МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ивановский государственный химико-технологический университет»

Факультет Химической техники и кибернетики

Кафедра неорганической химии

«УТВЕРЖДАЮ»

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

Рабочая учебная программа дисциплины «Химия»

Направление подготовки 151000 Технологические машины и оборудование Профиль подготовки Технологические машины и оборудование химических производств Технологические машины и оборудование пищевых производств Квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения очная Иваново 1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины является теоретическая и практическая подготовка студентов по основным (фундаментальным) разделам химии с учетом современных тенденций развития химической науки, что обеспечивает решение выпускником задач будущей профессиональной деятельности.

Задачами 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;

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;

способов определения состава веществ и их количества различными методами;

современных тенденций развития химии и материаловедения (включая синтетические полимерные материалы).

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина относится к базовым естественнонаучным дисциплинам и основывается на знаниях, полученных 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 усвоения 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 вещества и энергии, постоянства состава, кратных отношений, простых объёмных отношений, Авагадро, 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.

владеть:

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 химии как предшествующей составляет основу дальнейшего освоения следующих дисциплин: «Материаловедение», «Экология», «Техническая термодинамика и теплотехника», «Технология конструкционных материалов», «Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии», «Общая химическая технология».

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:

общекультурные компетенции (ОК) способен к целенаправленному применению базовых знаний в области математических, естественных, гуманитарных и экономических наук в профессиональной деятельности (ОК-9).

профессиональные компетенции (ПК):

умеет применять методы стандартных испытаний по определению физикохимических свойств и технологических показателей используемых материалов и готовых изделий (ПК-7).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен 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 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 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 элементов.

4. Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 288 часов.

Аудиторные занятия (всего) В том числе:

Самостоятельная работа (всего) В том числе:

5. Содержание дисциплины 5.1. Содержание разделов (модулей) дисциплины Значение химии в изучении природы и развитии техники. Химия как раздел естествознания – наука о веществах и их превращениях. Понятие о материи, веществе и поле. Предмет химии и связь ее с другими науками. Специфическое значение химии в технологических и экономических вопросах отраслей народного хозяйства. Химия и охрана окружающей среды. Основные химические понятия и законы в свете современной диалектико-материалистической философии. Законы сохранения и взаимосвязи массы и энергии. Стехиометрические законы и атомно-молекулярные представления. Химический эквивалент. Молекулярные и атомные массы.

Строение атомов и систематика химических элементов. Основные сведения о строении атомов. Состав атомных ядер. Изотопы. Современное понятие о химическом элементе. Электронные оболочки атомов. Постулаты Бора. Двойственная корпускулярноволновая природа электрона. Характеристика поведения электронов в атомах. Размещение электронов в атомах. Электронные аналоги. Нормальное и возбужденное состояние атомов.

Периодическая система элементов Д.И. Менделеева. Диалектический характер периодического закона. Экспериментальное обоснование периодической системы.

Общенаучное значение периодического закона. Изменение свойств химических элементов.

Электроотрицательность. Окисление и восстановление.

Химическая связь. Образование молекул из атомов. Основные виды и характеристики химической связи. Основные представления о ковалентной связи. Валентность химических элементов. Метод валентных связей. Насыщаемость и направленность ковалентных связей.

Гибридизация электронных орбиталей. Полярность связи. Метод молекулярных орбиталей.

Ионная связь. Степень окисления. Координационное число. Строение простейших молекул.

Электрическая полярность молекул и ее количественная характеристика.

Типы взаимодействия молекул. Конденсированное состояние вещества. Агрегация однородных молекул. Конденсация паров и полимеризация. Вандерваальсовы силы.

Водородная связь. Агрегация разнородных молекул. Комплексообразование. Донорноакцепторный механизм образования связи в комплексных соединениях.

Строение кристаллов. Особенности кристаллического состояния вещества.

Кристаллические системы. Типы кристаллических решеток. Металлическая связь. Реальные кристаллы. Свойства веществ в различных состояниях. Особенности свойств поверхности жидких и твердых тел.

Модуль 2 «Основные закономерности протекания химических процессов»

Энергетика химических процессов и химическое сродство. Энергетические эффекты химических реакций. Внутренняя энергия и энтальпия. Термохимические законы. Энтальпия образования химических соединений. Энергетические эффекты при фазовых переходах.

Термохимические расчеты. Энтропия и ее изменение при химических процессах и фазовых переходах. Энергия Гиббса и ее изменение при химических процессах.

Химическая кинетика и равновесие в гомогенных системах. Скорость химических реакций. Гомогенные и гетерогенные системы. Зависимость скорости гомогенных реакций от концентрации реагирующих веществ. Закон действия масс. Зависимость скорости гомогенных реакций от температуры. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.

Химическое равновесие в гомогенных системах. Ускорение гомогенных реакций.

Гомогенный катализ. Цепные реакции. Фотохимические реакции. Радиационно-химические реакции.

