Билет № 7
1. Чем отличается простое вещество от сложного и какие вы знаете классы неорганических веществ?
Простые вещества состоят из атомов одного элемента (Mg, Na, Fe), сложные – из атомов разных элементов (H2O, CO2, NaCl).
2. Первый закон термодинамики для изотермического процесса (квазистатического изменения объема вещества при его контакте с «тепловым резервуаром»).
Внутренняя энергия системы и складывается из энергии движения и взаимодействия молекул, энергии связи в молекулах, энергии движения и взаимодействия электронов и ядер и т. п. Абсолютная величина внутренней энергии не может быть определена, но ее изменение при переходе системы из начального состояния в конечное в результате осуществления химического процесса поддается расчету. Если система получает некоторое количество тепла при постоянном давлении Qр, последнее расходуется на изменение внутренней энергии системы  и совершение работы  против внешних сил: 
Это уравнение выражает закон сохранения энергии или первое начало термодинамики.
Изотермический процесс - это процесс квазистатического расширения или сжатия вещества, находящегося в контакте с тепловым резервуаром, (Т = const).
Так как внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры (закон Джоуля), то первый закон термодинамики для изотермического процесса записывается в виде:
Q=A.
3. Напишите варианты цепных реакций с участием неорганических соединений.
Примером неразветвленной цепной реакции может служить Н2 + Вг2 = 2НВг, иницирование которой определяется термо- и фотодиссоциацией:
иницирование: 
рост цепи (развитие):
обрыв цепи:
Билет № 8
1. Что показывает химическое уравнение (приведите пример)?
Выражение реакции при помощи химических формул называется химическим уравнением. Химические уравнения показывают, какие вещества вступают в химическую реакцию и какие вещества образуются в результате этой реакции. Уравнение составляется на основе закона сохранения массы и показывает количественные соотношения веществ, участвующих в химической реакции.
Взаимодействие химических соединений записывается с помощью химических уравнений, отражающих материальный баланс всех реагирующих веществ. Это достигается с помощью стехиометрических коэффициентов перед формулами соединений: aA+bB=cC+dD
где А, В, С, D - реагирующие вещества; а, b, с, d - стехиометрические коэффициенты.
2. Чему равен тепловой эффект реакции при изохорическом процессе?
Внутренняя энергия системы и складывается из энергии движения и взаимодействия молекул, энергии связи в молекулах, энергии движения и взаимодействия электронов и ядер и т. п. Абсолютная величина внутренней энергии не может быть определена, но ее изменение при переходе системы из начального состояния в конечное в результате осуществления химического процесса поддается расчету. Если система получает некоторое количество тепла при постоянном давлении Qр, последнее расходуется на изменение внутренней энергии системы и совершение работы против внешних сил:
Это уравнение выражает закон сохранения энергии или первое начало термодинамики.
При изохорическом процессе (V = const) поглощение или выделение тепла (тепловой эффект) связано только с изменением внутренней энергии: 
3. Напишите варианты реакций обмена для неорганических соединений.
Al2O3 + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2O
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
2NaOH + H2SO4 =NaSO4 + 2H2O
2Al(OH)3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 6H2O
Билет № 9
1. Перечислите важнейшие типы химических реакций.
Химическая реакция —взаимодействие простых или сложных веществ друге другом.
Реакция разложения Из одного сложного вещества получается два и более простых или сложных веществ. Часто эти реакции идут при высоких температурах.
Реакции соединения Обратная разложению (но не все реакции разложения можно заставить идти в обратном направлении). Из двух или нескольких простых или сложных веществ образуется одно сложное.
Реакция замещении Атомы простого вещества чамешают атомы одного из элементов сложного вещества
Реакция обмена Два сложных вещества обмениваются своими составными частями
Также существуют отщепления (элиминирования), сгорания, перегруппировки (изомеризации), реакция окисления и др.
2. Чему равен тепловой эффект реакции при изобарическом процессе?
Q (тепловой эффект) – это количество тепла, которое выделяет или поглощает 1 моль вещества при p=const и t=const.
