Модуль IV. Химия неорганических соединений
Протолитическая теория кислот и оснований.
Протолитическая теория Бренстеда-Лоури.
Понятие кислоты и основание согласно протолитической теории.
Сила кислот и оснований.
Роль растворителя в кислотно-основном взаимодействии.
Диссоциация комплексных соединений. Константа нестойкости.
Комплексные соединения. Структура комплексных соединений.
Диссоциация комплексных соединений.
Понятие о константе нестойкости.
Расчет состава растворов комплексных солей.
Применение галогенов. Водород - топливо будущего.
Биологическое значение и применение галогенов и их соединений.
Галоге́нная ла́мпа.
Производство тефлона, фторопластов, фторкаучуков, фторсодержащих органических веществ.
Получение хлорсодержащих органических соединений, волокон, пластиков.
Применение соединений хлора в текстильной промышленности в качестве отбеливающих агентов.
Применение солей брома в спектроскопии.
Применение водорода.
Можно ли рассматривать водород как замену горючего в двигателях внутреннего сгорания. Преимущества и недостатки водорода как энергоносителя.
Биологическая роль простых веществ и соединений, образованных галогенами.
Значение йода в организме человека.
Последствия аварии на Чернобыльской АЭС. Роль изотопа 131I.
Отравляющее действие соединений хлора : фосген, иприт, люизит.
Применение хлорной извести.
Значение открытия хлороформа в хирургии.
Действие брома на организм человека.
Подгруппа селена, соединения атомов элементов подгруппы.
Свойства селена. Нахождение селена в земной коре.
Применение селена в полупроводниковой технике, фотографии, стекольной промышленности и т.д.
Свойства теллура. Нахождение теллура в земной коре.
Водородные соединения селена и теллура.
Действие соединений селена и теллура на организм человека.
Мышьяк, сурьма, висмут и их основные соединения
Распространенность элементов в земной коре.
Мышьяк, сурьма и висмут как представители токсических элементов.
Применение сурьмы в металлургической промышленности. Сплавы сурьмы.
Сплавы висмута. Применение в стекловарении, керамике, в фармацевтической промышленности и т.д.
Галлий, индий, таллий и их соединения.
Открытие галлия, индия и таллия.
Производство и рынок галлия.
Арсенид галлия и его применение.
Применения галогенидов таллия в оптике.
Технология получения индия. Применение в металлургии, ядерной энергетике, электронике, медицине, оптике.
Химия f-элементов: лантаноиды и актиноиды.
Особенности строения атома f-элементов. Электронные формулы.
Нахождение f-элементов в природе
Приведите примеры синтеза трансурановых элементов.
Актиноиды. Работы И.В. Курчатова, Г.Н. Флерова, Г. Сиборга.
Примерные варианты контрольных работ
Работа 1.
Сформулируйте принцип минимума энергии, а также правило Клечковского, которое считают дополнением принципа минимума энергии для многоэлектронных атомов. Приведите последовательность согласно которой заполняются электронами 2s,2p,3s,3p,3d,4s,4p,4d,4f.
Составьте электронные формулы элементов в стационарном состоянии, постройте диаграммы заполнения валентных АО для элементов: Ta, Te, Cu.
Какая зависимость существует между радиусом атома и первым потенциалом ионизации атома в стационарном состоянии. Чем она вызвана? Почему медь имеет меньший атомный радиус чем калий, хотя на внешнем энергетическом уровне их электронная конфигурация одинакова – 4s1? Как изменяется при этом энергия ионизации при переходе от калия к меди?
Какой комплекс свойств элементов называют металлическими? Как меняются металлические свойства в ряду: Ti, Zr, Hf ?
С чем связано явление внутренней периодичности для элементов малых периодов?
Работа 2
Объясните, почему физические свойства угарного газа и азота – простого вещества очень близки:
|
СО
|
N2
|
Длина связи, пм
|
113
|
110
|
Энергия связи, кДж/моль
|
1071
|
941
|
Температура плавления, К
|
66
|
63
|
Температура кипения, К
|
83
|
77
|
Дайте полную характеристику химической связи в методе ВС в соединении – СOCl2
Какой смысл вы вкладываете в понятия: полярность частицы и полярность связи? Сравните данные характеристики для частиц: NH3 и PH3; CO2 и SO2 .
