3 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБЛАСТНОЙ УНИВЕРСИТЕТ БИОЛОГО-ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ ПО ХИМИИ МОСКВА – 2010 Программа утверждена и печатается по решению Ученого совета Естественно-экологического института Составители: доц. к.х.н. доц. к.б.н. Рецензент: Свердлова Н.Д., Коничева А.П. проф., д.б.н. Коничев А.С. Программа подготовлена для поступающих на специальности «Химия и биология» и «Биология», «Биоэкология» биолого-химического факультета Московского государственного областного университета. Введение Программа состоит из трех разделов. В первом разделе представлены теоретические основы химии, которыми должен владеть абитуриент для обоснования физических и химических свойств неорганических и органических веществ, перечисленных во второй и третьей частях. Абитуриент должен продемонстрировать знание основных теорий, законов, умение применять их при рассмотрении классов неорганических и органических веществ, знать свойства и применение важнейших веществ, включенных в программу, а также химические основы их получения ( без указания технологических схем производства). Кроме этого, абитуриент должен уметь решать расчетные и качественные задачи по всем разделам химии. На вступительнх испытаниях можно пользоваться микрокалькулятором, справочными таблицами, такими Менделеева», «Растворимость в как воде «Периодическая кислот, система оснований и Д.И. солей», «Электрохимический ряд напряжений металлов». Теоретические основы химии . 1. Предмет и задачи химии. Место химии среда естественных наук. 2. Атомно-молекулярное учение М. В. Ломоносова. Основные понятия современной химии: химический элемент, атом, молекула, простое и сложное вещества. Химическая формула. Основные физические величины, применяемые в химии и единицы их измерения: относительная атомная масса химического элемента, относительная молекулярная масса вещества, количество вещества, молярная масса вещества. Постоянная Авогадро. Молярный объем газов. 3. Основные законы химии: закон постоянства состава вещества, закон сохранения массы, закон Авогадро и следствия из него. 4. Строение атома. Атомное ядро. Изотопы. Квантово-механические представления о строении электронных оболочек атомов. Атомная орбиталь. Электронные конфигурации атомов элементов 1-4 периодов периодической системы. Классификация элементов по электронным семействам. 5. Периодический закон Д.И. Менделеева и его обоснование с позиции современной теории строения атомов. Структура Периодической системы элементов: периоды малые и большие, группы и подгруппы. Причины периодичности свойств простых и сложных веществ. Значение периодического закона для понимания научной картины мира. 6.Химическая связь. Характеристика ковалентной, ионной, металлической и водородной связей. Механизмы образования и примеры соединений с указанными типами связей. Валентность атомов химических элементов. Электроотрицательность атомов химических элементов. Полярность химической связи. Типы кристаллических решеток. Зависимость свойств веществ от их структуры. 7. Классификация неорганических веществ. Оксиды кислотные, основные и амфотерные. Способы получения, физические и химические свойства. Гидроксиды: щелочи, нерастворимые в воде типичные основания и амфотерные гидроксиды. Способы их получения, физические и химические свойства. Кислоты. Классификации, способы получения, общие свойства кислот. Взаимодействие кислот с металлами как окислительно- восстановительный процесс. Соли кислые, средние и основные. Способы получения, свойства. Гидролиз солей. 8.Классификации химических реакций: по числу реагентов и продуктов реакции (реакции соединения, разложения, обмена, замещения), по изменению степени окисления атомов (окислительно-восстановительные и реакции обмена), по тепловым эффектам (экзо- и эндотермические). 9.Скорость химических реакций. Ее зависимость от природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры и давления. Катализ и катализаторы. 