристалл – раствор». Равновесие ионов в растворе с осадком. Произведение растворимости и растворимость труднорастворимых электролитов.

Кислотно-основные и окислительно-восстановительные процессы в растворах.

Классификация химических реакций. Обменные реакции в растворах. Реакции нейтрализации. Гидролиз солей. Ионные уравнения гидролиза. Константа и степень гидролиза. Сложные случаи гидролиза. Гидролиз солей. Представления Аррениуса и Вернера о механизме гидролиза. Понятие об аквакислотах. Константа и степень гидролиза.

Ступенчатый характер гидролиза. Обратимый и необратимый гидролиз. Буферные растворы.

Окислительно-восстановительные процессы как реакции переноса электрона.

Окислители и восстановители. Участие воды в окислительно-восстановительных реакциях.

Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций, протекающих в водных растворах. Метод ионно-молекулярных полуреакций. Типы окислительновосстановительных реакций. Важнейшие окислители и восстановители. Количественные характеристики окислительно-восстановительных переходов. Электродные потенциалы металлов. Гальванический элемент. Водородный электрод и водородный нуль отсчета потенциалов. Стандартные условия и стандартный потенциал полуреакции. Таблицы стандартных восстановительных потенциалов. Использование табличных данных для оценки возможности протекания окислительно-восстановительных реакций. Окислительные и восстановительные свойства воды. Диспропорционирование веществ в водных растворах.

Окислительно-восстановительные равновесия в растворах. Уравнение Нернста. Влияние рН на величину восстановительного потенциала. Влияние комплексообразования и образования малорастворимых соединений на восстановительные потенциалы. Электролиз растворов и расплавов. Электролитическое получение металлов. Электрохимическая коррозия металлов.

Модуль 4 «Основы координационной химии»

Реакции комплексообразования в водных растворах. Аквакомплексы. Причины образования комплексных частиц в растворах. Характеристика координационных соединений, их получение, классификация. Комплексообразователь и лиганды. Внешняя и внутренняя координационные сферы. Координационное число, зависимость координационного числа от заряда и радиуса комплексообразователя. Равновесия в растворах координационных соединений. Общие и ступенчатые константы устойчивости.

Основные факторы, определяющие устойчивость координационных соединений, изменения энтальпии и энтропии при комплексообразовании. Номенклатура координационных соединений. Объяснение образования и строения комплексов с помощью электростатических представлений. Квантово-механические методы трактовки химической связи в комплексных соединениях. Метод валентных связей. Внешне- и внутриорбитальные комплексы. Понятие о теории кристаллического поля. Взаимное расположение лигандов и атомных орбиталей комплексообразователя в октаэдрическом и тетраэдрическом поле лигандов; энергия расщепления; спектрохимический ряд лигандов. Высоко- и низкоспиновые комплексы. Окраска комплексов. Искажение правильных структур комплексов. Эффект Яна-Теллера. Применение метода молекулярных орбиталей к комплексам. Молекулярные орбитали октаэдрических комплексов. Комплексы с -связями.

Дативные связи в комплексах. Изомерия координационных соединений. Ряд транс-влияния.

Взаимосвязь процессов комплексообразования с положением элемента в Периодической системе. Хелатный, полихелатный и макроциклический эффекты. Значение и применение реакций комплексообразования и координационных соединений в науке, технике, биологии и медицине.

Модуль 5 «Строение и свойства соединений p-элементов»

Подгруппа гелия (s2p6-элементы). Общая характеристика элементов. Нахождение в природе, методы получения, причины малой реакционной способности. Клатратные соединения благородных газов. Соединения криптона и ксенона со фтором, строение молекул, способы получения и свойства. Реакция диспропорционирования. Гидролиз фторидов ксенона. Оксофториды. Кислородные соединения ксенона, строение молекул.

Способы получения, свойства. Ксеноновые кислоты, ксенаты и перксенаты. Практическое применение благородных газов.

Водород. Галогены (s2p5-элементы). Общая характеристика элементов. Формы нахождения и распространенность в природе.

Водород. Положение в периодической системе, общая характеристика, изотопы, характеристика молекулы, термическая диссоциация, физические и химические свойства.

Лабораторные и промышленные методы получения. Орто- и параводород. Гидриды, их классификация, способы получения и свойства. Гидридокомплексы. Общая характеристика водородных соединений неметаллов. Применение водорода и его соединений.

Фтор, хлор, бром, иод. Общая характеристика, получение, физические и химические свойства. Изменение окислительной активности в подгруппе. Взаимодействие галогенов с растворами щелочей и водой. Соединение галогенов с водородом, лабораторные и промышленные способы получения, свойства. Ассоциация молекул фтороводорода.

Плавиковая кислота. Фториды и гидрофториды. Получение, электронодонорные свойства фторид-иона. Получение и свойства простых и комплексных фторидов неметаллов.

Окислительно-восстановительные и кислотные свойства галогенводородов и их водных растворов. Хлороводородная, бромоводородная и иодоводородная кислоты.

Восстановительные и электронодонорные свойства галогенид-ионов. Соединения галогенов с кислородом. Фторид кислорода. Оксиды хлора, брома, иода; сравнение их устойчивости, кислотных и окислительных свойств. Кислородсодержащие кислоты: хлорноватистая, хлорная, бромноватистая, бромная, иодноватая, мета-иодная, пара-иодная, орто-иодная; их соли, способы получения и свойства. Изменение окислительных свойств в ряду кислородных кислот хлора, брома, иода. Псевдогалогениды (дициан и др.). Межгалогенные соединения.

Халькогены (s2p4-элементы). Общая характеристика элементов. Кислород. Общая характеристика, строение молекул, лабораторные и промышленные способы получения, физические и химические свойства, оксиды. Озон, его получение, строение молекул, свойства и применение. Сопоставление свойств озона и кислорода. Озониды. Вода: аномалии физических свойств, диаграмма состояния, химические свойства, окислительновосстановительные характеристики. Электронодонорные свойства молекул воды.

Кристаллогидраты, их строение и свойства. Оксониевые соединения. Понятие о способах очистки сточных вод и отходящих газов в промышленности.

Пероксид водорода, строение молекулы, методы получения. Кислотные и окислительно-восстановительные свойства. Пероксиды и их свойства. Применение кислорода на практике. Сера. Общая характеристика, нахождение в природе, методы получения, физические и химические свойства. Сероводород. Сульфиды, их гидролиз.

Классификация сульфидов по их растворимости в воде, кислотах и растворах оснoвных сульфидов; использование сульфидов в химическом анализе. Полисульфиды. Соединения серы с кислородом: оксиды серы(IV) и (VI). Кислородсодержащие кислоты серы. Сернистая кислота и ее соли. Окислительно-восстановительные свойства сернистой кислоты, сульфитов и пиросульфитов.

Серная кислота, получение, строение молекул и свойства. Взаимодействие серной кислоты с металлами. Соли серной кислоты. Олеум и двусерная кислота. Политионовые кислоты и политионаты.

Тиосерная кислота и тиосульфат натрия. Пероксoкислоты (надкислоты) серы.

Пероксисульфаты. Соединения серы с галогенами. Фторид серы. Хлороксиды серы:

хлористый тионил, хлористый сульфурил. Хлорсерная (хлорсульфоновая) кислота.

Применение серы и ее соединений.

Селен, теллур и полоний. Общая характеристика элементов. Степени окисления, нахождение в природе, аллотропия селена и теллура. Селеноводород и теллуроводород.

Селениды и теллуриды. Диоксид селена и теллура. Селенистая и теллуристая кислоты.

Селенаты и теллураты. Сопоставление окислительно-восстановительных свойств соединений серы, селена и теллура. Краткая характеристика полония и его соединений.

Применение их на практике.

Подгруппа азота (s2p3-элементы). Общая характеристика элементов. Отличие азота от других элементов подгруппы. Азот. Общая характеристика элемента, нахождение в природе. Химическая связь. Причины инертности азота. Проблема связанного азота и пути ее решения. Лабораторные и промышленные способы получения азота. Соединения азота с водородом. Аммиак, химическая связь и строение молекулы; лабораторные и промышленные способы получения. Жидкий аммиак как растворитель. Реакционная способность аммиака, реакции окисления, присоединения, замещения, взаимодействие с водой и кислотами. Гидраты аммиака. Ион аммония, химическая связь и строение. Соли аммония. Амиды, имиды, нитриды.

Гидроксиламин. Гидразин. Гидраты гидразина и гидроксиламина. Соли гидразиния и гидроксиламмония. Азидоводородная кислота. Азотистая кислота и ее практическое применение. Нитриты, их получение и свойства. Азотная кислота и ее взаимодействие с металлами и неметаллами; зависимость окислительных свойств от концентрации. Царская водка. Нитраты, их термическое разложение.

Оксогалогениды азота. Применение азота и его соединений. Фосфор. Общая характеристика элемента, нахождение в природе. Аллотропные модификации, их строение и свойства. Методы получения фосфора. Фосфин. Ион фосфония, его структура. Соли фосфония. Фосфиды металлов, их получение и свойства. Оксиды фосфора.

Кислородсодержащие кислоты. Фосфаты. Изополи- и гетерополисоединения фосфора.