Химическая кинетика и равновесие в гетерогенных системах. Фазовые переходы и равновесия. Скорость гетерогенных химических реакций. Химическое равновесие в гетерогенных системах. Основные факторы, определяющие направление реакций и химическое равновесие. Принцип Ле Шателье. Правило фаз.

Различные виды сорбции. Адсорбционное равновесие. Гетерогенный катализ.

Модуль 3 «Растворы и другие дисперсные системы. Электрохимические процессы.»

Основные характеристики растворов и других дисперсных систем. Общие понятия о растворах и дисперсных системах. Классификация дисперсных систем. Способы выражения состава растворов и других дисперсных систем. Растворимость.

Изменение энтальпии и энтропии при растворении. Плотность и давление паров растворов. Фазовые превращения в растворах. Осмотическое давление. Общие вопросы физико-химического анализа.

Водные растворы электролитов. Особенности воды как растворителя.

Электролитическая диссоциация; два вида электролитов. Характеристика поведения электролитов. Свойства растворов электролитов. Сильные и слабые электролиты.

Электролитическая диссоциация комплексных соединений.

Ионные реакции и равновесия. Произведение растворимости. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель. Гидролиз солей. Теория кислот и оснований.

Амфотерные электролиты.

Твердые растворы. Образование твердых растворов. Виды твердых растворов.

Свойства различных твердых растворов.

Гетерогенные дисперсные системы. Агрегативная и кинетическая устойчивость гетерогенных дисперсных систем. Образование гетерогенных дисперсных систем.

Грубодисперсные системы – суспензии, эмульсии, пены. Поверхностно-активные вещества и их влияние на свойства дисперсных систем.

Структура и электрический заряд коллоидных частиц. Свойства лиофобных и лиофильных коллоидных систем. Образование и свойства гелей.

Электрохимические процессы. Окислительно-восстановительные реакции;

составление уравнений. Гетерогенные окислительно-восстановительные и электрохимические процессы. Законы Фарадея.

Понятие об электродных потенциалах. Гальванические элементы. Электродвижущая сила и ее измерение. Стандартный водородный электрод и водородная шкала потенциалов.

Потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов.

Кинетика электродных процессов. Поляризация и перенапряжение.

Концентрационная и электрохимическая поляризация.

Первичные гальванические элементы, электродвижущая сила, напряжение и емкость элементов. Топливные элементы.

Электролиз. Последовательность электродных процессов. Выход по току. Электролиз с нерастворимыми и растворимыми анодами. Практическое применение электролиза:

получение и рафинирование металлов, нанесение гальванических покрытий, Получение водорода, кислорода и других продуктов. Аккумуляторы.

Коррозия и защита металлов. Основные виды коррозии. Вред, наносимый коррозией народному хозяйству. Классификация коррозионных процессов. Химическая коррозия металлов. Электрохимическая коррозия металлов.

Борьба с коррозией металлов. Изыскание коррозионно-стойких материалов. Методы защиты металлов от коррозии. Изоляция металлов от агрессивной среды; защитные покрытия. Электрохимические методы защиты (протекторная, катодная и анодная защита).

Изменение свойств коррозионной среды; ингибиторы коррозии. Экономическое значение защиты металлов от коррозии.

Модуль 4 «Общая характеристика химических элементов и их соединений»

Свойства химических элементов и простых веществ. Химические элементы в периодической системе. Классификация элементов по химической природе. Классификация простых веществ. Аллотропия, полиморфизм. Физические свойства простых веществ.

Химические свойства простых веществ.

Соединения химических элементов. Общий обзор соединений элементов и характер химической связи в них. Простые соединения водорода: простые кислоты, гидриды.

Соединения галогенов – галогениды. Соединения кислорода – оксиды и гидроксиды.

Сульфиды, нитриды, карбиды.

Комплексные соединения. Атомы и ионы как комплексообразователи. Различные типы лигандов и комплексных соединений. Соединения комплексных анионов. Соединения комплексных катионов и нейтральные комплексы.

Модуль 5 «Химия конструкционных материалов»

Общие свойства металлов и сплавов. Физические свойства металлов. Химические свойства металлов. Взаимодействий различных металлов. Физико-химический анализ металлических сплавов. Интерметаллические соединения и твердые растворы металлов.

Получение металлов. Распространение и формы нахождения металлических элементов в природе. Извлечение металлов из руд. Основные методы восстановления металлов. Получение чистых и сверхчистых металлов. Вопросы экономики, связанные с получением металлов.

Легкие конструкционные металлы. Проблема легких конструкционных материалов.

Магний и бериллий. Алюминий. Титан. Физические и химические свойства. Соединения.

Распространение и добыча. Использование в технике. Вопросы экономики, связанные с выделением и применением легких металлов.

Металлы групп ванадия, хрома и марганца. Ванадий, ниобий, тантал. Хром, молибден, вольфрам. Марганец. Физические и химические свойства. Соединения. Распространение и добыча. Использование в технике.