В химии чаще всего рассматривают изобарические процессы (P = const), и тепловой эффект в этом случае называют изменением энтальпии системы или энтальпией процесса:
3. Напишите варианты реакций отщепления элемента с изменением степени окисления атома для неорганического соединения.
Билет № 10
1. Как устроен атом и его электронная оболочка?
Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Число протонов равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. Число нейтронной равно разности между атомной массой и порядковым номером. Заряд ядра определяется зарядом протонов. Число электронов равно числу протонов. . Электрон - волна в пространстве, представляет собой как бы облако. Орбиталь - область в пространстве, в которой вероятность нахождения электрона максимальна. Состояние электрона в атоме описывается значением четырех квантовых чисел: Главное квантовое число - n - описывает возможные энергетические состояния электрона в атоме. Побочное квантовое число — l — определяет форму электронной орбитали. Магнитное – квантовое число - m - определяет ориентацию магнитных орбиталей в пространстве. Спиновое квантовое число -  - характеризует собственное вращение электрона вокруг своей оси.
2. Сформулируйте закон Гесса и приведите уравнение для одного из его следствий.
Независимость теплоты химической реакции от пути процесса при p=const и T=const была установлена в первой половине XIX века русским ученым Г. И. Гессом:
Тепловые эффекты химических реакций, протекающих или при постоянном объеме, или при постоянном давлении, не зависят от числа промежуточных стадий и определяются точно начальными веществами и продуктами реакций, а также их физическим состоянием.
Закон Гесса позволяет рассчитывать теплоту реакции, если её экспериментальное определение затруднительно.
Анализ закона Гесса позволяет сформулировать следующие следствия:
Энтальпия реакции равна разности сумм энтальпий образования конечных и начальных участников реакций с учетом их стехиометрических коэффициентов: ΔH = ΣΔHобр.конечн – ΣΔHобр.нач
Энтальпия реакции равна разности сумм энтальпий сгорания начальных и конечных реагентов с учетом их стехиометрических коэффициентов. ΔH = ΣΔHсгор.нач – ΣΔHсгор.конечн
Энтальпия реакции равна разности сумм энергий связей Eсв исходных и конечных реагентов с учетом их стехиометрических коэффициентов. В ходе химической реакции энергия затрачивается на разрушение связей в исходных веществах (ΣEисх) и выделяется при образованиии продуктов реакции (–ΣEпрод). Отсюда ΔH° = ΣEисх – ΣEпрод
Энтальпия реакции образования вещества равна энтальпии реакции разложения его до исходных веществ с обратным знаком. ΔHобр = –ΔHразл
Энтальпия гидратации равна разности энтальпий растворения безводной соли ΔH° раств.б/с и кристаллогидрата ΔH° раств. крист
Одно из следствий закона Гесса говорит, о том, что Тепловой эффект реакции с участием органических веществ равен сумме теплот сгорания реагентов за вычетом теплот сгорания продуктов. При этом теплота сгорания определяется в предположении полного сгорания: углерод окисляется до CO2, водород − до H2O, азот − до N2 .
Тепловой эффект реакции окисления кислородом элементов, входящих в состав вещества, до образования высших оксидов называется теплотой сгорания этого вещества (ΔН0сг.). При этом очевидно, что теплоты сгорания O2, CO2, H2O, N2 принимаются равными нулю.
Например, теплоту сгорания этанола
C2H5OH(ж) + 3O2 = 2CO2 + 3H2O(г)
можно рассчитать по уравнению первого следствия:
ΔH0х.р. = ΔН0сг(C2H5OH) = 2ΔН0ƒ,(CO2) +3ΔН0ƒ,(H2O) − ΔН0ƒ,(C2H5OH).
Подставляя данные из табл. термодинамических констант некоторых веществ, получаем стандартную теплоту сгорания этанола
ΔН0сг (C2H5OH) = 2(−393,5) + 3(241,8) – (−277,7) = −1234,7 кДж/моль.
Значения теплот сгорания приведены в справочниках.
3. Напишите реакции, происходящие при разрядке свинцового аккумулятора.
Билет № 11
1. Назовите квантовые числа электрона в атоме и нарисуйте основные типы атомных орбиталей.