Соединения фосфора с галогенами, их гидролиз. Оксогалогениды. Фосфорнитрилхлорид.

Применение фосфора и его соединений.

Мышьяк, сурьма, висмут. Общая характеристика элементов. Их нахождение в природе. Водородные соединения, их получение и свойства. Соединения с металлами.

Полупроводниковые свойства арсенидов и стибидов (антимонидов). Кислородные соединения элементов (III) и (V). Гидроксиды элементов (III). Арсениты и антимониты.

Гидроксид сурьмы(V) и антимонаты. Сопоставление свойств кислот мышьяка и сурьмы со свойствами азотной и фосфорной кислот. Висмутаты. Сопоставление окислительновосстановительных свойств висмутатов, антимонатов, арсенатов, фосфатов и нитратов.

Тригалогениды и пентагалогениды мышьяка(III) и (V) и висмута(III), способы их получения, свойства, отношению к кислотам и раствору сульфида аммония. Тиокислоты и их соли.

Применение мышьяка, сурьмы, висмута и их соединений.

Подгруппа углерода (s2p2-элементы). Общая характеристика. Отличие свойств углерода и кремния от свойств других элементов подгруппы.

Углерод. Общая характеристика, нахождение в природе. Аллотропия. Строение и свойства графита, алмаза, карбина, графена, фуллеренов. Основы использования углерода в нанотехнологиях. Получение искусственных алмазов. Активированный уголь, его адсорбционные свойства. Углеводороды, карбиды металлов, методы их получения, классификация, зависимость свойств от характера химической связи. Кислородные соединения углерода.

Оксид углерода(II): строение молекул, свойства, лабораторные и промышленные способы получения. Генераторный и водяной газы. Оксид углерода (II) как восстановитель;

реакции присоединения. Карбонилы металлов. Угольная кислота и ее соли. Оксид углерода(IV), строение молекулы, свойства и методы получения, окислительные свойства при высоких температурах. Строение карбонат-иона. Растворимость, термическая устойчивость и гидролизуемость карбонатов и гидрокарбонатов. Соединения углерода с галогенами. Фреоны и их свойства. Фосген. Соединения углерода с серой. Сероуглерод.

Сульфоксид углерода(IV). Тиоугольная кислота и ее соли. Соединения углерода с азотом.

Дициан. Синильная кислота и цианиды. Комплексные соединения, содержащие цианид-ион.

Роданистоводородная кислота и ее соли. Применение углерода и его соединений. Кремний.

Общая характеристика, нахождение в природе, способы получения. Структура и свойства кремния. Кремний как полупроводник. Силикаты и алюмосиликаты. Кремнийкислородный тетраэдр – основная структурная группа в кристаллических решетках силикатов. Понятие о различных типах кристаллических решеток силикатов. Кварц, его структура и свойства.

Кремниевые кислоты. Силикагель. Растворимое стекло. Общие сведения о строении, свойствах и получении различных видов стекла и керамики. Ситаллы. Цеолиты. Водородные соединения кремния. Сопоставление свойств силанов и углеводородов. Силициды металлов.

Кремнийорганические соединения. Силикон. Соединения кремния с галогенами, их свойства, гидролиз. Фторкремниевая кислота. Карбид кремния. Применение кремния и его соединений.

Германий, олово, свинец. Общая характеристика элементов, получение, свойства.

Аллотропные модификации олова. Химические свойства германия, олова, свинца.

Соединения с водородом. Сопоставление их свойств со свойствами водородных соединений углерода и кремния. Оксиды германия (II) и (IV). Солеобразные оксиды свинца. Гидроксиды германия(II), олова(II) и свинца(II), их получение и свойства. Гидроксиды германия(IV), олова(IV) и свинца(IV). Оловянные кислоты (- и -формы). Германаты, станнаты и плюмбаты, их свойства. Галогениды германия, олова, свинца. Гидролиз. Сульфиды германия, олова и свинца. Полисульфиды. Тиосоли. Сопоставление устойчивости, кислотноосновных свойств и окислительно-восстановительной активности соединений германия, олова, свинца. Применение простых веществ и соединений.

Подгруппа бора (s2p1-элементы). Общая характеристика элементов. Нахождение в природе, способы получения. Отличие бора и алюминия от других элементов подгруппы.

Бор как простое вещество. Химические свойства бора. Соединения бора. Соединения бора с водородом, их получение и свойства. Химическая связь в гидридах бора. Соединения с металлами. Оксид бора. Борные кислоты. Боразол. Применение бора и его соединений.

Алюминий. Алюмотермия. Оксид алюминия, его свойства и применение. Получение монокристаллов сапфиров и рубинов. Гидроксид алюминия. Алюминаты. Галогениды.

Алюмосиликаты. Общая характеристика солей алюминия, их растворимость. Гидролиз.

Комплексные соединения. Квасцы. Гидрид алюминия. Алюмогидриды металлов. Карбид, нитрид, субфторид алюминия. Применение алюминия и его соединений.

Галлий, индий, таллий. Общая характеристика элементов. Нахождение в природе, способы получения. Сопоставление свойств элементов со свойствами алюминия.

Соединения таллия(I). Применение галлия, индия, таллия и их со единений.

Модуль 6 «Строение и свойства соединений s-, d- и f-элементов»

Щелочные и щелочноземельные металлы (s1 и s2-элементы). Общая характеристика s-элементов. Щелочные и щелочноземельные металлы. Строение электронных оболочек атомов, потенциалы ионизации, сродство к электрону. Простые вещества, восстановительные свойства. Взаимодействие с водой. Водородные соединения.

Ионные гидриды. Роль щелочных и щелочноземельных металлов в стабилизации иона Н–.

Взаимодействие ионных гидридов с водой. Оксиды щелочных металлов, формы, устойчивость, химические свойства оксидов. Пероксиды, супероксиды, озониды щелочных металлов. Оксиды и пероксиды щелочноземельных металлов. Получение кислорода через пероксид бария. Гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Щелочи.

Особенности гидроксида бериллия. Диагональное сходство Ве и Аl. Соли щелочных металлов, их растворимость. Гидратация ионов щелочных металлов. Понятие об отрицательной гидратации. Причины отсутствия однозарядных ионов элементов II группы в водном растворе. Соли щелочноземельных металлов, их растворимость и гидролиз.

Общая характеристика d-элементов. Электронные конфигурации атомов. Особое положение скандия и цинка. Подгруппа скандия. Общая характеристика элементов, нахождение их в природе и получение. Отличие свойств скандия от свойств остальных элементов подгруппы и их близость к свойствам лантаноидов.

Подгруппа титана. Общая характеристика элементов, нахождение их в природе и получение. Оксиды и гидроксиды. Соединения с низшими степенями окисления.

Применение простых веществ и соединений. Оксид титана(IV), соли оксотитаната.

Соединения титана с галогенами.

Подгруппа ванадия. Общая характеристика элементов, нахождение их в природе и получение. Соединения элементов со степенями окисления (II), (III), (IV), способы их получения и свойства; кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов; соли.

Галогениды и оксогалогениды элементов (IV) и (V), их свойства, химическая связь.

Ванадаты, ниобаты, танталаты. Применение простых веществ и соединений.

Подгруппа хрома. Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение и свойства. Соединения хрома(II) и (III). Кислотно-основный характер оксидов и гидроксидов хрома(II) и (III). Соли хрома(III), квасцы, хромиты. Комплексные соединения хрома(III), их строение, изомерия. Оксид хрома(VI). Хромовые кислоты, хроматы, дихроматы, их взаимные переходы. Хлористый хромил, хлорохромовая кислота. Пероксид хрома и пероксохроматы, их свойства и способы получения.

Краткие сведения о соединениях молибдена(VI) и вольфрама(VI); кислотно-основный характер оксидов и гидроксидов; молибденовая и вольфрамовая кислоты и их соли.

Изополи- и гетерополикислоты и их соли. Применение простых веществ и соединений.

Подгруппа марганца. Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение и свойства. Соединения марганца(II), (III) и (IV). Кислотно-основный характер оксидов и гидроксидов. Соли марганца. Оксид марганца (IV). Соединения марганца(VI).

Оксид марганца(VII), марганцовая кислота и перманганаты. Окислительновосстановительные свойства соединений марганца, их зависимость от степени окисления элемента и рН среды. Краткая характеристика рения(III), (IV) и (VI). Соединения рения(VII).

Оксиды, рениевая кислота, перренаты, фториды рения. Окислительно-восстановительные свойства рения в различных степенях окисления. Применение марганца, рения и их соединений.

Семейство железа и платины. Общая характеристика элементов. Деление на подгруппы и семейства. Семейство железа. Общая характеристика элементов, нахождение в природе, способы получения. Чугун и сталь. Оксиды и гидроксиды железа(II), соли и комплексные соединения железа(II). Оксиды и гидроксиды железа(III), кобальта(III), никеля(II), их соли и комплексные соединения. Соединения железа (VI), ферраты и их свойства. Применение элементов и их соединений. Платиновые металлы. Общая характеристика элементов, нахождение в природе. Понятие о методах разделения элементов.

Гидроксиды палладия(II), платины(II) и (IV), их свойства. Оксиды рутения(VIII) и осмия(VIII). Важнейшие соединения платиновых металлов, их получение и свойства.

