ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ
ТЕРМОХИМИЯ
1. Энергетические
эффекты
химических
процессов. Экзо - и
эндотермические реакции. Энтальпия. Знак ∆H для экзотермических и
эндотермических реакций. Стандартное состояние. Стандартная энтальпия
образования сложного вещества. Факторы, влияющие на энтальпию.
2. Тепловой эффект химических реакций. Термохимические уравнения.
Закон Гесса и следствия из этого закона. Стандартная энтальпия
образования вещества (∆Н0обр).
ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА. КАТАЛИЗ
1. Дайте определение понятий "система", "фаза", "компонент". Гомогенные и
гетерогенные реакции. Приведите примеры.
2. Скорость химической реакции, причина зависимости скорости
химической
реакции
от
температуры.
Энергия
активации.
Экспериментальное определение энергии активации.
3. Зависимость скорости гомогенной реакции от концентраций реагирующих
веществ (закон действующих масс). Причина влияния концентрации на
скорость реакций. Константа скорости реакции, ее физический смысл. От
каких факторов она зависит?
4. Гетерогенные реакции. Приведите примеры гетерогенных реакций.
Скорость гетерогенной реакции и факторы, влияющие на нее.
5. Катализ и катализаторы. Гомогенный и гетерогенный катализ. Причина
влияния катализаторов на скорость реакции. Автокатализ.
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
6. Обратимые реакции. Изменение скоростей прямой и обратной реакции с
течением времени. Химическое равновесие. Константа химического
равновесия. От каких факторов зависит константа равновесия?
7. Химическое равновесие в гетерогенных системах. Константа химического
равновесия. Факторы, влияющие на ее величину. Запишите
математическое выражение для константы равновесия следующей
реакции:
3Fe(к)+4H2O(г) ⇄ Fe3O4(к)+4H2(г)
8. Правило Ле-Шателье. Влияние температуры, давления и концентрации
реагирующих веществ на положение равновесия. Примеры. Выбор
оптимальных условий проведения химических реакций на примере
синтеза аммиака: N2 + 3H2 ⇄ 2NH3; ΔНх.р.< 0.
2
9.
Химическое равновесие. Правило Ле-Шателье и его применение к
равновесным системам. Как влияет на смещение равновесия изменение
температуры, давления, концентраций исходных веществ и продуктов
реакций.
Рассмотрите
на
примере
обратимой
реакции:
CH4(г)
+
CO2(г)
⇄
2CO(г)
+
2H2(г);
∆Н>0.
Смещает
ли
равновесие
присутствие
катализатора?
СВОЙСТВА РАСТВОРОВ. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ
1. Растворы. Растворы твердые, жидкие, газообразные (примеры). Способы
выражения их состава. Растворимость. Растворы ненасыщенные,
насыщенные, пересыщенные.
2. Тепловые эффекты при растворении кристаллического вещества в
жидкости. Сольватация и гидратация. Энтальпия растворения. Влияние
температуры на растворимость кристаллического вещества в жидкости.
3. Растворимость газов в жидкостях. Зависимость растворимости газов в
жидкостях от давления (закон Генри) и температуры (примеры).
Применение правила Ле-Шателье к процессу растворения газов в
жидкостях.
4. Теория электролитической диссоциации. Процесс диссоциации веществ с
ионной структурой (KCl) и веществ, состоящих из полярных молекул
(HCl). Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты (примеры).
5. Кислоты, основания и соли с точки зрения теории электролитической
диссоциации. Сильные и слабые электролиты.
6. Электролитическая
диссоциация (определение). Электролиты и
неэлектролиты. Степень (α)и константа диссоциации (Кдис). Сильные и
слабые электролиты (примеры). От каких факторов зависят (α)и Кдис?
7. Ступенчатая диссоциация кислот и оснований на примерах H3PO4 и
Mg(OH)2. Математическое выражение Кдис для каждой ступени. Как
изменяется Кдис по ступеням?
ИОННЫЕ РЕАКЦИИ
1. Условия одностороннего протекания реакций ионного обмена (примеры
соответствующих реакций).
2. Электролитическая диссоциация воды. Константа диссоциации воды.
Ионное произведение воды. Концентрация ионов водорода и гидроксидионов в нейтральных, кислых и щелочных растворах. Водородный
показатель (pH), его значение в различных средах. Примеры.
3. Растворимость (определение). Равновесие в насыщенном растворе
малорастворимого электролита. Произведение растворимости и
использование его для определения: а) концентрации насыщенного
раствора малорастворимых веществ; б) возможности выпадения осадка.