10.Обратимость химических реакций. Химическое равновесие и условия его смещения. Принцип Ле-Шателье. 11.Растворы. Растворимость веществ в воде, способы ее выражения и зависимость от природы веществ, температуры, давления. Механизм и тепловые эффекты процесса растворения. Кристаллогидраты. Выражение концентрации растворов в массовых долях растворенного вещества. 11.Электролитическая диссоциация. Электролиты и неэлектролиты. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Электролитическая диссоциация кислот, оснований и солей. Реакции ионного обмена. 12.Электролиз растворов и расплавов солей как окислительновосстановительный процесс. Катодные и анодные процессы. Неорганическая химия Абитуриенты должны уметь давать сравнительную характеристику элементов главных подгрупп периодической системы на основе периодического закона Д.И.Менделеева и теории строения атома. Она включает в себя общую электронную формулу, возможные степени окисления, сравнение свойств атомов элементов (радиусов, энергий ионизации, электроотрицательности), свойств простых веществ, водородных соединений, а также высших оксидов и гидроксидов. При характеристике отдельных веществ должны быть указаны аллотропные модификации (если есть), написаны уравнения реакций, иллюстрирующие химические свойства, качественные реакции и способы получения веществ. 1. Водород, его физические и химические свойства. Получение в лаборатории и промышленности. Применение. 2. Галогены. Общая характеристика. Соединения галогенов в природе и их применение. Хлор. Физические и химические свойства, получение. Хлороводород и соляная кислота. Получение, свойства, применение. Качественная реакция на хлорид-ион. 3. Общая характеристика элементов главной подгруппы 6 группы. Кислород, его физические и химические свойства, аллотропия. Получение в лаборатории и промышленности. Сера, ее физические и химические свойства. Соединения серы: сероводород, оксиды серы (IV) и (VI). Серная кислота и ее соли. Особенности химических свойств. Качественная реакция на сульфат-ион. Химические основы производства серной кислоты контактным способом. 4.Общая характеристика элементов главной подгруппы 5 группы. Азот. Физические и химические свойства. Аммиак, его промышленный синтез, свойства. Соли аммония. Качественная реакция на ион аммония. Азотная кислота и ее соли. Особенности их химических свойств. Азотные удобрения. Примеры. Фосфор. Его аллотропные формы, физические и химические свойства. Оксид фосфора (V). Фосфорная кислота и ее соли. Фосфорные удобрения. 5. Общая характеристика элементов 4 группы главной подгруппы. Углерод, его аллотропные формы. Физические и химические свойства. Оксиды углерода (II) и (IV), угольная кислота и ее соли, их свойства. Кремний, его физические и химические свойства. Распространение в природе и использование. Оксид кремния (IV) и кремниевая кислота. 6. Металлы. Положение в периодической системе. Особенности электронного строения атомов, кристаллических решеток, физических и химических свойств. Электрохимический ряд напряжений металлов. Способы получения. 7. Общая характеристика щелочных металлов. Натрий, калий, их физические и химические свойства, получение. Свойства оксидов и гидроксидов. Применение. 8. Общая характеристика элементов главной подгруппы 2 группы периодической системы. Кальций и его соединения, свойства простого вещества, оксида и гидроксида. 9. Алюминий, его характеристика на основе положения в периодической системе. Свойства простого вещества, оксида и гидроксида. Применение. 10. Железо, его физические и химические свойства на основе строения атома. Зависимость свойств оксидов и гидроксидов от степени окисления железа. Роль железа и его сплавов в технике. Химические основы производства чугуна и стали. Проблемы охраны окружающей среды. Органическая химия 1. Теория химического строения органических соединений А.