Применение простых веществ и соединений.

Подгруппы меди и цинка. Подгруппа меди. Общая характеристика элементов, нахождение в природе, способы получения. Соединения меди(I) и (II), оксиды, гидроксиды, соли и комплексные соединения. Соединения серебра(I), оксид и его свойства, нитраты, галогениды. Фотографический процесс получения черно-белых изображений. Комплексные соединения серебра(I). Соединения золота(I) и (III). Применение простых веществ и соединений. Подгруппа цинка. Общая характеристика элементов, нахождение в природе, получение и свойства. Оксиды и гидроксиды цинка; соли, их растворимость, гидролиз, свойства; комплексные соединения. Соединения ртути(I), получение, устойчивость и реакции диспропорционирования; оксиды и соли ртути(I), каломель. Амидные соединения ртути. Применение простых веществ и соединений.

Строение и свойства соединений f-элементов. Лантаниды. Общая характеристика элементов, степени окисления, нахождение в природе. Изменение химических свойств с возрастанием порядкового номера. Причины сходства свойств лантаноидов. Участие fорбиталей в образовании химических связей; высокие координационные числа элементов.

Периодичность изменения характерных степеней окисления. Физические и химические свойства лантаноидов, их положение в ряду напряжений. Соединения лантаноидов(III).

Оксиды и гидроксиды, способы их получения. Изменение свойств с возрастанием порядкового номера. Общая характеристика солей, гидролиз. Соединения европия(II), иттербия(II), самария(II), тулия(II), неодима(II), их окислительно-восстановительные свойства. Характер гидроксидов, сходство с соединениями щелочноземельных металлов.

Соединения церия(IV), празеодима(IV), тербия(IV), неодима(IV), диспрозия(IV), их окислительно-восстановительные свойства. Сходство химических свойств церия(IV) со свойствами циркония, гафния и тория. Понятие о способах разделения лантаноидов, применение лантаноидов и их соединений.

Актиноиды (актиниды). Краткие сведения об истории открытия элементов. Общая характеристика элементов, электронное строение атомов, сопоставление с электронным строением атомов лантаноидов. Изменение химических свойств с возрастанием порядкового номера. Участие f-орбиталей в образовании химических связей, высокие координационные числа атомов. Актиноидное сжатие. Близость свойств тория, протактиния, урана в высшей степени окисления к свойствам d-элементов IV, V и VI групп элементов соответственно.

Применение актиноидов и их соединений.

Тенденции развития современной неорганической химии. Общие тенденции развития современной химии. Основные направления развития химии в ХХI веке.

Компьютерное моделирование молекул (молекулярный дизайн) и химических реакций.

Неорганическое материаловедение. Нанохимия и наноматериалы. Синтез фуллеренов и нанотрубок.

5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами п/п 5.3. Разделы дисциплин и виды занятий Наименование раздела дисциплины Лекции Лаб. зан. СРС закономерности протекания химических процессов p-элементов s-, d- и f-элементов 6. Лабораторный практикум Модуль 1. Лабораторные занятия – 10 час. Предусмотрено выполнение лабораторных работ из приведенного ниже списка:

определение атомной массы металла;

определение молекулярной массы газа;

определение молярной массы эквивалентов металла по водороду;

определение молярной массы эквивалентов карбоната металла и молярной массы эквивалентов металла;

установление химической формулы (состава) кристаллогидрата;

приготовление раствора заданной концентрации;

расчет структуры и энергии простейших неорганических молекул с использованием эмпирических и полуэмпирических методов.

Модуль 2. Лабораторные занятия – 12 час. Предусмотрено выполнение лабораторных работ из приведенного ниже списка:

определение теплового эффекта растворения соли;

определение теплового эффекта реакции нейтрализации;

зависимость скорости реакции тиосульфата железа с серной кислотой от концентрации реагентов;

зависимость скорости реакции тиосульфата натрия с хлоридом железа(III) от концентрации реагентов;

зависимость скорости реакции пероксодисульфата калия с иодидом калия от концентрации реагентов;

определение константы скорости и энергии активации реакции тиосульфата Модуль 3. Лабораторные занятия – 8 час. Предусмотрено выполнение лабораторных работ из приведенного ниже списка:

определение молекулярной массы растворенного вещества криоскопическим определение кажущейся степени диссоциации сильных электролитов криоскопическим методом;

определение молярной массы растворенного вещества эбулиоскопическим определение кажущейся степени диссоциации электролита методом влияние одноименных ионов на диссоциацию слабого электролита;

определение рН раствора;

изучение образования и растворения труднорастворимых веществ;

влияние одноименных ионов на растворимость солей;

химические реакции (ионообменные, образование осадков, нейтрализация, гидролиз, окислительно-восстановительные).

Модуль 4. Лабораторные занятия – 8 час. Предусмотрено выполнение лабораторных работ из приведенного ниже списка:

анализ состава двойной или комплексной соли;

получение и свойства координационных соединений;

получение малорастворимых координационных соединений.

Модуль 5. Лабораторные занятия – 22 час. Предусмотрено выполнение лабораторных работ:

химия соединений s2p5-элементов;

химия соединений s2p4-элементов;

химия соединений s2p3-элементов;

химия соединений s2p2-элементов.

Модуль 6. Лабораторные занятия – 25 час. Предусмотрено выполнение лабораторных работ:

химия соединений s1, s2 и s2p1-элементов.

химия соединений элементов VIIБ, VIБ, VБ и IVБ-групп Периодической системы;

химия соединений элементов IБ, IIБ и VIIIБ-групп Периодической системы;

синтез и исследование неорганического соединения и/или материала.

Описания выполнения лабораторных работ по вышеперечисленным модулям приведены в учебных пособиях [Руководство к практическим работам по общей и неорганической химии. Ч. 1. Под ред. А.Г. Захарова, В.Н. Пророкова. Учебное пособие.

Иваново, Иван. издат. дом, 2009. 356 с.; Руководство к практическим работам по общей и неорганической химии. Ч. 2. Неорганическая химия. Под. ред. А.Г. Захарова, В.Н.

Пророкова. Учебное пособие. Иваново, изд. ИГХТУ, 2010. 248 с.].

7. Образовательные технологии и методические рекомендации по организации изучения дисциплины Чтение лекций по данной дисциплине рекомендуется проводить с использованием мультимедийных презентаций и демонстрационного эксперимента.

Мультимедийная презентация, выполненная средствами программы Microsoft PowerPoint позволяет преподавателю четко структурировать материал лекции, экономить время, затрачиваемое на изображение с использованием мела и доски схем, написание формул и других сложных объектов, что дает возможность увеличить объем излагаемого материала. Кроме того, презентация позволяет очень хорошо иллюстрировать лекцию не только схемами и рисунками, которые есть в учебных пособиях, но и полноцветными фотографиями, рисунками, портретами ученых и т.д. Мультимедийная презентация позволяет отобразить физические и химические процессы в динамике, что позволяет значительно улучшить восприятие материала студентами. Студентам предоставляется возможность копирования презентаций для выполнения самостоятельной работы, подготовки к текущему, промежуточному и итоговому контролю (экзамену).

Демонстрационный химический эксперимент относится к словесно-наглядным методам обучения и проводится при чтении лекций, а также проведении лабораторных занятий преподавателем, лаборантом или, в некоторых случаях, одним или несколькими студентами. Демонстрационный эксперимент проводится в соответствии с учебной программой по конкретным разделам (модулям) дисциплины. Демонстрационный эксперимент позволяет преподавателю сформировать интерес к предмету у студентов, обучить их выполнять определенные операции с веществом, приемам техники лабораторного эксперимента. Демонстрационный эксперимента – источник приобретаемых студентов знаний, навыков, умений; средство предупреждения ошибок и заблуждений, коррекции знаний, способ проверки истинности выдвигаемых гипотез, решения учебных и исследовательских проблем. К основным требованиям, предъявляемым к демонстрационному эксперименту, следует отнести: наглядность; простота; безопасность;

надежность; необходимость объяснения эксперимента. Любой опыт должен сопровождаться словом преподавателя. Возникающие паузы можно использовать для организации диалога со студентами, выяснения условий проведения эксперимента и признаков химических реакций.

Необходима постановка цели опыта – для чего проводится опыт, что необходимо понять в результате наблюдений за экспериментом. Следует описать прибор, в котором проводится опыт; условий, в которых он проводится; дать характеристику реактивам. Необходимо организовать наблюдения за опытом студентами для выявления признаков реакции и проведения анализа и помочь студентам сделать соответствующие выводы и теоретическое обоснование. При подготовке к проведению демонстрационного эксперимента рекомендуется использовать учебное пособие [Овчинникова В.Д. Демонстрационный химический эксперимент по общей и неорганической химии. Учебное пособие. Иваново, изд.

ИГХТУ, 2003. 82 с.].

При работе в малочисленных группах целесообразно использовать диалоговую форму проведения лекционных занятий с использованием элементов практических занятий, постановкой и решением проблемных и ситуационных заданий и т.д.

В рамках лекционных занятий заслушиваются и обсуждаются подготовленные студентами реферативные работы.