Металлы семейства железа и меди. Общая характеристика металлов семейства и их соединений. Железо. Кобальт. Никель. Медь. Физические и химические свойства.

Соединения. Распространение и добыча. Использование в технике. Вопросы экономики, связанные с выделением и применением.

Металлы групп цинка, галия и германия. Цинк, кадмий, ртуть. Галий, индий, таллий.

Олово и свинец. Физические и химические свойства. Соединения. Распространение и добыча. Использование в технике.

Модуль 6 «Элементы органической химии. Элементы аналитической химии и ФХМА»

Органические соединения. Строение и свойства органических соединений. Изомерия.

Особенности свойств органических соединений. Классификация органических соединений.

Углеводороды и галогенпроизводные. Кислород- и азотсодержащие органические соединения.

Органические полимерные материалы. Реакции полимеризации и поликонденсации.

Основные типы реакций полимеризации (радикальная, катионная, анионная и координационная). Методы получения полимерных материалов. Состав, свойства, применение. Представления о стереорегулярном строении полимеров. Современные направления развития химии полимеров. Конструкционные полимерные материалы.

Основные понятия физико-химических методов анализа. Оптические методы анализа, флуоресценция. Физические методы анализа (масс-спектрометрия, рентген-флуоресцентный анализ). Хроматография. Электрохимические методы анализа.

5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами Химия как наука. Строение вещества протекания химических процессов системы. Электрохимические Элементы аналитической химии и 6. Лабораторный практикум 51 час (по модулям) Модуль 1. Лабораторные занятия – 10 час. Предусмотрено выполнение лабораторных работ из приведенного ниже списка:

- определение атомной массы металла;

- определение молекулярной массы газа;

- установление химической формулы (состава) кристаллогидрата;

- приготовление раствора заданной концентрации;

Модуль 2. Лабораторные занятия – 18 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 натрия с серной кислотой.

Модуль 3. Лабораторные занятия – 23 час. Предусмотрено выполнение лабораторных работ из приведенного ниже списка:

- определение кажущейся степени диссоциации сильных электролитов криоскопическим методом;

- определение молярной массы растворенного вещества эбулиоскопическим методом;

- влияние одноименных ионов на диссоциацию слабого электролита;

- определение рН раствора;

- получение и диализ коллоидного раствора;

- определение порога коагуляции золя;

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

Модуль 4. Лабораторные занятия – 10 час. Предусмотрено выполнение лабораторных работ из приведенного ниже списка:

анализ состава двойной или комплексной соли;

получение и свойства координационных соединений;

получение малорастворимых координационных соединений;

химия соединений p-элементов.

Модуль 5. Лабораторные занятия – 16 час. Предусмотрено выполнение лабораторных работ:

- химия соединений легких конструкционных металлов;

- химия соединений тяжелых конструкционных металлов.

- Модуль 6. Лабораторные занятия – 8 час. Предусмотрено выполнение лабораторной - анализ состава раствора.

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 «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.

Реферативная 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 научноаналитического 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 План-оглавление (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.

Коррозия и методы защиты металлов и сплавов Медные сплавы и их применение Неорганические биоматериалы Наноматериалы на основе углерода Ионные жидкости – новый класс экологически чистых растворителей Получение серной кислоты путем гидратации оксида серы Получение хлорной кислоты в процессе электросинтеза Сверхкислоты и сверхоснования Координационные соединения в современной аналитической практике 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 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 Адсорбенты и ионные обменники в процессах очистки природных и сточных вод Новые процессы химического и электрохимического осаждения покрытий на основе металлов, сплавов и композитов Электрохимическое окрашивание анодированного алюминия 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», «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.

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.

Примеры заданий контрольных работ и коллоквиумов 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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?

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?

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:

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?

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?

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.

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?

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.

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.

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.

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 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 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 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] 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] 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] 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 … ;

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 ….

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) … ;

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:

Ti + HNO3 + HCl …, Sn + HNO3(разб) …, CrCl3 + K2S + H2O …, K2Cr2O7 + K2SO3 + H2SO4 ….

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 ….

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 1. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению: Ni+Pb(NO 3 ) 2 =Ni(NO 3 ) 2 +Pb.

Напишите электронные уравнения для анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если [Ni 2 +] = 0,01 моль/л, а [Рb 2+ ] = 0,0001 моль/л.

2. Исходя из значений стандартных электродных потенциалов, выяснить в каком направлении протекает реакция при стандартных условиях Fe2+ + ClO3- + H+ Fe3+ + Cl- + H2O 3. Электролиз раствора нитрата серебра проводили при силе тока 2А в течение 4 ч.

Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса серебра выделилась на катоде и каков объем газа (н. у.), выделившегося на аноде?

1. Какой гальванический элемент называют концентрационным? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из двух серебряных электродов, один из которых опущен в 0,01 н раствор AgNO, а другой в 0,1 н раствор AgNO3.