С позиции метода МО ЛКАО покажите возможность существования молекулярных ионов H2+ и Hе2+, каким числом электоронов обусловлена связь в каждом ионе? Почему молекула водорода - простого вещества двухатомна, а гелия – одноатомна?
Как меняется характер химической связи в гидроксидах в ряду: NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3? Чем обусловлены различные свойства этих соединений, в частности – растворимость в воде, устойчивость к действию высоких температур и др.?
Работа 3.
1. Чему равен тепловой эффект химической реакции в изохорно-изотермных и изобарно-изотермных условиях? От чего зависит тепловой эффект химической реакции в изобарно-изотермных условиях? Сколько выделится теплоты при сжигании в атмосфере хлора железа массой 11,2 г, если при этом образуется хлорид железа(III) и поддерживается р=101,3 кПа, Т=298К.
2. Укажите знак изменения энтропии в процессах: а) таянья льда; б) кипения воды; в) синтеза аммиака; г) образования хлорида аммония из аммиака и хлороводорода? Поясните свой ответ.
3. Возможно ли самопроизвольное протекание процесса в стандартных условиях: СО+2H2CH3OH
4. Сформулируйте закон действия масс? Выразите Кn, Kp, Kc для реакции: 2NO(г)+2H2(г)N2(г)+2H2O(г). Начальные концентрации в гомогенной системе при некоторой температуре для оксида азота, водорода и воды были соответственно равны: 0,10;0,05; 0,10 моль/л. Вычислите равновесные концентрации N2, H2, H2O, если равновесная концентрация [NO]=0,07 моль/л. Чему равна Кс?
5. Как повлияет на состояние равновесие в реакции: а)PCl3(г)+Cl2PCl5(к)=-732кДж б)MgCO3(к)MgO(к)+CO2(г), =102 кДж , понижение температуры, повышение давления?
Период полураспада радиоактивного углерода 14С равен 5600 лет. В живом организме за счет обмена веществ поддерживается постоянное количество 14С. В останках мамонта содержание 14С составило 1/32 от исходного. Определите, когда жил мамонт.
Для практической остановки реакции применяют быстрое охлаждение реакционной смеси ( «замораживание реакции»). Определите во сколько раз изменится скорость реакции при охлаждении реакционной смеси с 40 до -10 С, если температурный коэффициент реакции 2,7.
Работа 4.
1. Определите массу (в граммах) 4%-ного раствора нитрата калия, приготовленного путем разбавления водой из 20 г 15%-ного раствора того же вещества.
2. В лаборатории имеются растворы с массовой долей хлорида натрия 10 и 20%. Какую массу каждого раствора надо взять для получения раствора с массовой долей соли 12% массой 300г?
3. Сильный электролит – это
1) C6H5OH
2) CsOH
3) CH3COOH
4) HClO
4. Степень электролитической диссоциации α = 0 соответствует
1) сильному электролиту
2) слабому электролиту
3) неэлектролиту
4) любому веществу в растворе
5. Уравнение электролитической диссоциации cульфата алюминия выглядит следующим образом:
6. Не могут одновременно находиться в растворе
1) Na+, Fe2+, SO42-, NO3-
2) H+, SO42-, NO3-, Cl-
3) Ca2+, K+, Cl-, NO3-
4) Cu2+, Na+, SO42-, CO32-
7. Число ионов в сокращенном ионном уравнении реакции взаимодействия между серной кислотой и оксидом алюминия равно
1) 12
2) 9
3) 8
4) 4
8. Сокращенное ионное уравнение Н+ + ОН- ↔ Н2О соответствует реакции
1) KOH + H2SO4 →
2) NH4OH + H2SO4 →
3) Fe(OH)2 + H2SO4 →
4) Ba(OH)2 + H2SO4 →
9. Приведите молекулярные и сокращенные ионные уравнения реакций 1) CuSO 4 + Na 2S → 2) НNO 3 + Cu(ОН) 2→ 3) FeCl 3 + KOH → 4) Na 2SО 3 + HCl → 10. Путем выпаривания досуха 200 г насыщенного при 10 оС раствора хлорида натрия получено 52,6 г соли, растворимость хлорида натрия в воде при 10 оС…………………………… 11. Какова среда в растворах, полученных при растворении в воде: а)гидрокарбоната калия, б)хлорида алюминия, в)нитрата калия, г)нитрида кальция? Составьте ионные уравнения реакций, подтверждающие ваш выводы. 12. Растворимость хлорида серебра в его насыщенном растворе, и в 0,1 М растворе хлорида натрия…. 13. рН 0,01М раствора гидроксида бария………………………… 14. Раствор глюкозы изотоничный 0,9%-ному раствору поваренной соли это: 1) 0,9%-ный раствор 3) 0,102 молярный раствор 2) раствор с концентрацией 0,205моль/л 4) раствор с такой же плотностью Работа 5.1. Разделите вещества Cr 2(SO 4) 3, CrO 3, K 2CrO 4, Cr, CrCl 2, K 2Cr 2O 7 на три группы:
вещества, имеющие только окислительные свойства;
вещества, имеющие только восстановительные свойства;
вещества, имеющие как окислительные, так и восстановительные свойства.