При проведении лабораторного практикума необходимо создать условия для максимально самостоятельного выполнения студентами лабораторных работ. Поэтому при проведении лабораторного занятия преподавателю рекомендуется:

1. Проведение экспресс-опроса (в устной или тестовой форме) по теоретическому материалу, необходимому для выполнения работы (с оценкой).

2. Проверка планов выполнения лабораторных работ, подготовленных студентом в рамках самостоятельной работы (с оценкой).

3. Оценка работы студента в лаборатории и полученных им результатов (с оценкой).

4. Проверка отчета о выполненной лабораторной работе (с оценкой).

Лабораторные занятия (работы) проводятся после изучения определенного раздела (модуля). Это занятия, контролирующие знания, умения и навыки. Любая лабораторная работа должна включать глубокую самостоятельную проработку теоретического материала, изучение методик проведения и планирование эксперимента, освоение измерительных средств, обработку и интерпретацию экспериментальных данных. При этом часть работ может не носить обязательный характер, а выполняться в рамках самостоятельной работы по курсу. В ряд работ целесообразно включить разделы с дополнительными элементами научных исследований, которые потребуют углубленной самостоятельной проработки теоретического материала. Выполнение лабораторных работ студентами должно удовлетворять следующим требованиям:

студенты должны понимать суть опыта (эксперимента) и знать последовательность выполнения отдельных операций по инструкции;

соблюдать дозировку реактивов и правила работы с ними;

уметь собирать приборы по рисункам (схемам) и правильно работать с ними;

неукоснительно выполнять правила техники безопасности при обращении с оборудованием, приборами и реактивами;

грамотно оформлять отчет о проведенной экспериментальной работе.

При защите лабораторной работы (сдаче отчета о ее выполнении) студент должен уметь объяснять цели, задачи, ход проведения работы, ее результаты, сделанные выводы, а также основные конструктивные особенности используемого оборудования.

В настоящее время совершенствование химического эксперимента, в основном, заключается в модернизации приборов, аппаратов, создания оборудования для работы с малыми количествами и, к сожалению, в меньшей степени оно нацелено на разработку принципиально новых химических опытов, которые дали бы возможность применять на уроках проблемные и исследовательские формы организации учебной деятельности школьников. В процессе проведения опытов студенты расширяют свои представления о веществах, их свойствах, совершенствуют практические умения.

Занятия в активных и интерактивных формах рекомендуется проводить с использованием компьютерных симуляций, постановки проблемных и ситуационных заданий. Проведение занятий в активных и интерактивных формах должно быть направлено на интенсификацию учебного процесса, увеличение доступности знаний, навыков и умений, анализ учебной информации, творческий подход к усвоению учебного материала. В ходе проведения занятий студенты должны учиться формулировать собственное мнение, правильно выражать мысли, строить доказательства своей точки зрения, вести дискуссию, слушать другого человека, уважать альтернативное мнение, что должно формировать навыки, необходимые будущему специалисту в профессиональной деятельности. Реализация активных и интерактивных методов при изучении курса «Общая и неорганическая химия»

возможна на лекционных и лабораторных занятиях путем проведения дискуссий, использования компьютерных симуляций, подготовке и защите реферативных и исследовательских работ.

Самостоятельная работа – это наиболее важный путь освоения студентами новых знаний, умений и навыков в освоении дисциплины. Образовательная цель самостоятельной работы – освоение методов химической науки, экспериментальными умениями; умениями работать с учебной и научной литературой; производить расчеты; пользоваться химическим языком. Воспитательная цель – формирование черт личности студента, трудолюбия, настойчивости, товарищеской взаимопомощи. Развивающая цель – развитие самостоятельности, интеллектуальных умений, умение анализировать явления и делать выводы. Самостоятельная работа может быть источником знаний, способом их проверки, совершенствования и закрепления знаний, умений и навыков. Этот вид деятельности студентов формируется под контролем преподавателя. При организации внеаудиторной самостоятельной работы по дисциплине преподавателю рекомендуется использовать следующие формы:

подготовка и написание рефератов, докладов, очерков и других письменных работ выполнение домашних заданий разнообразного характера. Это – решение задач;

подбор и изучение литературных источников; подбор иллюстративного и описательного материала по отдельным разделам курса в сети Интернет;

выполнение индивидуальных заданий, направленных на развитие у студентов самостоятельности и инициативы. Индивидуальное задание может получать как каждый студент, так и часть студентов группы.

Для выполнения домашних и индивидуальных заданий, а также подготовки студентов ко всем видам текущего и промежуточного контроля рекомендуется использовать следующие учебные пособия [Руководство к практическим работам по общей и неорганической химии. Ч. 1. Под ред. А.Г. Захарова, В.Н. Пророкова. Учебное пособие.

Иваново, Иван. издат. дом, 2009. 356 с.; Руководство к практическим работам по общей и неорганической химии. Ч. 2. Неорганическая химия. Под. ред. А.Г. Захарова, В.Н.

Пророкова. Учебное пособие. Иваново, изд. ИГХТУ, 2010. 248 с.].

Реферативная, а также учебно-исследовательская работа, является самостоятельной учебно-научной работой, к которой относится в полной мере весь комплекс требований, предъявляемых к научной статье, подготавливаемой к публикации. Работа над рефератом предполагает углубленное изучение, анализ и систематическое изложение избранной проблематики, разностороннюю оценку ее содержания и значения. Реферат должен быть написан на уровне критического научно-аналитического обзора. Реферат должен иметь титульный лист (1 стр.), на следующей странице (2 стр.) печатается оглавление с указанием страниц, на последней странице – литература, оформленная следующим образом. Список цитируемой литературы печатается с указанием фамилий и инициалов всех авторов. Общий объем реферата в пределах одного печатного листа, т.е. до 25 страниц, целесообразно около 15-20 страниц машинописного текста через 1,5 интервала. Реферат должен иметь Планоглавление (в нем последовательно излагаются название пунктов реферата, указываются страницы, с которых начинается каждый пункт), введение (формулируется суть исследуемой проблемы, обосновывается выбор темы, определяется ее значимость и актуальность выбранной темы, указывается цель и задачи реферата, дается анализ использованной литературы), основную часть (каждый раздел, доказательно раскрывая отдельную проблему или одну из ее сторон, логически является продолжением предыдущего, даются все определения понятий, теоретические рассуждение, исследования автора или его изучение проблемы), а также заключение (подводятся итоги или дается обобщенный вывод по теме реферата, предлагаются рекомендации). Реферат должен быть написан четким, ясным, литературно грамотным языком, изложение должно удовлетворять основным логическим требованиям определенности, последовательности, доказательности. Ключевые понятия и термины, обсуждаемые и используемые в реферате, должны быть точно определены, законы – точно сформулированы, все рассуждения должны вестись в стиле научной дискуссии, быть обоснованными, опираться на факты и логически связанно вести к определенным идеям и гипотезам, результатам и выводам. В заключении уместно дать краткое резюме, итоги и выводы проделанной работы, подчеркнуть ее значение для развития координационной химии, охарактеризовать направления и перспективы дальнейших исследований.

Написанный реферат за две недели до его защиты предъявляется преподавателю для проверки. Если возникает необходимость доработки содержания реферата, то преподаватель возвращает рукопись студенту. Защита реферата осуществляется в форме устного доклада в присутствии студенческой группы и преподавателя(лей). Рекомендуется проводить защиту рефератов в формате мини-конференции, что позволяет реализовать интерактивную форму проведения занятия.

Адсорбенты и ионные обменники в процессах очистки природных и сточных вод Азотная кислота Благородные газы Коксохимическое производство Коррозия и методы защиты металлов и сплавов Круговорот азота в природе Медные сплавы и их применение Получение серной кислоты путем гидратации оксида серы Получение хлорной кислоты в процессе электросинтеза Основы кристаллохимического дизайна Сверхкислоты и сверхоснования Координационные соединения в современной аналитической практике Координационные соединения в живых организмах Неорганические биоматериалы Наноматериалы на основе углерода Химия в интересах устойчивого развития, или «зеленая» химия Ионные жидкости – новый класс экологически чистых растворителей Фуллерены: методы получения, очистка, сферы применения Углеродные нанотрубки: получение и свойства Возможности и перспективы компьютерной химии Нобелевские лауреаты и важнейшие открытия в области химии за последние Золь-гель методы получения неорганических наноматериалов Гибридные материалы и композиты на основе неорганических соединений Соединения внедрения в графит: получение, свойства, применение Графлекс – материал на основе дисперсного графита: технология, свойства, Углеродные волокна – химические принципы получения, применение Синтетические и наноалмазы: получение, свойства, сферы применения 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Лекции по дисциплине проводятся в аудитории, оснащенной мультимедийным проектором, усилителями звука, препаративным столом и системой вентиляции (для показа демонстрационного эксперимента). В аудитории имеются необходимые учебно-наглядные пособия – Периодическая таблица Д.И. Менделеева, ряд напряжений металлов, таблица растворимости солей.

Лабораторные занятия проводятся в четырех учебных лабораториях кафедры неорганической химии (общая площадь – 288 кв.м.), оснащенных всем необходимым учебным лабораторным оборудованием и реактивами, в том числе:

комплект учебного лабораторного оборудования, включающий в себя необходимое приборное и химическое обеспечение учебного процесса по общей и неорганической лабораторная мебель: столы химические, шкафы вытяжные, тумбы подкатные, учебно-лабораторный комплекс «Химия», включающий модули «Термостат», Приводятся примерные темы рефератов. Темы рефератов должны выбираться преподавателем с учетом специфики будущей профессиональной деятельности бакалавра в соответствии с направлением и профилем подготовки.