2. Исходя из значений стандартных электродных потенциалов, выяснить в каком направлении протекает реакция при стандартных условиях NO3- + Fe2+ +H+ NO + Fe3+ + H2O 3. Электролиз раствора сульфата цинка проводили в течение 5 ч, в результате чего выделилось 6 л кислорода (н. у.). Составьте уравнения электродных процессов и вычислите силу тока.

1. При какой концентрации ионов Zn потенциал цинкового электрода на 0,015В меньше его стандартного электродного потенциала?

2. Исходя из значений стандартных электродных потенциалов, выяснить в каком направлении протекает реакция при стандартных условиях Cl2 + Mn2+ + H2O MnO4- +Cl- + H+ 3. При электролизе раствора CuSO4 на аноде выделилось 168 см 3 (н. у.) газа. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, и вычислите, какая масса меди выделилась на катоде.

1. Отражение и рассеяние света. Опалесценция, уравнение Релея.

2.Структурирование в дисперсных системах.

3. Оценить диаметр сферической частицы гидрозоля, если известно, что на высоте 10 мм от начального уровня частичная концентрация золя уменьщится в 3 раза. Плотность 1. 103кг/м3. Температура 270С.

1. Поглощение света. З-н Ламберта –Бера. Окраска ДС.

2. Коагуляционные и конденсационные структуры с фазовыми контактами.

3. Определить удельную поверхность и суммарную площадь поверхности частиц золя серебра, полученного при дроблении 1.2 г серебра на частицы сферической формы с диаметром 10 нм. Плотность серебра- 10500кг/м3.

1. Оптическая анизотропия.

2. Свободно – и связнодисперсные системы. Гелеобразование.

3. В каком порядке следует сливать растворы хлорида кадмия и сульфида аммония, чтобы получить коллоидную систему с частицами заряженными положительно? Напишите формулу мицеллы, назовите ее составные части.

Промежуточная аттестация по итогам освоения дисциплины проводится в виде итогового экзамена (максимум 50 баллов) с учетом рейтинга по дисциплине, полученного по результатам проведения лабораторного практикума и текущего контроля успеваемости (максимум 50 баллов). Итоговый экзамен проводится в две ступени:

1. экзамен в тестовой форме (32 закрытых задания, каждое задание оценивается в балл), на котором студент должен набрать не менее 26 баллов – оценка «удовлетворительно»;

2. письменный экзамен, который проводится по заданиям. Экзаменационный билет включает шесть вопросов. Ответ на каждый вопрос оценивается, исходя из 3 баллов.

Студент на письменном экзамене может набрать до 18 баллов.

Результат экзамена (максимум 50 баллов) определяется как сумма тестовой и письменной частей.

Тест № 1. Плотность паров серы по воздуху составляет 2,21. Какую молекулярную формулу она имеет?

б) S в) S г) S 2. При н.у. равное число молекул содержат 5 г водорода и объем гелия, равный (в л):

а) 22, б) 44, в) 56, г) 3. Подавить гидролиз сульфата магния можно:

а) разбавлением раствора б) нагреванием раствора в) добавлением раствора серной кислоты г) добавлением раствора гидроксида натрия 4. В некоторой реакции температурный коэффициент равен 2. При повышении температуры от 0 до 50 °С скорость этой реакции увеличится в число раз:

б) в) г) 5. Катализ может быть:

а) окислительно-восстановительным б) биологическим в) гомогенным г) гетерогенным 6. К реакциям ионного обмена относится реакция между:

а) гидроксидом калия и соляной кислотой б) магнием и серой в) цинком и соляной кислотой г) хлоридом бария и сульфатом натрия 7. Электролиз – это реакция:

а) обмена б) окислительно-восстановительная в) каталитическая г) соединения 8. Степень диссоциации не зависит от:

а) объема раствора б) природы электролита в) растворителя г) концентрации 9. Дихромат калия обработали сернистым газом в сернокислом растворе, а затем водным раствором сульфида калия. Конечным веществом является:

а) хромат калия б) оксид хрома(III) в) гидроксид хрома(III) г) сульфид хрома(III) 10. Степень окисления атома углерода в гидрокарбонат-ионе равна:

а) + б) – в) + г) + 11. Из перечисленных соединений только окислительную способность проявляют:

а) серная кислота б) сернистая кислота в) сероводородная кислота г) сульфат калия 12. Из перечисленных ниже типов реакций окислительно-восстановительными являются реакции:

а) нейтрализации б) восстановления в) диспропорционирования г) обмена 13. Среди всех элементов главной подгруппы I группы элемент литий обладает:

а) наиболее выраженными металлическими свойствами б) самой маленькой плотностью в) самой большой относительной атомной массой г) наименьшим радиусом атома 14. Порядковый номер элемента с наибольшей электроотрицательностью в 4 группе периодической системы:

б) в) г) 15. Рассчитайте молярную концентрацию раствора сульфата меди с = 10 % и = 1, г/мл.