М. Бутлерова. Зависимость свойств органических веществ от их строения. Виды изомерии. Природа химической связи в молекулах органических соединений, способы разрыва связей, понятие о свободных радикалах. 2 Гомологический ряд предельных углеводородов (алканов), их элек- тронное и пространственное строение. Тип гибридизации, Номенклатура, изомерия. Физические и химические свойства алканов. Метан, Применение в технике. Предельные углеводороды в природе. 3. Этиленовые углеводороды (алкены). Их электронное и пространственное строение, тип гибридизации атома углерода, σ - и π - связи. Номенклатура, изомерия. Физические и химические свойства. Получение и применение в промышленности. 4. Ацетиленовые углеводороды (алкины), их электронное и пространственное строение, тип гибридизации атома углерода, σ - и π - связи. Номенклатура. Химические свойства, получение ацетилена, применение. 5. Ароматические углеводороды (арены). Бензол, электронное и про- странственное строение, тип гибридизации. Химические свойства бензола, промышленное получение и применение. Понятие о взаимном влиянии атомов (на примере толуола). 6. Природные источники углеводородов: нефть, природный и попутный нефтяной газы, уголь. Перегонка нефти. Крекинг. Продукты, получаемые из нефти, их применение. 7. Спирты. Первичные, вторичные и третичные спирты. Номенклатура, строение, химические свойства одноатомных спиртов. Промышленный синтез этанола. Многоатомные спирты (этиленгликоль, глицерин), особенности химических свойств. 8. Фенол, его строение, взаимное влияние атомов в молекуле. Химические свойства фенола и сравнение со свойствами алифатических спиртов. Применение. 9. Альдегиды. Номенклатура, строение, физические и химические свой ства. Особенности карбонильной группы. Муравьиный и уксусный альдегиды, их получение, применение. 10. Карбоновые кислоты. Номенклатура, строение, физические и химические свойства. Особенности карбоксильной группы. Главные представители одноосновных карбоновых кислот: муравьиная (ее особенности), уксусная, стеариновая, олеиновая. 11. Сложные эфиры. Строение, химические свойства. Реакция этерификации. Жиры, их роль в природе, химическая переработка жиров (гидролиз, гидрирование). 12. Углеводы, их классификация. Глюкоза, ее строение, химические свойства, роль в природе. Сахароза. Физические свойства и нахождение в природе. Химические свойства Крахмал. Строение крахмала. Химические свойства: реакция с йодом, гидролиз. Роль в природе и техническое применение. Целлюлоза. Строение целлюлозы. Химические свойства: гидролиз, образование сложных эфиров. Применение целлюлозы и ее производных. Понятие об искусственных волокнах на примере ацетатного волокна. 13. Амины - органические основания. Изомерия, номенклатура, химические свойства. Анилин. Получение анилина из нитробензола (реакция Н.Н. Зинина). 14. Аминокислоты. Строение, изомерия, химические свойства, α- аминокилоты - структурные единицы белков. Строение и биологическая роль белков. 15. Общие понятия химии высокомолекулярных соединений: мономер, полимер, элементарное звено, степень полимеризации. Основные методы синтеза высокомолекулярных веществ - полимеризация и поликонденсация. Термопластичные и термореактивные полимеры. Полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид: их строение, свойства, применение. Природный каучук, его строение и свойства. Синтетический каучук. Синтетические волокна. Полиэфирные и полиамидные волокна, их строение, свойства, применение, получение в промышленности. Примеры тестовых заданий КОММЕНТАРИИ К ВЫПОЛНЕНИЮ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ Вам предложен тест, включающий задания нескольких видов. Большинство заданий предполагает выбор буквы, соответствующей одному правильному ответу. В ряде случаев требуется выбрать два или несколько правильных ответов. Внимательно прочитайте вопрос, его формулировка подскажет вам, сколько ответов необходимо отметить. Некоторые задания предусматривают запись ответа в оставленное место. Для получения численного ответа решите задачу или составьте уравнение на черновике, проверьте расчеты и только после этого запишите результат. Ответы к заданиям, требующим установить соответствие, необходимо записывать в виде пары из цифры и буквы, например, 1в, 2а и т.