«Электрохимия»;

прочее лабораторное оборудование и приборы, необходимые для проведения учебного эксперимента: рН-метры, центрифуги, титровальные установки, стеклянная и фарфоровая химическая посуда, химические реактивы и др.;

учебно-наглядные пособия: Периодическая таблица Д.И. Менделеева, ряд напряжений металлов, таблица растворимости солей.

Перечень оборудования, материалов и реактивов, необходимых для использования при выполнении конкретных лабораторных работ, приводится в учебных пособиях [Руководство к практическим работам по общей и неорганической химии. Ч. 1. Под ред. А.Г.

Захарова, В.Н. Пророкова. Учебное пособие. Иваново, Иван. издат. дом, 2009. 356 с.;

Руководство к практическим работам по общей и неорганической химии. Ч. 2.

Неорганическая химия. Под. ред. А.Г. Захарова, В.Н. Пророкова. Учебное пособие. Иваново, изд. ИГХТУ, 2010. 248 с.].

На кафедре имеется необходимое количество ПК, а также принтеров, сканеров и копировальных аппаратов для проведения учебного процесса. Все ПК подключены к развитой внутривузовской корпоративной компьютерной сети, объединяющей локальные сети во всех зданиях университета в единый аппаратно-программный комплекс (всего более 1400 ПК). Для выхода в Internet используются широкий цифровой канал в 30 Мбит/с. Для проведения учебных занятий используются два дисплейных класса.

9. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов Всего по текущей работе в течение семестра студент может набрать 50 баллов, в том числе:

лабораторные работы – 15 баллов;

тесты, контрольные работы, коллоквиумы по модулям – всего 20 баллов;

домашние и индивидуальные задания – 10 баллов;

подготовка и защита реферата – 5 баллов.

Зачет проставляется автоматически, если студент набрал по текущей работе не менее 26 баллов при условии 100 %-го выполнения предусмотренных графиком лабораторных работ и сдачи тестов, контрольных заданий и коллоквиумов. Минимальное количество баллов по каждому из видов текущей работы составляет половину от максимального.

Текущий контроль успеваемости студентов проводится в форме тестов, контрольных работ и коллоквиумов. Ниже приведены примеры вариантов тестовых заданий, заданий контрольных работ и коллоквиумов по некоторым разделам (модулям) дисциплины.

1. Найдите молярную концентрацию раствора, в 2 л которого содержится 4 г гидроксида натрия.

в) 0, г) 0, 2. Рассчитайте молярную концентрацию раствора сульфата меди с = 10 % и = 1,107 г/мл.

а) 0, б) 0, в) 0, г) 0, 3. Два литра раствора NaOH с молярной концентрацией 0,8 моль/л выпарили до объёма 1,9 л.

Найти молярную концентрацию раствора после выпаривания.

а) 0, б) 0, в) 0, г) 0, 4. Найти титр раствора соляной кислоты с концентрацией 0,08 моль/л.

а) 0, б) 0, в) 0, г) 0, 5. Определите знак S реакции 2NO(г) + O2(г)= 2NO2(г), не производя вычислений:

а) S в) S= г) невозможно определить 6. Если в системе 2Ca(к) + O2(г) 2CaО(к) увеличить давление в 2 раза, то скорость прямой реакции:

а) возрастет в 4 раза б) возрастет в 2 раза в) понизится в 2 раза г) понизится в 6 раз 7. В системе СО(г) + Cl2(г) СОCl2(г) исходные концентрации [СО] и [Cl2] соответственно равны 0,28 и 0,09 моль/л, а равновесная [СО] составила 0,2 моль/л. Константа равновесия равна:

а) б) в) г) 0, 8. Степень диссоциации () 0,01М раствора NH4OH (Kдисс(NH4OH)= 1,75.10-5) равна:

а) 4,18% б) 5,50% в) 2,34% г) 3,75% 9. Найти рН раствора в 1 л которого, содержится 2 г NaOH.

а) 12, б) 15, в) 10. г) 11, 10. Как изменяется растворимость веществ AgCI-AgBr-AgI, если ПРAgCI=1,8·10-13, ПРAgBr=0,5·10-13; ПРАgI=8·10-17:

а) не изменяется б) увеличивается в) уменьшается г) нет четко выраженной закономерности 11. Найти рН 0,8 М раствора аммиака. Кд (NH3·H2O) = 1,75·10-5.

а) 5, б) 7, в) 9, г) 12, 12. Чему равно рН 0,1 М КОН?

б) > в) = г) = МОДУЛЬ Вариант № 1. При взаимодействии 1,2 г металла с водой выделилось 380 мл водорода, измеренного при 294 К и давлении 1,045 105 Па. Найти молярную массу эквивалентов металла.

2. Плотность газа по воздуху 1,32. Какой объем при н.у. займут 11 г этого газа?

3. Определить молярные массы эквивалентов соединений CaCO3, Ca3(PO4)2.

4. Перечислить методы определения молекулярных масс.

Вариант № 1. Найти молекулярную формулу соединения бора с водородом, если масса 1 л этого газа равна массе 1 л азота, а содержание бора в веществе составляет 78,2%.

2. Одно и тоже количество металла соединяется с 0,2 г кислорода и 3,173 г одного из галогенов. Определить молярную массу эквивалентов галогена.

3. Определить эквивалент V в соединениях V2O5 и K2V4O9.

4. Закон постоянства состава.

Вариант № 1. При взрыве смеси, полученной из одного объема некоторого газа и двух объемов кислорода, образуется два объема двуокиси углерода и один объем азота. Найдите формулу неизвестного газа.

2. 0,582 г меди растворили в азотной кислоте. Полученную соль разложили, в результате получили 0,728 г оксида меди. Вычислите молярную массу эквивалентов меди в оксиде.

3. Сколько моль и молекул содержится в 250 мл O2 при н.у.

4. Закон кратных отношений.

Вариант № 1. Раствор азотной кислоты объёмом 1.2 л. (=1.2 г./мл.) с массовой долей HNO3, равной 40%, разбавили водой. Объём раствора при этом стал равным 4.0 л. Определить молярную концентрацию разбавленного раствора.

2. Найти массовую долю серной кислоты в её растворе, для которой молярная концентрация эквивалентов равна 2.0 моль/л. (=1.2 г/мл).

3. Определить %-ную (), молярную и моляльную концентрации раствора с =1.22 г./см3, полученного при смешивании 0,3 л. 11,0 М раствора КОН (=1.43 г./см3) с 0,5 л.8,9%-ного раствора КОН (=1.08 г./см3).

4. Имеется 100 кг. раствора соляной кислоты с концентрацией 12.5 моль/л. (=1.19 г./см3).

Какой объём займёт при 300 К и 1.01 МПа хлористый водород, содержащийся в этом растворе?

Вариант № 1. Выразить концентрацию 40%-ного раствора бензола (С6Н6) в толуоле (С6Н5СН3) через мольную долю.

2. На нейтрализацию 20 мл. раствора, содержащего в 1литре 12 г. щелочи, израсходовано мл. 0.25н раствора кислоты. Найти молярную массу эквивалентов щёлочи.

3. Какой объём 10%-ного раствора хлорида бария (=1.09 г./см3) требуется для реакции с сульфатом натрия, содержащемся в 50.0 мл. 10%-ного раствора, плотность которого 1. г/см3?

4. К 100 мл. воды прибавили 300 мл. 17.7%-ного раствора Na2CO3 (=1.19 г./см3). Получили раствор с плотностью =1.15 г./см3. Найти %-ную (), молярную и моляльную концентрации этого раствора.

Вариант № 1. Для реакции с FeCl3, содержащимся в 50 мл. его 1.5М раствора, взято 30 мл. 2.5М раствора КОН. Определить в избытке или недостатке взят раствор КОН?

2. Смешали 50 мл. 1.48М Н2SO4 (=1.09 г./см3) и 170 мл. раствора кислоты с моляльной концентрацией Сm=0.85 моль/кг. (=1.05 г./см3). Чему равны процентная и моляльная концентрации полученного раствора?

3. Вычислить %-ную () и моляльную концентрацию раствора фосфорной кислоты, если его молярная концентрация равна 3.0 моль/л., а плотность =1.15 г./см3.

4. На нейтрализацию раствора серной кислоты израсходовано 55 мл. 5.6%-ного раствора NaOH (=1.06 г./см3). Сколько серной кислоты содержалось в растворе?

Вариант № 1. Составить электронную формулу и графическую схему (с помощью ячеек) атома в основном состоянии и иона. Определить число неспаренных и валентных электронов.

Для электрона, указанного в скобках, назвать возможные значения квантовых чисел : Cr, Cr3+, (3p).

2. Объяснить возможность образования частицы (1) с позиции методов ВС и МО.

Изобразить орбитальные диаграммы молекул (2) и (3) : 1) F2, 2) N2, 3) H2O.

3. Определить валентность и степень окисления атома в соединении : P в H3PO4.

4. Изобразить структурную формулу соединения Ca(HSO3)2.