а) 0, б) 0, в) 0, г) 0, 16. Формула комплексного соединения Fe(CNS)2.4KCNS:

а) K4[Fe(CNS)6] б) [KFe(CNS)4] в) K[FeК(CNS)3](CNS) г) К3[Fe(CNS)6] 17. Истинный раствор не может состоять из:

а) одного компонента б) двух компонентов в) трех компонентов г) четырех компонентов 18. При электролизе расплава гидроксида натрия на аноде выделяется:

а) натрий б) водород в) кислород г) вода 19. Реакция, которая происходит при растворении гидроксида магния в серной кислоте, описывается сокращенным ионным уравнением:

а) Mg2+ + SO42– = MgSO б) H+ + OH– = H2O в) Mg(OH)2 + 2H+ = Mg2+ + 2H2O г) Mg(OH)2 + SO42– = MgSO4 + 2OH– 20. Гидролизу по аниону подвергается соль:

а) хлорид бария б) нитрит калия в) хлорид аммония г) фосфат натрия 21. В четырех сосудах содержится по одному литру 1М растворов перечисленных ниже веществ. В каком растворе содержится больше всего ионов?

а) Сульфат калия б) гидроксид калия в) фосфорная кислота г) этиловый спирт 22. Сокращенное ионное уравнение Al3+ + 3OH– = Al(OH)3 соответствует взаимодействию:

а) хлорида алюминия с водой б) хлорида алюминия с гидроксидом калия в) алюминия с водой г) алюминия с гидроксидом калия 23. Электролит, который не диссоциирует ступенчато, – это:

а) гидроксид магния б) фосфорная кислота в) гидроксид калия г) сульфат натрия 24. Слабым электролитом является:

а) гидроксид бария б) гидроксид алюминия в) плавиковая кислота г) йодоводородная кислота 25. Из перечисленных ниже процессов к химическим реакциям относятся:

а) горение б) кипение в) возгонка г) ржавление 26. Из перечисленных соединений окислительно-восстановительную двойственность проявляют:

а) пероксид водорода б) пероксид натрия в) сульфит натрия г) сульфид натрия 27. Перманганат калия в нейтральной среде восстанавливается до:

а) марганца б) оксида марганца(II) в) оксида марганца(IV) г) манганата калия 28. Найдите рН раствора в 1 л которого содержится 2 г NaOH.

а) 12, б) 10, в) 6, г) 13, 29. Формула тетрахлородиаминкобальтата(III) натрия:

а) Na[Co(NH3)2Cl4] б) Na2[Co(NH3)2Cl4] в) Na3[Co(NH3)2Cl4] г) [NaCr(NH3)2Cl2]Cl 30. 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 31. Уравняйте окислительно-восстановительную реакцию методом полу-реакций и определите сумму стехиометрических коэффициентов:

K2Cr2O7 + HCl Cl2 + CrCl3 + KCl + H2O а) б) в) г) 32. Какие элементы могут быть только окислителями:

а) элементы, находящиеся в высшей степени окисления б) элементы, находящиеся в низшей степени окисления в) элементы, находящиеся в промежуточной степени окисления г) элементы, находящиеся в степени окисления «0»

Тест № 1. Электронная конфигурация атома P и иона P–3:

а) [Ne] 3s23p5, [Ne] 3s23p4;

б) [Ne] 3s23p3, [Ne] 3s23p6;

в) [Ne] 3s23p5, [Ne] 3s23p6;

г) [Ne] 3s23p3, [Ne] 3s23p0.

2. Представьте формулы соединений:

1) гидразин;

2) амид натрия;

3) гидроксиламин;

4) имид натрия.

Ответы: а) NaNH2; б) NH2OH; в) N2H4; г) Na2NH.

3. Какие группы веществ могут быть только окислителями:

а) HNO3, FeCl3, KMnO б) H2O2, NH3, HNO в) Mg, Na2SO3, MnO г) MnCl2, KMnO4, O 4. В реакции KMnO4 + Na2SO3 + H2SO4 MnSO4 + … + K2SO4 + H2O сульфит-ион:

а) окисляется б) восстанавливается в) окисляется и восстанавливается одновременно г) не изменяет своего окислительно-восстановительного состояния 5. Вставьте пропущенные соединения в реакции и укажите сумму стехиометрических коэффициентов:

KMnO4 + H2S + H2SO4 MnSO4 + K2SO4 + … + H2O а) б) в) г) 6. Дитионистой кислоте соответствует формула:

а) H2S2O3;

б) H2SO5;

в) H2S2O4;

г) H2S2O7.

7. Дайте названия кислотам:

1) H4P2O 2) H3PO 3) H4P2O 4) H4P2O Ответы: а) дифосфорная (пирофосфорная); б) фосфорноватая; в) пероксодифосфорная; г) фосфорноватистая.

8. Характерные степени окисления для углерода и кремния:

а) -4, +2, + б) -4, -2, + в) -4, 0, + г) -4, -2, 0, +2, + 9 Ангидридом азотной кислоты является:

а) N2O б) NO в) N2O г) N2O 10. Как изменяется восстановительная активность в ряду S-Se-Te-Po?