2. В уравнениях окислительно-восстановительных реакций расставьте коэффициенты электронно-ионным методом (методом полуреакций), определите окислитель и восстановитель, рассчитайте э.д.с. реакции. 1) H 2O 2 + KMnO 4 → 2) I 2 + Cl 2 + H 2O → 3) KMnO 4 + HCl → 3. Допишите левую часть уравнения окислительно-восстановительной реакции, расставьте коэффициенты:→ Na 2SO 4 + MnO 2 + KOH. Докажите возможность протекания этого процесса в заданном направлении, вычислите 0, G 0, 0K 4. Какие процессы будут происходить при электролизе водных растворов AuCl 3, ZnSO 4, Ni(NO 3) 2 (электроды инертные). Напишите уравнения реакций. 5. При электролизе 10 %-ного раствора сульфата калия массой 1700 г получили на аноде газ объемом 280 л (н.у.). После этого электролиз прекратили. Вычислите массовую долю соли в оставшемся растворе и объем газа, выделившегося на катоде. 6. Составьте схему коррозионного процесса, протекающего в почвенном растворе с рН=8, стальной конструкции, защищенной с помощью магниевого протектора.
Работа 6.
Назовите [Ni(H2O)(CN)5]3-
Назовите [Ru3(CH3COO)6O]+
Приведите формулу дифтородиоксоиодат(V)-иона
По методу валентных связей предскажите тип гибридизации атомных орбиталей комплексообразователя и геометрическую форму следующих диамагнитных комплексов катиона диамминсеребра(I)
Укажите, какие из перечисленных комплексов диамагнитны: а) [Sc(OH)6]3-; [Ti(H2O)6]3+; [TiCl6]2-
Приведите формулы изомеров [Pt(NH3)2(N2H4)2]
Приведите формулы константы комплексообразования, константы устойчивости и константы нестойкости, комплекса образующегося при растворении хлорида серебра в растворе тиосульфата натрия
Назовите вещества, укажите соответствие классификационной группе
А КClO4
|
В (NH4)2HPO4
|
Б Cl2O
|
Г H2SeO4
|
Приведите формулы по названию
А гидроксокарбонат меди(II)
|
В силицид магния
|
Б фосфорноватистая кислота
|
Г гипохлорит натрия
|
Приведите уравнения реакций, характеризующие свойства кислородсодержащей одноосновной сильной кислоты.
Приведите уравнения реакций получения гидроксида железа(III)
Опишите кислотно-основные свойства гидросульфит-иона.
Работа 7.
Напишите уравнения реакций:
S+H2 CaCl2+AgNO3 SiCl4+H2O J2+HNO3 Сl2O7+KOH
KH+H2O Ag2O+H2 POCl3+KOH Br2+KI Br2+Ag
2. Закончите уравнения возможных реакций:
Br2+KOH (гор. р-р)
KClO КСlO+HCl
KI+HNO3(конц) CrO3+HBr
Зловонную жидкость, образовавшуюся при взаимодействии бромистого водорода с перманганатом калия, отделили и нагрели с железной стружкой. Продукт реакции растворили в воде и добавили к нему раствор гидроксида цезия. Образовавшийся осадок отфильтровали и прокалили. Напишите уравнения описанных реакций.
Расположите в порядке усиления: а) восстановительных свойств галогенид-ионов; б) силы кислородсодержащих кислот хлора в 0,1 моль/л растворе; в)растворимости галогенов в воде.
Как получают фтороводород в лаборатории? Почему так нельзя получить йодоводород?
|