д. Ответ на каждое задание записывайте четко, все исправления вносите зачеркиванием неверной записи и написанием правильного ответа. При выполнении работы вы можете пользоваться периодической системой, таблицей растворимости, электрохимическим рядом напряжений металлов (они прилагаются к тексту задания), а также калькулятором. Желаем успеха! Образцы тестовых заданий 1. За атомную единицу массы принята: а) ½ma ( 1H); б) 1/16 ma( 16O); в) 1/12 ma(12C) г) 1/12 ma(16O). Ответ:__________ 2..Найдите соответствие электронной формулы атома химического элемента и его положением в периодической системе: 1. 1s22s22р63s1 а) 2 VIA 2. 1s22s22p63s23p3. б) 3 IA 3. 1s22s22p4. в) 4 VIIIB 4. 1s22s22р6 3s23p63d64s2 г) 3 VA Ответ:___________ 3. Длина связи и сила кислот растут в ряду: а) HBr, HCl, HF; б) H2Te, H2Se, H2S; в) HCl, HBr, HI; г) HCl, HF, H2O. Ответ:__________ 4. Уравняйте предложенную схему реакции: Н2 SO 4(конц) + NaI → I2 + H2S + Na2SO4 + H2O. Коэффициент при окислителе равен: а) 5; б) 2; в) 3; г) 4. Ответ:__________ 5. Оксид цинка реагирует с каждым веществом указанной пары: а) HCl, KOH, б) СаО, H2O, в) SO3, O2 , г) NaCl, CO. Ответ:__________ 6. Суммы коэффициентов в полном и сокращенном ионных уравнениях реакции между азотной кислотой и гидроксидом бария равны: А) 10 и 3; б) 12 и 3; в) 10 и 4, г) 12 и 4 Ответ:__________ 7. Кислая реакция среды будет в растворе: А) нитрита калия, б) сульфита натрия, в) сульфата натрия, г) сульфата аммония. 8. Объем аммиака массой 5 г равен: а) 5,0 л. б) 6,59 л, в) 22,4 л, г) 11,2 л Ответ:__________ 9. Раствор, содержащий 15 г нитрата серебра, смешали с 45 мл 26%-ного раствора хлорида натрия (ρ=1,12 г/мл) и отфильтровали осадок. В растворе осталось _____ г __________ и _____г _________. 10. Соотнесите формулу вещества с классом органических соединений: 1) СН3- СН2- СН3; а)альдегид; 2) СН2=СН-СН= СН2; б) спирт; 3) СН3- СН2- СНО; в) алкадиен; 4) СН3- СН2- СН2-ОН; г) алкан; Ответ:__________ 11. Следующие вещества являются изомерами бутена-1: А) циклобутан и этилен; Б) этилен и ацетилен; В) этилен и 2-метилпропен; Г) метилциклопропан и циклобутан. Ответ:__________ 12. В схеме превращений: пропанол – 1 → Х →пропанол-2 промежуточный продукт Х: А) бутанол, б) пропилен, в) ацетон, г) циклопропан Ответ:__________ 13. После пропускания смеси 10 л этилена и 12 л водорода над нагретым никелевым катализатором получилось ___ моль _______. Ответ:__________ 14. Изотоп атома химического элемента содержит в ядре 9 протонов и 10 нейтронов. Этот элемент: А) хлор; б) фтор; в) кислород; г) сера. Ответ:__________ 15. С гидроксидом магния не реагируют: а) HCl, б) KCl, в) CaO, г) CO2, д) H2SO4 е) NaOH. В ответе приведите буквы в алфавитном порядке. Ответ:__________ 16. Кислотные свойства в большей степени проявляет: А) уксусная кислота, б) фенол, в) метанол, г) трихлоруксусная кислота Ответ:__________ 17. С аммиачным раствором оксида серебра реагируют все вещества ряда: А) ацетилен, этилен, ацетальдегид; б) глюкоза, фруктоза, крахмал; В) формальдегид, уксусная кислота, этанол; г) формальдегид, ацетальдегид, глюкоза. Ответ:__________ 18. С хлороводородом реагируют: а) этиламин, б) аланин, в) анилин, г) все перечисленные вещества Ответ:__________ 19. Шестиатомный спирт получается при взаимодействии глюкозы с : А) водородом, б) этанолом, в) уксусной кислотой, г) аммиачным раствором оксида серебра (I). Ответ:__________ 20.Масса глюкозы, которую можно получить из 162 г крахмала при выходе продукта 75%, составит: а) 96 г, б) 114 г, в) 135 г, г) 197 г Ответ:__________ 21. Пептидной связи соответствует формула: А) H б) —N= O ∣ ∣ ‖ H O — С—N— ‖ O Ответ:__________ в) — N = N — г) — C — NH2