3
4. Обратимый и необратимый гидролиз. Гидролиз солей образованных: а)
слабым основанием и сильной кислотой, б) сильным основанием и слабой
кислотой, в) слабым основанием и слабой кислотой. Изменение реакции
среды (pH) при гидролизе.
5. Ступенчатый гидролиз солей. Для каких солей возможен ступенчатый
гидролиз? Изменение реакции среды (pH) при гидролизе. Константа
гидролиза (Кг). Как изменяется Кг по ступеням?
6. Гидролиз солей. Какие соли не подвергаются гидролизу? Обратимый
гидролиз. Степень и константа гидролиза. Влияние температуры,
концентрации раствора и присутствия одноименного иона на гидролиз.
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ.
1. Окисление и восстановление. Степень окисления и валентность атомов.
Энергия ионизации и сродство к электрону. Изменение этих
характеристик по периодам и группам периодической системы. Примеры
окислительно-восстановительных реакций. Электронный баланс.
2. Окислительно-восстановительные
реакции.
Степень
окисления.
Окислители и восстановители. Окисление и восстановление.
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций на
примере:
KI + KMnO4 + H2SO4 ⇄ I2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O
Электронный баланс. Укажите окислители и восстановители в данной
реакции.
ЭЛЕКТРОХИМИЯ
1. Равновесие в системе металл - раствор его соли. Электродный потенциал.
Можно ли определить абсолютные значения электродных потенциалов?
Стандартный электродный потенциал. Электрохимический ряд
напряжений металлов и выводы из него.
2. Электрохимические
процессы.
Гальваническая
пара.
Схема
гальванического элемента Даниэля - Якоби (медно - цинкового). Принцип
действия.
3. Электролиз. Последовательность разряда ионов на электродах. Схемы
процессов электролиза расплава и раствора NaCl. Законы электролиза.
4. Электролиз. Электролиз с инертными электродами. Схемы процессов
электролиза раствора CuSO4 с инертными электродами и растворимым
анодом. Законы электролиза (Фарадея).
5. Электролиз. Последовательность разряда ионов на электродах.
Электролиз расплава и раствора. Схемы процессов электролиза расплава
и раствора NaCl.
4
СТРОЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ОБОЛОЧКИ АТОМА
1. Элементарные частицы: электрон, протон, нейтрон. Заряд ядра атома и
порядковый номер элементов. Изотопы. Массовое число. Атомная масса
элемента.
2. Электронная оболочка атома. Энергетические уровни и подуровни.
Орбитали. Принцип и порядок заполнения электронами энергетических
уровней и подуровней в многоэлектронных атомах (диаграмма).
3. Волновая функция. Электронное облако, орбиталь. Квантовые числа, их
значения и физический смысл.
4. Главное квантовое число. Какие свойства электрона (орбитали) оно
определяет, какие значения принимает? Понятие об энергетическом
уровне.
5. Орбитальное квантовое число. Какие свойства электрона (орбитали) оно
определяет, какие значения принимает? Понятие об энергетическом
подуровне. Граничные поверхности s- и p- орбиталей. Приведите
значения орбитального квантового числа для s-, p-, d- и f- подуровней.
6. Магнитное квантовое число. Какое свойство орбиталей оно определяет и
какие значения принимает? Приведите возможные значения магнитного
квантового числа для s-, p-, d- и f- орбиталей.
7. Последовательность заполнения электронами уровней и подуровней в
электронной оболочке атома. Спиновое квантовое число. Принцип Паули.
Правило Гунда.
ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ
1. Периодический закон в формулировке Д.И.Менделеева. Современная
формулировка периодического закона. Периодическая система элементов.
Периоды и группы элементов. Электронные аналоги. Причина
периодического повторения свойств элементов.
2. Периодическая система элементов с точки зрения строения электронной
оболочки атомов. s-, p-, d- и f- элементы. Расположение этих элементов в
периодической системе. Чем обусловлено определенное число элементов
соответствующего типа в периодах?
3. Окислительно-восстановительные характеристики нейтральных атомов:
энергия
ионизации,
энергия
электронного
сродства,
электроотрицательность. Изменение этих характеристик по периодам и
группам периодической системы Д.И.Менделеева. Причины изменения.
4. Радиус атома, энергия ионизации, сродство к электрону. Изменение этих
атомных характеристик по периодам и группам. Причина
соответствующих изменений. Электроотрицательность. Какой элемент
имеет максимальное значение электроотрицательности, а какой минимальное?
5
ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ
1. Изменение потенциальной энергии системы при образовании молекулы
Н2. Основные типы химической связи (перечислить и привести примеры).