а) уменьшается б) не изменяется в) увеличивается 11. Характерные степени окисления для фосфора:

а) -3, -2, -1, 0, + б) 0, +1, + в) -3, -1, +3, + г) -3, +1, +3, + 12. Каким оксокислотам серы отвечают следующие структурные формулы:

а) двусерной и трисульфоновой б) пероксомоносерной и трисульфоновой в) тиосерной и трисульфоновой г) тетратионовой и пероксодисерной 13. Укажите соответствие формул кислот их названиям:

14. Молекулы с одинаковым электронным строением:

а) As б) F в) NO г) PN 15. В атмосфере бурого газа А сгорает простое вещество В, при этом образуются два газообразных вещества – сложное и простое С. Оба эти вещества входят в состав воздуха.

Простое вещество вступает в реакцию соединения с магнием. Определите вещества А, В, С.

а) NO2, S, N б) NO, C, N в) N2O, C, N г) NO, S, N 16. Ангидридом серной кислоты является:

а) SO б) SO в) H2S г) не имеет ангидрида 17. Азотная кислота на свету и при нагревании разлагается на:

а) N2O5, H2O;

б) NO, NO2, H2O;

в) N2O3, H2O г) NO2, O2, H2O.

18. В растворе сероводорода в наибольшем количестве содержится:

а) S2б) HS- в) H2S г) H3S+ 19. Окраска метилоранжа желтая в растворе соли:

а) FeCl б) KNO в) Na2CO г) Ca(NO3) 20. Марганец образует следующие оксиды:

а) MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3, Mn2O б) MnO, Mn2O4, MnO2, MnO3, Mn3O в) MnO, Mn2O3, Mn2O, Mn3O, Mn2O г) MnO, Mn2O4, MnO2, MnO3, Mn2O 21 В ряду H3PO4 – Al(OH)3 – Ga(OH)3 – In(OH)3 – Tl(OH)3 восстановительная активность:

а) уменьшается б) увеличивается в) не изменяется г) нет четко выраженной закономерности 22. Электронная конфигурация 1s22s22p63s23p6 соответствует иону:

а) Sn2+ б) S2в) Cr3+ г) Fe2+ 23. Степень окисления -3 азот проявляет в соединении:

а) (NH4)2CO б) N2O в) HNO г) Al(NO3) 24. Формула высшего оксида хлора:

а) Cl2O б) ClO в) Cl2O г) Cl2O 25. Верны ли следующие утверждения?

1. При обычной температуре углерод инертен.

2. При нагревании углерод является сильным восстановителем.

а) верно только утверждение б) верно только утверждение в) верны оба утверждения г) нет верных утверждений 26. Оксид меди (II) растворяется в:

а) в воде при обычной температуре б) в воде при нагревании в) разбавленных кислотах при нагревании г) разбавленных щелочах 27. Соли аммония а) хорошо растворимы в воде б) термически устойчивы в) мало растворимы в воде г) термически неустойчив 28. При прокаливании нитрата меди образуются а) нитрит меди и кислород б) оксид меди, оксид азота (IV) и кислород в) оксид меди, оксид азота(II) и кислород г) медь, оксид азота(II) и кислород 29. "Царская водка" это смесь а) HNO3 и H2SO б) HNO3 и HCl в) HCl и H2SO г) HNO3 и H2SO 30. Двойной суперфосфат представляет собой а) фосфат кальция б) гидрофосфат кальция в) дигидрофосфат кальция г) нитрат калия 31. Преципитат представляет собой а) фосфат кальция б) гидрофосфат кальция в) дигидрофосфат кальция г) фосфат аммония 32. В каком ряду химические элементы расположены в порядке уменьшения их атомного радиуса:

1. Основные характеристики ковалентной связи (энергия и длина связи, насыщаемость, направленность, кратность).

2. Классификация окислительно-восстановительных реакций. Факторы, влияющие на их протекание: природа реагентов, среда, температура и др. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций.

3. Равновесие реакции 2 SO2 (г) + O2(г) 2SO3(г) установилось при следующих концентрациях: [SO2]=0,05 моль/л; [O2]=0,025 моль/л; [SO3]=0,45 моль/л. Рассчитайте константу равновесия и начальные концентрации оксида серы (IV) и кислорода.

4. Титр раствора серной кислоты 1,25г/мл (р-ра=1,67г/мл). Определите моляльную, молярную концентрации и массовую долю данного раствора.

5. Рассчитайте рН раствора, полученного смешением 25 мл 0,5М раствора HCl, 10 мл 0,5М раствора NaOH и 15мл H2O. Коэффициенты активности ионов принять равными единице.

6. Закончить уравнения реакций, протекающих в растворе, и записать их в ионной форме.

Окислительно-восстановительную реакцию уравнять электронно-ионным методом б) Hg(NO3)2 + KIизб.

д) K2Cr2O7 + K2SO3 + H2SO4 Cr2(SO4)3 +K2SO4 + H2O 1. Гидролиз, как равновесный процесс. Смещение равновесия при гидролизе. Примеры.