Состояние электрона в атоме описывается значением четырех квантовых чисел: Главное квантовое число - n - описывает возможные энергетические состояния электрона в атоме. Орбитальное(Побочное) квантовое число -l - определяет форму электронной орбитали. Магнитное квантовое число - m - определяет ориентацию магнитных орбиталей в пространстве. Спиновое квантовое число - - характеризует собственное вращение электрона вокруг своей оси.
S(орбитальное к.ч. 0) - Орбиталь максимально па ней находится 2 электрона
Р(орбитальное к.ч. 1) - Орбиталь максимально на ней находится 6 электронов
D(орбитальное к.ч. 2) -Орбиталь максимально на ней находится 10 электронов
F(орбитальное к.ч. 3) - Орбиталь максимально на ней находится 14 электронов
2. Формула Больцмана для энтропии как термодинамической вероятности состояния системы.
Энтропия (S) – это количественная мера степени неупорядоченности системы.
Зависит от температуры. Чем выше температура, тем выше степень неупорядоченности.
Молекулярную природу энтропии раскрыл австрийский физик Людвиг Больцман (1844-1906). Связь энтропии с молекулярным хаосом он описал формулой S=k*lnW, где W – термодинамическая вероятность, k – постоянная величина, называемая константой Больцмана, которая связана с газовой постоянной соотношением k=R/NA (NA – постоянная Авогадро) и равна 1.38*10-23 Дж/К
Энтропия скачкообразно изменяется при фазовых переходах вещества. Она повышается при плавлении, так как разрушается упорядоченная кристаллическая решетка, и ,особенно, при испарении, поскольку резко возрастает объем, доступный для хаотичного движения молекул. Процессы же кристаллизации и конденсации вещества, наоборот, приводят к уменьшению энтропии. Снижается она, хотя и не так резко, и при охлаждении газов, жидкостей, твердых тел. В идеально правильном кристалле при температуре абсолютного нуля (-2730С) энтропия равна нулю.
Прибора, который показывал бы величину энтропии, не существует. В то же время энтропию или ее изменение можно рассчитать. Например, увеличение энтропии вещества ΔS, вызванное добавлением количества теплоты ΔQ при температуре T, определяется по формуле: ΔS=ΔQ/T. Единицей измерения энтропии является Дж/К или Дж/(моль*К)
Критерий самопроизвольности процесса устанавливается вторым законом термодинамики. Он имеет несколько формулировок, равнозначность которых не всегда очевидна на первый взгляд. Впервые второй закон термодинамики был сформулирован в 1850 году Клазиусом: Тепло не может переходить самопроизвольно от менее нагретого тела к более горячему.
3. Напишите вариант реакции какого-нибудь металла-лантаноида или его окисла с водой. Определение амфотерности.
Л антаноиды – это 14 элементов, следующих за лантаном, у которых к электронной конфигурации лантана последовательно добавляются 14 4f-электронов. В свободном состоянии лантаноиды – весьма активные металлы. (В рядунапряжений они находятся значительно левее водорода), электродные
потенциалы лантаноидов составляют около –2,4 В). Поэтому все лантаноиды
взаимодействуют с водой с выделением водорода:
2Э + 6Н2О = 2Э(ОН)3 + 3Н2
2Nd + 6Н2О = 2Nd (ОН)3 +3Н2 (Неодим)
Амфотерность (от греч. amphoteros - и тот и другой) – способность некоторых химических соединений, напр. гидроксидов, аминокислот, взависимости от условий проявлять либо основные, либо кислотные свойства. Напр., в присутствии кислот Al(OH)3 ведет себя как основание
2Pm + 6Н2О = 2Pm (ОН)3 +3Н2 (Прометий)
2 Gd + 6Н2О = 2Pm (ОН)3 +3Н2 (Гадолиний)
2 Ho + 6Н2О = 2Но (ОН)3 +3Н2 (Гольмий)
2 Er + 6Н2О = 2Er (ОН)3 +3Н2 (Эрбий)
|Неодим |Nd |4f46s2 |+3 |
|Прометий |Pm |4f56s2 |+3 |
|Гадолиний |Gd |4f75d16s2 |+3 |
|Гольмий |Ho |4f116s2 |+3 |
|Эрбий |Er |4f126s2 |+3 |
|