Основные характеристики химической связи: длина, энергия, валентные
углы (определения).
2. Валентность атомов в основном и возбужденном состоянии. Гибридные
орбитали, их форма. Типы гибридизации: sp, sp2, sp3 и расположение
орбиталей в пространстве.
3. Насыщаемость ковалентной связи. Валентность атомов в основном и
возбужденном состоянии. Простые и кратные связи на примерах молекул
F2 и N2.
4. Метод ВС для описания механизма образования ковалентной связи.
Общая пара электронов. Механизмы образования ковалентной связи:
обменный, донорно-акцепторный, дативный.
5. Свойства ковалентной химической связи: полярность, насыщаемость,
направленность. Обладает ли этими свойствами ионная связь (ответ
обоснуйте)? Образование неполярной и полярной ковалентной связи на
примете молекул Cl2 и HCl.
6. Теория образования молекулы водорода по Гейтлеру и Лондону.
Изменение потенциальной энергии системы при сближении двух атомов
водорода. Длина и энергия связи в молекуле водорода.
7. Механизм образования ионной связи. Правило октета. Ионная связь как
предельный случай ковалентной полярной связи. Степень ионности
химической связи и влияние на нее разности электроотрицательностей
взаимодействующих атомов.
8. Полярность ковалентной связи. Диполь и дипольный момент химической
связи (определение). Приведите примеры молекул с полярной и
неполярной ковалентной связью. Полярность молекул.
9. Гибридизация атомных орбиталей. Гибридные орбитали. Их форма. Типы
гибридизации: sp-, sp2-, sp3- и расположение орбиталей в пространстве.
10. Метод молекулярных орбиталей (МО - ЛКАО). Разрыхляющие и
связывающие молекулярные орбитали на примере образования молекулы
и молекулярного иона водорода.
11. Направленность ковалентной связи. σ- и π - связи. Валентные углы.
Пространственная форма молекул на примерах молекул H2O и NH3.
12. Общая пара электронов. Механизм образования ковалентной связи на
примере образования связей в NH3. Донорно-акцепторный механизм
образования ковалентной связи на примере образования иона NH4+.
13. Водородная связь - как пример межмолекулярной связи, механизм ее
образования. Длина и энергия водородной связи. Влияние водородных
связей на свойства веществ.
6
КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
1. Комплексные соединения: нейтральные, катионные и анионные
(примеры). Заряд комплексообразователя. Электролитические свойства
комплексных соединений. Диссоциация комплексных ионов на примере
тетрагидроксоцинката натрия. Константа нестойкости.
2. Комплексные соединения. Основные понятия: центральный атом,
лиганды, координационное число (определения). Характер химической
связи в комплексных соединениях на примере образования комплексного
иона диамминсеребра [Ag(NH3)2]+.
ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
1. Химическая связь в металлах. Химические свойства металлов.
Взаимодействие металлов с неметаллами, водой, растворами кислот и
щелочей. Промышленные способы получения металлов.
2. Металлическая связь. Общие физические свойства металлов,
обусловленные наличием металлической связи. Классификация металлов
по их физико-механическим свойствам. Ряд напряжений (активности)
металлов и выводы, которые можно сделать, исходя из положения
металлов в ряду напряжений. Классификация металлов по их активности.
3. Химические свойства металлов. Взаимодействие: а) с неметаллами (на
примере О2 и Cl2); б) с водой; в) с растворами кислот и щелочей (на
примере HCl и NaOH). Характер оксидов и гидроксидов металлов.
УПРАЖНЕНИЯ
1. Напишите выражение закона действующих масс для следующих реакций:
а) 2NO(г) + O2(г) ⇄ 2NO2(г);
б) CO(г) + Cl2(г) ⇄ COCl2(г);
в) CO2(г) + C(тв) ⇄ 2CO(г)
2. Напишите выражение констант равновесия для следующих реакций:
а)2NO2(г) ⇄ 2NO(г)+О2(г);
б) 2H2(г) + O2(г) ⇄ 2H2O(г);
в)CaCO3(к) ⇄ CaO(к) + CO2(г).
3. Как повлияет на равновесие следующих реакций:
2H2(г) + O2(г) ⇄ 2H2O(г), ∆H<0;
CаCO3(к) ⇄ CаO(к) + СO2(г), ∆H<0;
а) повышение давления; б) повышение температуры.