2. Энтропия – мера неупорядоченности системы. Критерий направленности процессов в изолированной системе.

3. Температура замерзания раствора, содержащего 0,68г хлорида цинка в 100г воды, равна 0,230С. Рассчитайте кажущуюся степень диссоциации хлорида цинка. Ккр.(Н2О)=1, К/моль.

4. Водный раствор CaCl2 с (CaCl2)=10% имеет плотность =1,04г/мл. Определите молярную долю данного раствора. Рассчитайте объем этого раствора, который потребуется для приготовления 500мл 0,025М раствора.

5. Навеску металла массой 0,94г растворили в соляной кислоте. При этом выделилось 1,17л водорода при н.у. Определите молярную массу эквивалентов металла.

6. Закончить уравнения реакций, протекающих в растворе, и записать их в ионной форме.

Окислительно-восстановительную реакцию уравнять электронно-ионным методом д) Na2MnO4 + H2O2 + H2SO4 MnSO4 + O2 + Na2SO4 + H2O 1. Закон действующих масс – основной закон химической кинетики. Константа скорости химической реакции, ее физический смысл.

2. Диссоциация молекул воды. Водородный и гидроксильный показатели среды.

Индикаторы. Определение рН среды.

3. Определите молекулярную формулу соединения бора с водородом, если масса 1л бороводорода равна массе 1л оксида углерода (II) (объемы газов измерены при н.у.), а содержание бора в веществе составляет 78,2%.

4. Рассчитайте до какого объема необходимо разбавить 300мл раствора Na2CO3 с молярной концентрацией 3,0моль/л, чтобы концентрация его стала 0,4моль/л 5. Определите рН раствора содержащего в 2л его 0,4г NaOH. Диссоциацию щелочи считать полной.

6. Закончить уравнения реакций, протекающих в растворе, и записать их в ионной форме.

Окислительно-восстановительную реакцию уравнять электронно-ионным методом а) Ca(OH)2 + H3PO4(изб.) б) Pb(NO3)2 +NaOHизб.

д) Zn + HNO3 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O 1. Кремний. Строение атома, валентность. Основные типы химических соединений, нахождение в природе. Кислородные соединения кремния: оксиды, гидроксиды, химические свойства. Применение кислородных соединений в промышленности.

2. Сравнительная характеристика элементов семейства железа. Строение атомов, валентность. Активность металлов, отношение к элементарным окислителям, кислотам, щелочам. Примеры реакций.

3. Титан. Строение атома. Минералы. Получение в свободном состоянии. Применение.

Активность металла. Степени окисления. Оксиды и гидроксиды титана(III) и титана(IV).

Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства соединений.

4. Какой из оксидов MgO, B2O3 и SiO2 легче восстановить углеродом (используйте значения rG0).

Вещество MgO(тв.) B2O3(тв.) SiO2(тв.) C(тв.) Mg(тв.) B(тв.) Si(тв.) CO(г) кДж/моль 5. Закончить уравнения реакций. Расчетом Е0 определить возможность их протекания в стандартных условиях. Какие свойства (окислительные или восстановительные) проявляют соли ванадила в данных реакциях:

MnO4,H /Mn = 1,51B;

VO2,H /VO =1,00B;

6. Закончить уравнения реакций:

1. Сера. Строение атома. Оксиды и кислородсодержащие кислоты серы. Сила кислот, окислительно-восстановительные свойства. Примеры реакций.

2. Хром. Строение атома. Валентность, основные типы химических соединений. Нахождение в природе, получение. Химическая активность металла. Примеры реакций.

3. Сравнительная характеристика свойств соединений элементов главной подгруппы IV группы ПСЭМ (оксиды и соответствующие им кислоты); изменение кислотно-основных, окислительно-восстановительных свойств и устойчивости соединений. Подтвердить реакциями.

4. Рассчитать какая из реакций при стандартных условиях может идти самопроизвольно:

5. Закончить уравнения следующих реакций:

используя значения стандартных электродных потенциалов соответствующих полуреакций сравните восстановительную активность алюминия в этих реакциях 0MnO4,H+/Mn 2+ =1,51B; 0MnO4/MnO4 2 =0,56B; 0Al3+/Al = 1,66B;

[Al(OH)4] /Al,OH = 2,31B.

6. Закончить уравнения реакций, протекающих в растворе, записать их в ионномолекулярной форме. Окислительно-восстановительные реакции уравнять методом электронно-ионного баланса:

1. Железо. Строение атома. Руды. Получение в свободном состоянии. Применение. Процесс коррозии. Оксиды, гидроксиды. Кислотно-основные свойства. Свойства важнейших солей.

Ферраты. Комплексы железа. Окислительно-восстановительные свойства соединений.

Примеры реакций.

2. Сравнительная характеристика элементов VI группы ПСЭ. Изменения кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств соединений в высшей степени окисления в подгруппах s2p4 d5s1(d4s2)элементов.