Вариант № 1. Составить электронную формулу и графическую схему (с помощью ячеек) атома в основном состоянии и иона. Определить число неспаренных и валентных электронов.

Для электрона, указанного в скобках, назвать возможные значения квантовых чисел : Mo, Mo3+, (4p).

2. Объяснить возможность образования частицы (1) с позиции методов ВС и МО.

Изобразить орбитальные диаграммы молекул (2) и (3) : 1) O2, 2) F2, 3) H2S.

3. Определить валентность и степень окисления атома в соединении : P в H3PO2 (кислота одноосновная).

4. Изобразить структурную формулу соединения K2Cr2O7.

Вариант № 1. Составить электронную формулу и графическую схему (с помощью ячеек) атома в основном состоянии и иона. Определить число неспаренных и валентных электронов.

Для электрона, указанного в скобках, назвать возможные значения квантовых чисел : Cu, Cu2+, (2p).

2. Объяснить возможность образования частицы (1) с позиции методов ВС и МО.

Изобразить орбитальные диаграммы молекул (2) и (3) : 1) N2, 2) BF3, 3) H2Se.

3. Определить валентность и степень окисления атома в соединении : P в H3PO3 (кислота двухосновная).

4. Изобразить структурную формулу соединения Na2HPO4.

МОДУЛЬ Вариант № 1. Равновесие реакции H2(г) + Br2(г) 2НBr(г) установилось при следующих концентрациях:

[H2]=0.5; [Br2]=0.1; [HBr]=1.6 моль / л. Вычислить исходные концентрации водорода и брома.

2. В каком направлении сместится равновесие реакции 2CO + 2H2 СН4 + СО2, если концентрации всех реагирующих веществ уменьшить в 3 раза.

3. Как изменится скорость реакции при повышении температуры от 600 до 1000С, температурный коэффициент реакции равен 2.

4. Рассчитайте тепловой эффект протекающей при стандартных условиях реакции 2СО(г) + 2Н2(г) СО2(г) + СН4(г), если известны тепловые эффекты следующих реакций:

СО(г) + 1/2О2(г) СО2(г), Н2(г) + 1/2О2(г) Н2О(г), СН4(г) + 2О2(г) СО2(г) + 2Н2О(ж), 5. Воспользовавшись данными справочника, определите возможен ли процесс в стандартных условиях.

2Н2S(г) + 3O2(г) 2SO2(г) + 2Н2О Какова роль энтальпийного и энтропийного факторов в направлении данного процесса?

Вариант № 1. При смешении оксида азота (II) и кислорода в закрытом сосуде равновесие реакции 2NO(г) + О2(г) N2O4(г) установилось при следующих концентрациях: [NO]=0.06; [О2]=0.1;

[N2O4]=0.12 моль / л. Рассчитать константу равновесия и исходные концентрации.

2. Как изменится скорость прямой и обратной реакции в системе 2SO2 + O2 2SO3, если уменьшить объем системы в 2 раза. Сместится ли при этом равновесие в системе?

3. При повышении температуры на 200 скорость реакции возросла в 9 раз. Чему равен температурный коэффициент этой реакции и во сколько раз увеличится ее скорость при повышении температуры на 300.

4. Рассчитайте тепловой эффект протекающей при стандартных условиях реакции Fe2O3(кр) + 3СО(г) 2Fe(кр) + 3СО2(г), если известны тепловые эффекты следующих реакций:

CО(г) + 1/2О2(г) СО2(г), 2Fe(кр) + 3/2О2(г) Fe2O3(кр), 5. Воспользовавшись данными справочника, определите возможен ли процесс в стандартных условиях.

SO2(г) + 2Н2S(г) 3S(ромб) + 2Н2О(ж) Какова роль энтальпийного и энтропийного факторов в направлении данного процесса.

Вариант № 1. В состоянии равновесия системы N2(г) + 3Н2(г) 2 NH3(г) концентрации участвующих в ней веществ составляют: [N2]=0.01; [H2]=3.6; [NH3]=0.4 моль / л. Вычислить исходные концентрации азота и водорода.

2. На основании принципа Ле-Шателье определите, увеличится ли выход продуктов при одновременном понижении температуры и давления в системах:

а) С(тв.) + О2(г) = СО2(г) (Н0).

3. Как уменьшится скорость реакции 2NO + O2 2NO2, если объем системы уменьшить в раз.

4. Рассчитайте тепловой эффект протекающей при стандартных условиях реакции СО2(г) + Н2(г) СО(г) + Н2О(г), если известны тепловые эффекты следующих реакций:

2СО(г) + О2(г) 2СО2(г), 2Н2(г) + О2(г) 2Н2О(г), 5. Воспользовавшись данными справочника, определите возможен ли процесс в стандартных условиях.

СО2(г) + Н2(г) CО(г) + Н2О(г) Какова роль энтальпийного и энтропийного факторов в направлении данного процесса?

МОДУЛЬ Вариант № 1. При растворении 1 моль КNO3 в 1 литре воды температура замерзания понизилась на 3,010С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в этом растворе.

2. Определить pH а) 0,125М раствора НCl и б) 0,01М раствора CH3COOH. (Kдисс.=1,7510-5).

3. Растворимость PbBr2 при 180С равна 2,710-2 моль/л. Вычислить произведение растворимости этой соли.

4. Найти активность ионов Fe3+ в растворе, содержащем в 1литре 0,4 г Fe2(SO4)3 и 0,1625 г FeCl3.

Вариант № 1. При какой температуре должен замерзать раствор, содержащий 2 моль NaCl на 1000 г воды, если кажущаяся степень диссоциации NaCl в этом растворе равна 70% (Ккр.=1,86).

2. Осмотическое давление 0,04М раствора электролита равно 2,15 атм. при 00С. Кажущаяся степень диссоциации электролита в этом растворе равна 70%. На сколько ионов диссоциирует молекула электролита.

3. Вычислить концентрацию ионов водорода и pH 0,02М раствора сернистой кислоты H2SO3, учитывая первую ступень диссоциации, для которой Kдисс.=1,710-2.

4. Произведение растворимости CaCO3 равно 1,710-8. Сколько граммов карбоната кальция содержится в 1 литре насыщенного раствора.

Вариант № 1. При какой температуре начнет замерзать раствор, содержащий 50 г NaOH в 500 г воды, если кажущаяся степень диссоциации NaOH в этом растворе равна 60% (Ккр.=1,86).

2. Вычислить pH 0,01М раствора уксусной кислоты, степень диссоциации которой в этом растворе равна 4,2%.

3. Растворимость CaCO3 при 180С равна 2,710-2моль/л. Вычислить произведение растворимости этой соли.

4. Найти активность ионов Ca2+ в 0,005m растворе Ca(NO3)2.

Вариант № 1. Написать реакции в молекулярной и ионной формах 2. Написать в молекулярной и ионной форме уравнения гидролиза солей и указать реакцию среды в их водных растворах:

Fe2(SO4)3(кр) + Na2CO3(р) + H2O(ж) AlCl3(р) + (NH4)2S(р) + H2O(ж) 3. Уравнять протекающие в водном растворе окислительно-восстановительные реакции методом электронно-ионных уравнений:

KMnO4 + H2SO4 +KI MnSO4 +K2SO4 +I2+H2O FeSO4 + HNO3+H2SO4 Fe2(SO4)3 +NO +H2O Вариант № 1. Написать реакции в молекулярной и ионной формах 2. Написать в молекулярной и ионной форме уравнения гидролиза солей и указать реакцию среды в их водных растворах:

Cr2(SO4)3(р) +(NH4)2S(р) + H2O(ж) CuSO4(р) + Na2CO3(р) + H2O(ж) 3. Уравнять протекающие в водном растворе окислительно-восстановительные реакции методом электронно-ионных уравнений:

KMnO4+H2SO4+KNO2MnSO4+KNO3+K2SO4+H2O Fe + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O Вариант № 1. Написать реакции в молекулярной и ионной формах 2. Написать в молекулярной и ионной форме уравнения гидролиза солей и указать реакцию среды в их водных растворах:

Al2(SO4)3(р) + K2S(р) + H2O(ж) CuSO4(р) + NaCH3COO(р) + H2O(ж) 3. Уравнять протекающие в водном растворе окислительно-восстановительные реакции методом электронно-ионных уравнений:

KMnO4+H2SO4+H2S MnSO4+ S +K2SO4 +H2O KMnO4+HNO2+H2SO4 MnSO4 + HNO3 + K2SO4+H2O МОДУЛЬ Вариант № 1. Назвать соединения, указать комплексообразователь, его степень окисления и координационное число в соединениях:

[Cr(NH3)3(H2O)Br2]NO3; [Cr(NH3)3(NO2)3] 2. Написать формулы соединений:

гексацианоферрат(II) калия; иодид бромопентамминкобальта(III) 3. Написать уравнения реакции получения следующего комплексного соединения и выражения для константы неустойчивости комплексного иона:

K4[Fe(CN)6] Вариант № 1. Назвать соединения, указать комплексообразователь, его степень окисления и координационное число в соединениях:

[Co(NH3)5SO4]NO2; K4[Fe(CN)6] 2. Написать формулы соединений:

cульфат карбонатотетрамминхрома(III); тетрароданоплатинат(II) натрия 3. Написать уравнения реакции получения следующего комплексного соединения и выражения для константы неустойчивости комплексного иона:

H[AuCl4] Вариант № 1. Назвать соединения, указать комплексообразователь, его степень окисления и координационное число в соединениях:

[Pt(NH3)2Cl2]; [Co(NH3)6]Br 2. Написать формулы соединений:

cульфат пентамминакваникеля(II); гексафторохромат(II) гексаквахрома(III) 3. Написать уравнения реакции получения следующего комплексного соединения и выражения для константы неустойчивости комплексного иона:

K2[PtCl4] МОДУЛЬ Вариант № 1. Сравнительная характеристика s2p5-элементов. Строение атомов. Степени окисления.

