ХИМИЯ
Примерные вопросы для подготовки к экзамену
Понятие о материи и веществе. Предмет химии. Роль химии в развитии машиностроения.
Основные понятия химии: химические явления, простое и сложное вещество, химический элемент, металлы и неметаллы. Атомная, молекулярная; молярная массы, единицы их измерения, моль.
Стехиометрические законы химии с позиции атомно-молекулярного учения: закон постоянства состава, закон сохранения массы вещества, закон кратных отношений, закон Авогадро и следствия из него, закон объемных отношений.
Закон эквивалентов. Химический эквивалент. Расчет мольной массы эквивалента: элемента, оксида, основания, кислоты, соли.
Классы неорганических соединений: оксиды, основания, кислоты, соли. Их номенклатура.
Понятие о термохимии. Закон Гесса и его следствия.
Понятие о термодинамике. Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия. Энтальпия.
Второй закон термодинамики. Энтропия. Энергия Гиббса. Направленность химических процессов.
Химическая кинетика. Скорость химических реакций. Зависимость скорости реакции от различных факторов: концентрации веществ (закон действия масс), температуры (правило Вант-Гоффа), размера реагирующих веществ, катализаторов. Цепные реакции. Колебательные реакции.
10. Химическое равновесие. Принцип Ле-Шателье. Влияние температуры, концентрации веществ и давления на химические равновесие. Константа равновесия.
11. Развитие представлений о строении атома. Модели строения атома Томсона и Резерфорда.
Квантовый характер излучения. Уравнение Планка. Модели строения атома Бора-Зоммерфельда.
Корпускулярно-волновые свойства микрочастиц. Волновое уравнение Луи де Бройля. Принцип неопределенности Гейзенберга. Волновое уравнение Шредингера.
Квантовые числа, описывающие движение электронов в атоме: главное, орбитальное, магнитное, спиновое.
Составление электронных формул атомов современной модели строения атома: порядок заполнения электронных уровней и подуровней атома, принцип Паули, правило Гунда, принцип наименьшей энергии и два правила Клечковского.
Состав ядра (теория Иваненко и Гапона). Тины ядерных реакций. Закон сохранения массы и заряда.
Естественная радиоактивность. Виды радиоактивного распада. Период полураспада. Правило смещения Содди и Фаянса.
Искусственная радиоактивность. Термоядерные реакции.
Изотопы. Элементы-одиночки и элементы-плеяды. Устойчивые и радиоактивные изотопы. Использование изотопов в науке и технике.
Диэлектрическое развитие периодического закона Д.И. Менделеева на основе закона Мозли и электронного строения атома.
21. Принцип построения периодической системы Д.И. Менделеева на основе электронных оболочек атома.
22. Энергетические характеристики атомов: энергия ионизации, энергия сродства к электрону, электроотрицательность.
Изменения химических свойств элементов и атомных радиусов элементов по периодам и группам в периодической системе Д.И. Менделеева.
Химическая связь. Энергия связи и длина связи. Типы химической связи: ковалентная, ионная, металлическая. Свойства ковалентной связи.
Гибридизация атомных орбиталей и строение простых молекул.
Водородная химическая связь. Межмолекулярное взаимодействие (ван-дерваальсовая связь).
Растворы. Физическая и химическая теория растворов. Сольваты, гидраты, кристаллогидраты. Растворимость.
Классификация растворов. Концентрация растворов: процентная, молярная, эквивалентная (нормальная), моляльная, в мольных долях, титр.
Неэлектролиты. Законы Рауля (тонометрический, криометрический, эбу-лиометрический) и осмотический закон Вант-Гоффа, характеризующие свойства разбавленных растворов неэлектролитов.
Электролиты. Теория электролитической диссоциации Аррениуса. Причины диссоциации электролитов. Изотонический коэффициент.
Состояние сильных электролитов в растворах: кажущаяся степень диссоциации, ионная среда растворов (ионная сила растворов).
Электролитическая диссоциация воды, Водородный и гидроксидный показатели. Индикаторы.
Ионно-молекулярные реакции. Произведение растворимости.
Гидролиз солей. Типы гидролиза.
Степень окисления. Окислительно-восстановительные реакции. Типы окислительно-восстановительных реакций. Определение окислительно-восстановительных свойств элементов.
Методы составления окислительно-восстановительных реакций: электронного баланса и электронно-ионный метод.
Химические электроды. Электродные потенциалы. Ряд стандартных электродных потенциалов, его особенности. Формула Нернста.
Гальванические элементы. Определение ЭДС гальванического элемента. Явления поляризации и деполяризации в гальваническом элементе.
Свинцовый и железо-никелевый аккумуляторы. Их применение.
Электролиз. Последовательность разряда катионов и анионов на электродах. Законы Фарадея.
Особенности электролиза водных растворов и расплавов солей. Применение электролиза.
Коррозия металлов. Вида коррозии. Электрохимическая коррозия металлов с водородной и кислородной деполяризацией.
Защитные свойства оксидных пленок. Действие природной воды на металлические конструкции.
Методы защиты металлов от коррозии: металлические и неметаллические покрытия, катодная и анодная защита, протекторная защита.
Химические и физические свойства металлов. Простые соединения металлов с окислительными элементами: оксиды, гидроксиды, сульфиды, нитриды, карбиды, галиды.
Распространение и формы нахождения металлических элементов в природе.
Методы получения чистых металлов (обогащение, пирометаллургия, гидрометаллургия) и особочистых металлов (электронно-лучевая плавка, зонная плавка, переплав в вакууме, термическое разложение летучих соединений металлов).
Металлическая связь. Кристаллическая структура металлов. Тины кристаллических решеток металлов.
Легкие конструкционные металлы: магний, бериллий, алюминий, титан. Электронное строение атомов и степени окисления. Взаимодействие с кислотами, щелочами и кислородом. Нахождение в природе, получение и применение.
Тяжелые конструкционные металлы: хром, марганец. Электронное строение атомов и степени окисления. Химические соединения. Нахождение в природе, получение и применение.
Железо, кобальт, никель. Электронное строение атомов и степени окисления. Химические соединения. Нахождение в природе, применение.
Медь. Электронное строение атомов и степени окисления. Химические соединения. Нахождение в природе, получение и применение.
Полимеры. Олигомеры. Методы синтеза полимеров.
Применение полимерных материалов в машиностроении.
Химия и экология окружающей среды.
5.4 Образцы задач, предлагаемых на экзамене
Напишите электронную формулу химического элемента (например, свинца). Сколько энергетических уровней в этом атоме? Сколько электронов находится на третьем энергетическом уровне?
Мельхиор – сплав с массовой долей меди 80%, никеля – 20%. Определите массу никеля и меди для получения мельхиора массой 200 кг.
Вычислите тепловой эффект реакции образования карбоната кальция из оксида кальция и диоксида углерода, используя табличные данные термодинамических характеристик веществ.
Определите массу раствора гидроксида калия, необходимого для нейтрализации 50 мл 0,2М раствора азотной кислоты.
Определите молярную концентрацию 1л 20%-ного раствора соляной кислоты плотностью 1,18г/мл.
Какой объем воды нужно подвергнуть электролизу, чтобы получить водород, необходимый для восстановления 0,02 кг оксида меди. Составьте схему электролиза воды.
Рассчитайте ЭДС гальванического элемента, состоящего из цинкового и свинцового электродов по значениям стандартных потенциалов.
|