3. Фосфор. Строение атома. Нахождение в природе. Получение в свободном состоянии.

Окислительно-восстановительные свойства фосфора. Соединения фосфора с водородом.

Фосфин, соли фосфония. Фосфорноватистая кислота, гипофосфиты. Примеры реакций.

4. Напишите реакцию взаимодействия иода с водой. Что наблюдается при добавлении раствора NaOH? Рассчитайте rG0 указанных реакций и укажите куда смещено равновесие в иодной воде и в растворе щелочи.

5. Закончите уравнения окислительно-восстановительных реакций:

и подтвердите расчетом E0 возможность их протекания, если 0PbO2/Pb2+,OH =0,386B; 0H2O2/OH =0,867B;

0[Sn(OH)6]2/[Sn(OH)6]4 = 0,960B; 0Bi3+/Bi = 0,317B.

6. Закончить уравнения следующих реакций и записать их в ионном виде. Окислительновосстановительную реакцию уравнять электронно-ионным методом:

10. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература:

1. Н. В. Коровин. Общая химия. М., Высш. шк., 2000 год, 558 с.

2. О. В. Гречин, Н. А. Фомина. Химия конструкционных металлов. Учебное пособие.

Иваново, изд. ИГХТУ, 2009 год, 100 с.

3. М. Х. Карапетьянц, С. И. Дракин. Общая и неорганическая химия. М., Химия, 1994, 592 с.

4. 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 год, 356 с.

5. Краткий справочник физико-химических величин. Под ред. А. А. Равделя, А. М.

Пономаревой. СПб., изд. Иван Федоров, 2002 год, 238 с.

6. В.Д. Овчинникова. Демонстрационный химический эксперимент по общей и неорганической химии. Учебное пособие. Иваново, изд. ИГХТУ, 2003 год, 82 с.

б) дополнительная литература:

7. Н. А. Фомина, Н. Г. Манин, О. В. Гречин, Г. Н. Левочкина. Основы электрохимии.

Методические указания. Иваново, изд. ИГХТУ, 2009год, 47 с.

8. М. Х. Карапетьянц. Введение в теорию химических процессов. М., Высшая школа, год, 336 с.

9. Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. Химические свойства неорганических веществ. М., Химия, 2000 год, 480 с.

10. Г. А. Крестов. Теоретические основы неорганической химии. М., Высшая школа, год, 296 с.

11. Р. А. Лидин, Л. Л. Андреева, В. А. Молочко. Константы неорганических веществ.

Справочник. М., Дрофа, 2006год, 686 с.

12. Р. А. Лидин, В. А. Молочко, Л. Л. Андреева. Химические свойства неорганических веществ. М., Колос, 2008 год, 480 с.

13. Неорганическая химия. Электронный ресурс. М., ООО"ИнтелПро", 2004-2008 год, 1 диск.

14. Я. А. Угай. Неорганическая химия. М., Высшая школа, 1989 год, 463 с.

15. О. С. Зайцев. Общая химия. Состояние веществ и химические реакции. М., Химия, год, 352 с.

16. А. И. Максимов. Современные проблемы химии. Иваново, изд. ИГХТУ, 2009. 156 с.

в) программное обеспечение СИСТЕМНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА: Microsoft Windows XP, Microsoft Vista ПРИКЛАДНЫЕ ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА: Microsoft Office 2007 Pro, FireFox СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ: СДО Moodle, SunRAV BookOffice Pro, SunRAV TestOfficePro, специализированные химические программы, программное обеспечение для УЛК «Химия» и др.

Электронные учебные ресурсы:

Тренировочные и контрольные тесты по каждому модулю.

Текст лекций с контрольными вопросами для самопроверки.

Полный интерактивный курс химии Открытая химия 2.6, CD-ROM, 2005 г. Издатель: Новый Диск; Разработчик: Физикон Неорганическая химия. Электронный ресурс. М., ООО"ИнтелПро", 2004-2008 год, 1 диск.

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы:

каталог образовательных интернет-ресурсов http://www.edu.ru/ Химический каталог: химические ресурсы Рунета http://www.ximicat.com/ Портал фундаментального химического образования России http://www.chemnet.ru XuMuK: сайт о химии для химиков http://www.xumuk.ru/ Химический сервер http://www.Himhelp.ru.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению подготовки 151000 Технологические машины и оборудование.

Автор-составитель:

к.х.н., доцент Фомина Н.А.

Заведующий кафедрой:

д.х.н., профессор Захаров А. Г.

Рецензент:

кафедра общей и неорганической химии Российского химико-технологического университета им. Д. И. Менделеева заведующий кафедрой, д.х.н., профессор Соловьев С.Н.

Программа одобрена на заседании Научно-методического совета Химической техники и кибернетики ФГБОУ ВПО «ИГХТУ» от «_» 2011 года, протокол №.

Председатель НМС:

_ заведующий кафедрой, д.т.н., профессор Липин А.Г.