Типы соединений. Изменение кислотно-основных свойств. Примеры реакций.

2. Сера. Строение атома. Получение в элементарном состоянии. Сероводород, сульфиды, полисульфиды. Оксиды и кислородосодержащие кислоты серы. Сила кислот, устойчивость, окислительно-восстановительные свойства. Примеры реакций.

3. Определить продукты и уравнять реакции:

Na2CO3 + AlCl3 + H2O … ; S + H2SO4 … ;

Вариант № 1. Сера. Строение атома. Получение в элементарном состоянии. Сероводород, сульфиды, полисульфиды. Оксиды и кислородосодержащие кислоты серы. Сила кислот, устойчивость, окислительно-восстановительные свойства. Примеры реакций.

2. Сравнительная характеристика s2p3 -элементов. Строение атомов. Степени окисления.

Типы соединений. Изменение кислотно-основных свойств. Примеры реакций.

3. Определить продукты и уравнять реакции:

ClO2 + KOH … ; MnO2 + HBr … ; SeO2 + SO2 … ;

Na2SiO3 + H2O … ; S + HNO3 ….

Вариант № 1. Сравнительная характеристика халькогенов. Строение атомов. Устойчивость различных степеней окисления. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства соединений. Примеры реакций.

2. Азот. Соединения азота, строение молекул. Кислородосодержащие кислоты.

Взаимодействие азотной кислоты с металлами, неметаллами, сложными соединениями.

3. Определить продукты и уравнять реакции:

CuCl2 + Na2CO3 + H2O … ; NaCl(кр) + H2SO4(конц) … ;

МОДУЛЬ Вариант № 1. Алюминий. Области применения. Химические свойства металла.

2. Железо. Степени окисления, примеры соединений в данных степенях окисления. Привести уравнения реакций, при помощи которых можно определить наличие в растворе ионов Fe2+ и Fe3+.

3. Закончить уравнения реакций:

K2SO3 + H2SO4 ….

Вариант № 1. Химические свойства титана. Отношение металла к кислотам.

2. Характерные степени окисления марганца. Окислительные свойства перманганатов в зависимости от рН среды.

3. Закончить уравнения реакций:

KI + H2SO4 ….

Вариант № 1. Бериллий, магний. Взаимодействие металлов с водой, кислотами, щелочами. Характер гидроокисей бериллия и магния.

2. Гидроксид меди (II) растворим в разбавленных кислотах и растворах аммиака. Каково принципиальное различие протекающих при этом реакций? Написать соответствующие уравнения.

3. Закончить уравнения реакций:

MnSO4 + PbO2 + H2SO4 …, ZnSO4 + Na2CO3 + H2O…, FeCl3 + Br2 + NaOH....

Модуль Вариант № 1. Составить электронную формулу и графическую схему (с помощью ячеек) атома в основном состоянии и иона. Определить число неспаренных и валентных электронов для атома. Для электрона, указанного в скобках, назвать возможные значения квантовых чисел.

Cr, Cr3+ (3d) 2. Как изменяются значения первых энергий ионизации атомов элементов первой группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева.

3. Объяснить возможность образования частицы (1) с позиции метода валентных связей.

Изобразить орбитальные диаграммы молекул (2) и (3).

F2 (1); N2 (2); H2O (3) 4. Определить валентность и степень окисления (окислительное число) атома в соединении:

фосфора в Н3PO2 (кислота одноосновная);

серы в Н2S2O3, учитывая, что атом серы заменяет один атом кислорода в H2SO4.

5. Какие силы действуют между молекулами, какова их энергия в сравнении с энергией химической связи?

Вариант № 1. Составить электронную формулу и графическую схему (с помощью ячеек) атома в основном состоянии и иона. Определить число неспаренных и валентных электронов для атома. Для электрона, указанного в скобках, назвать возможные значения квантовых чисел.

Mo, Mo3+ (4p) 2. Значения первых энергий ионизации атомов элементов I группы ПСЭ соответственно равны (в эВ): Li – 5,4; Cs – 3,9; Cu – 7,7; Ag – 9,2. Чем объяснить различный ход изменения значений первых энергий ионизации в подгруппах?

3. Объяснить возможность образования частицы (1) с позиции метода валентных связей.

Изобразить орбитальные диаграммы молекул (2) и (3).

O2 (1); F2 (2); H2S (3) 4. Определить валентность и степень окисления (окислительное число) атома в соединении:

фосфора в H3PO3 (кислота двухосновная);

кремния в SiF4.

5. Межмолекулярная водородная связь. Как влияет водородная связь на температуру плавления, кипения и теплоту парообразования веществ? Объяснить причину этого.

Вариант № 1. Составить электронную формулу и графическую схему (с помощью ячеек) атома в основном состоянии и иона. Определить число неспаренных и валентных электронов для атома. Для электрона, указанного в скобках, назвать возможные значения квантовых чисел.

Cu, Cu2+ (2p) 2. Как изменяются атомные радиусы у элементов второго и третьего периодов?

3. Объяснить возможность образования частицы (1) с позиции метода валентных связей.

Изобразить орбитальные диаграммы молекул (2) и (3).

N2 (1); BF3 (2); H2Se (3) 4. Определить валентность и степень окисления (окислительное число) атома в соединении:

серы в H2S2O7.

Может ли валентность быть отрицательной или равной нулю?

5. Дать характеристику каждому из агрегатных состояний вещества.

Вариант № 1. Составить электронную формулу и графическую схему (с помощью ячеек) атома в основном состоянии и иона. Определить число неспаренных и валентных электронов для атома. Для электрона, указанного в скобках, назвать возможные значения квантовых чисел.

Ag, Ag+ (4d) 2. Объяснить ход изменений энергии ионизации (в эВ) в ряду: Mg – Al – Si:

3. Объяснить возможность образования частицы (1) с позиции метода валентных связей.

Изобразить орбитальные диаграммы молекул (2) и (3).

H2 (1); Br2 (2); CH4 (3) 4. Определить валентность и степень окисления (окислительное число) атома в соединении:

кислорода в Н2О2.

Почему для хлора и брома более характерны нечётные валентности?

5. Каковы отличительные особенности газообразного состояния вещества. Дать определение понятия «сублимация».

Вариант № 1. Составить электронную формулу и графическую схему (с помощью ячеек) атома в основном состоянии и иона. Определить число неспаренных и валентных электронов для атома. Для электрона, указанного в скобках, назвать возможные значения квантовых чисел.

Pd, Pd2+ (4s) 2. Объясните немонотонность изменения первой энергии ионизации в ряду атомов элементов второго периода:

3. Объяснить возможность образования частицы (1) с позиции метода валентных связей.

Изобразить орбитальные диаграммы молекул (2) и (3).

NO+ (1); HF (2); NH3 (3) 4. Определить валентность и степень окисления (окислительное число) атома в соединении:

углерода в НСОН.

5. Температура кипения (Ткип, К) благородных газов: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn соответственно равны: 4, 27, 87, 120, 165, 211. Чем объяснить повышение температуры кипения с возрастанием порядкового номера атома благородного газа?

Модуль Вариант № 1. Воспользовавшись табл. данными по стандартным теплотам образования ионов в водном растворе и известной теплоте образования кислоты (fН0(298)кДж/моль), рассчитать тепловой эффект реакции нейтрализации слабой кислоты сильным основанием, а так же rS0, rG0(298), кДж/моль:

HClO(р) fН0(298) = - 116,4 кДж/моль.

2. При нагревании оксида азота (IV) в закрытом сосуде до некоторой температуры равновесие реакции 2 NO2 (г) = 2 NO (г) + О2 (г) установилось при следующих концентрациях:

[NO2] = 0,07; [О2] = 0,13 моль/л. Рассчитать константу равновесия и исходную концентрацию оксида азота (IV).

3. Найти значение константы скорости реакции А + В АВ, если при концентрациях веществ А и В, равных соответственно, 0,06 и 0,02 моль/л, скорость реакции равна 6·10- моль/(л·мин).

4. В какую сторону сместится равновесие реакции FeCl3 + NH4CNS Fe(CNS)3 + 3 NH4Cl, если к смеси добавить FeCl3.

5. При 713 К константа равновесия диссоциации HI равна 0,017. Найдите число молей H2, I2, HI в состоянии равновесия, если вначале было взято 2 моля HI. Объём сосуда, в котором происходит реакция, равен 5 л.