4. Составить по приведенным сокращенным ионно-молекулярным реакциям
соответствующие молекулярные уравнения:
а) Fe3+ +H2O ⇄ (FeOH)2+ +H+
б) Al3+ +4OH-⇄ [Al(OH)4]-
7
5. Возможны ли следующие реакции:
а) СaСl2 + HNO3 →
б) NH4Cl + NaOH →
в) CuSO4 + KCl →
Почему? Если реакция необратима, написать три уравнения:
молекулярное, ионно-молекулярное и сокращенное ионно-молекулярное.
6. Подвергаются ли приведенные вещества гидролизу: Сu(NO3)2, СaCl2,
NaNO2? Если гидролиз идет, написать молекулярные, ионномолекулярные и сокращенные ионно-молекулярные уравнения первой
стадии гидролиза.
7. Составить электронный баланс и расставить коэффициенты в уравнениях
следующих реакций:
KMnO4 + NaNO2 + H2SO4 ⇄ MnSO4 + NaNO3 + K2SO4 + H2O
Cu + HNO3 ⇄ Cu(NO3)2 + NO + H2O
8. Являются ли приведенные уравнения уравнениями окислительновосстановительных реакций? Почему?
2NO2 + H2O ⇄ HNO3 + HNO2
N2O5 + H2O ⇄ 2HNO3
9. Определение координаты элементов (порядковый номер, группу,
подгруппу, период Периодической системе элементов), электронные
формулы
которых
заканчиваются
следующим
образом:
2
7
а)…4s 3d ;
б)…5s24d10.
Укажите значения четырех квантовых чисел двух последних d электронов
для каждого элемента.
10. Определите координаты элемента (порядковый номер, группу, подгруппу,
период) в Периодической системе элементов, атом которого имеет
следующую
электронную
формулу:
2
2
6
2
6
2
1
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d
Укажите значения четырех квантовых чисел для каждого электрона
внешнего электронного слоя.
11. Определите координаты элемента (порядковый номер, группу, подгруппу,
период) в Периодической системе элементов, атом которого имеет
следующую
электронную
формулу:
2
2
6
2
6
5
1
1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ,
Укажите значения четырех квантовых чисел для каждого электрона
внешнего электронного слоя.
12.Укажите значения четырех квантовых чисел для каждого электрона
внешнего электронного слоя атома кремния.
13.Укажите значения четырех квантовых чисел для каждого электрона атома
кислорода.
14.Укажите значения четырех квантовых чисел для каждого электрона атома
азота.
8
15.Укажите значения четырех квантовых чисел для каждого электрона атома
углерода.
16.Укажите значения четырех квантовых чисел для каждого электрона
внешнего электронного слоя атома серы.
17.Укажите значения четырех квантовых чисел для каждого электрона
внешнего электронного слоя атома фосфора.
18. Составьте
электронные
формулы
следующих
ионов:
-2
+4
+2
а) S ; б) S ; в) Mn .
19. Составьте схему перекрывания валентных орбиталей в молекуле азота.
Укажите число σ - и π - связей в этой молекуле. Чем объясняется высокая
прочность молекулы азота?
20. Какие орбитали кислорода и водорода участвуют в образовании
химических связей в молекуле воды Н2О? Составьте схему перекрывания
валентных орбиталей в этой молекуле и укажите ее форму.
21. Какие орбитали бора и хлора участвуют в образовании химических связей
в молекуле трихлорида бора BCl3? Составьте схему перекрывания
валентных орбиталей в этой молекуле и укажите ее форму.
22. Какие орбитали бериллия и хлора участвуют в образовании химических
связей в молекуле хлорида бериллия BeCl2? Составьте схему
перекрывания валентных орбиталей в этой молекуле и укажите ее форму.
23. Какие орбитали фосфора и водорода участвуют в образовании химических
связей в молекуле фосфина PH3? Составьте схему перекрывания
валентных орбиталей в этой молекуле и укажите ее форму.
24. Какие орбитали водорода и углерода участвуют в образовании
химических связей в молекуле метана CH4? Составьте схему
перекрывания валентных орбиталей в этой молекуле и укажите ее форму.
25. Какие орбитали серы и водорода участвуют в образовании химических
связей в молекуле сероводорода H2S? Составьте схему перекрывания
валентных орбиталей в этой молекуле и укажите ее форму.
26. Расположите соединения по возрастанию полярности связи: CsCl, LiCl,
BeCl2, CCl4. Объясните причину такого расположения.
27. Расположите следующие соединения: CaF2, BF3, CF4, AlF3, KF по
возрастанию полярности связи. Объясните причину такого расположения.
28. Расположите следующие соединения: BeH2, KH, B2H6, CаH2 по
возрастанию полярности связи. Объясните причину такого расположения.