Вариант № 1. Воспользовавшись табл. данными по стандартным теплотам образования ионов в водном растворе и известной теплоте образования кислоты (fН0(298)кДж/моль). Рассчитать тепловой эффект реакции нейтрализации слабой кислоты сильным основанием, а так же rS0, rG0(298), кДж/моль:

HCH3COO(р) fН0(298) = - 488,3 кДж/моль.

2. При смешении оксида углерода (II) и водорода в закрытом сосуде равновесие реакции СО (г) + 2 Н2 (г) = СО2 (г) + СН4 (г) установилось при следующих концентрациях: [СО] = 0,05; [ Н2] = 0,15; [ СО2] = 0,13 моль/л. Рассчитать константу равновесия и исходную концентрацию Н2.

3. Во сколько раз изменится скорость химической реакции 2А + В А2В, если концентрацию вещества А увеличить в 3 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в раза.

4. В какую сторону сместится равновесие реакции FeCl3 + NH4CNS Fe(CNS)3 + NH4Cl, если к смеси добавить Fe(CNS)3.

5. В состоянии равновесия системы СО2 + Н2 СО + Н2О реакционная смесь имела объёмный состав: 22% СО2, 41% Н2, 17% СО, 20% Н2О. Вычислить Кр и Кс для этой реакции при 1900 К и давлении 98500 Па.

Вариант № 1. Воспользовавшись табл. данными по стандартным теплотам образования ионов в водном растворе и известной теплоте образования кислоты (fН0(298)кДж/моль), рассчитать тепловой эффект реакции нейтрализации слабой кислоты сильным основанием, а так же rS0, rG0(298), кДж/моль:

HNO2(р) fН0(298) = - 118,8 кДж/моль.

2. В системе Сl2 (г) + СO (г) = СOCl2 (г) равновесные концентрации веществ [Сl2] = 0,4;

[СO] = 0,3; [ СOCl2] = 1,4 моль/л. Вычислить константу равновесия и начальные концентрации Сl2 и СO.

3. Во сколько раз следует увеличить концентрацию В2 в системе 2А2 (г) + В2(г) 2А2В (г), чтобы при уменьшении концентрации вещества А в 4 раза скорость прямой реакции не изменилась?

4. В какую сторону сместится равновесие реакции 2NO2 N2O4 при увеличении давления?

5. Константа равновесия Кр для реакции 2SO2 (г) + O2 (г) = 2SO3 (г) при 950 К равна 1,06·10-2.

Найти Кс для этой реакции.

Вариант № 1. Воспользовавшись табл. данными по стандартным теплотам образования ионов в водном растворе и известной теплоте образования кислоты (fН0(298)кДж/моль), рассчитать тепловой эффект реакции нейтрализации слабой кислоты сильным основанием, а так же rS0, rG0(298), кДж/моль:

HCN(р) fН0(298) = - 105,4 кДж/моль.

2. Равновесные концентрации компонентов реакции H2 (г) + I2(г) = 2 HI (г) составили [H2] = 0,24; [I2] = 0,06; [HI] = 0,2 моль/л. Вычислить константу равновесия и начальные концентрации исходных веществ.

3. Найти значение константы скорости реакции 2А + В А2В, если при концентрациях веществ А и В, равных соответственно, 0,05 и 0,02 моль/л, скорость реакции равна 7·10-6.

4. В какую сторону сместится равновесие реакции 2NO2 N2O4 при уменьшении давления?

5. Объёмный состав реакционной смеси в момент равновесия для реакции 2 СО2 2 СО + О2 был следующий: 88,72% СО2, 7,52 % СО, 3,76 % О2. Вычислить Кр и Кс для этой реакции при 2273 К и давлении 101330 Па.

Вариант № 1. Воспользовавшись табл. данными по стандартным теплотам образования ионов в водном растворе и теплоте образования кислоты H2S, рассчитать тепловые эффекты постадийной нейтрализации слабой двухосновной сероводородной кислоты сильным основанием, а так же rS0, rG0(298), кДж/моль. По результатам расчетов сделать вывод – какая из стадий является более предпочтительной?

2. Равновесие реакции 2 SO2 (г) + O2 (г) = 2 SO3 (г) установилось при концентрациях [SO2] = 0,06; [O2] = 0,028; [SO3] = 0,48 моль/л. Вычислить константу равновесия и начальные концентрации исходных веществ.

3. Во сколько раз изменится скорость химической реакции 2А + В А2В, если концентрацию вещества А увеличить в 2 раза, а концентрацию вещества В уменьшить в раза.

4. В какую сторону сместится равновесие реакции N2(г) + O2(г) 2 NO(г) rH0(298)= кДж/моль, если увеличить температуру?

5. При 600 К константа равновесия диссоциации HCl равна 0,02. Найдите число молей H2, Cl2, HCl в состоянии равновесия, если в начале было взято 6 моль HCl. Объём сосуда, в котором происходит реакция, равен 10 л.

Модуль Вариант № 1. Вычислить рН раствора, полученного разбавлением 25 мл 10 % раствора HCl с плотностью 1,05 г/мл до 500 мл.

2. Сколько растворенных частиц (молекул и ионов) содержится в 0,5 л 0,1 М раствора HNO2? Kд (HNO2) = 5,1·10- 3. Определить ионную силу и активность ионов в растворе, содержащем 0,282 г Na3PO4 на 500 г воды.

4. В 500 мл насыщенного раствора PbF2 содержится 245 мг растворённого вещества.

Вычислить ПР. Как сместится равновесие (изменится растворимость), если к насыщенному раствору PbF2 добавить CaF2?

5. В 1 литре 0,01 М раствора уксусной кислоты содержится 6,26·1021 её частиц (молекул и ионов). Определите степень диссоциации уксусной кислоты.

Вариант № 1. Определить рН 0,12 М раствора NaOH.

2. Вычислить степень диссоциации и концентрацию ионов Н+ в 0,001 М растворе масляной кислоты. Kд (C4H7O2H) =1,5·10- 3. Рассчитайте активность ионов Cu2+ в растворе, содержащем 1,6 г CuSO4 и 1,74 г K2SO на 200 г воды.

4. В 1 мл раствора сульфата бария содержится 0,001 мг ионов бария. Является ли раствор насыщенным? ПР (BaSO4)= 1,1·10-10. Как сместится равновесие (изменится растворимость), если к насыщенному раствору BaSO4 добавить CaF2?

5. Изотонический коэффициент 1 М раствора HNO2 равен 1,03. Сколько растворённых частиц (молекул и ионов) содержится в 10 мл этого раствора? Какова степень диссоциации HNO2?

Вариант т № 1. Определить рН 0,05 М раствора муравьиной кислоты (НСООН), если ее константа диссоциации равна 1,8·10-4.

2. Степень диссоциации уксусной кислоты в 1; 0,1; 0,01 М растворах соответственно равна 0,42; 1,34; 4,25 %. Вычислите константу диссоциации уксусной кислоты.

3. Определить коэффициент активности ионов водорода в 0,005 М растворе H2SO4, содержащем 0,001 моль/л HNO3. Степень диссоциации H2SO4 принять равной 90%.

4. Определить растворимость Fe(OH)3 в моль/л и г/л при 250С, если ПР (Fe(OH) 3) = 3,2·10Как сместится равновесие (изменится растворимость), если к насыщенному раствору Fe(OH) 3 добавить NaOH ?

5. Эффективное число растворённых частиц (молекул и ионов) в 100 мл 1 М раствора HNO2 равно 6,2·1022. Определить степень диссоциации HNO2?

Вариант № 1. Степень диссоциации угольной кислоты (Н2СО3) по первой ступени в 0,1 М растворе равна 2,11·10-3. Найти константы по первой и второй ступени диссоциации, если общая константа диссоциации равна 2,08·10-17.

2. Как изменится концентрация ионов ОН- в 1н растворе NH3·H2O (NH4OH), если к 0,5 л раствора добавить 2,675 г хлорида аммония, кажущаяся степень диссоциации которого равна 85%. Kд (NH3·H2O) = 1,77·10- 3. Вычислите рН раствора, полученного разбавлением 50 мл 10% раствора HCl с плотностью 1,05 г/мл до 500 мл.

4. Определить растворимость Ag2CO3 в моль/л и г/л при 250С, если ПР (Ag2CO3) = 1,2·10Как сместится равновесие (изменится растворимость), если к насыщенному раствору Ag2CO3 добавить AgNO3 ?

5. Изотонический коэффициент для раствора, содержащего 179 г KBr в 900 г Н2О, равен 1,7. Определить давление водяного пара над этим раствором при 500С. Давление растворителя равно 12335 Па.

Вариант № 1. Рассчитать ионную силу раствора, содержащего в 1 литре 0,05 моль NaCl, 0,02 моль Na2SO4 и 0,02 моль NaNО3.

2. Во сколько раз уменьшится концентрация ионов Н+, если к 1 л 0,005 М раствора уксусной кислоты добавить 0,05 моль ацетата натрия Kд(CH3COOH) = 1,75·10- 3. Чему равна концентрация раствора уксусной кислоты, рН которого равно 5,2?

Kд(CH3COOH) = 1,74·10- 4. В 500 мл насыщенного раствора PbF2 содержится 245 мг растворённого вещества.

Вычислить ПР. Как сместится равновесие (изменится растворимость), если к насыщенному раствору PbF2 добавить CaCl2?