Вопросы к экзамену по дисциплине «Неорганическая химия» для подготовки бакалавров по направлению 190302.62(260100.62), 190303.62 (261700.62), 180301.62, 190304.62 (2608000.62), 380707.62
1. Протонно-нейтронная теория строения атомного ядра. Изотопы, изобары.
2. Распределение электронов в атомах элементов. Принцип Паули. Правило Гунда. Принцип наименьшей энергии. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 22 и 35.
3. Характеристика электронов четырьмя квантовыми числами. Принцип Паули. Правило Гунда. Принцип наименьшей энергии. Периодическая система Д. И. Менделеева и электронное строение атомов. Приведите примеры.
4. Относительные атомные и молекулярные массы. Молярная масса. Моль как мера количества вещества. Закон Авогадро. Молярный объем газа при нормальных условиях.
5. Основные законы химии. Закон сохранения массы и энергии, закон постоянства состава, закон Авогадро, закон эквивалентов.
6. Эквивалент, молярная масса эквивалента. Закон эквивалентов. Определение эквивалентов и молярных масс эквивалентов элементов, оксидов, гидроксидов, кислот и солей. Приведите примеры расчетов.
7. Структура периодической системы Д.И.Менделеева. Энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность. Изменение химических свойств элементов в периодах и группах.
8. Современная формулировка периодического закона Д.И.Менделеева. Сущность периодического закона в свете современной теории строения атома. Электронные семейства: s-, p-, d- и f-элементы. Их краткая характеристика. Приведите примеры.
9. Периодический закон Д.И.Менделеева. Строение периодической системы. Изменение металлических и неметаллических свойств элементов по периодам и группам. S-, p-, d- и f-электронные семейства, их характеристика. Приведите примеры.
10. Типы химической связи: ионная, ковалентная, донорно-акцепторная, металлическая связь. Приведите примеры.
11. Типы химической связи. Ковалентная химическая связь. Ее свойства: насыщаемость, направленность, поляризуемость. Приведите примеры.
12. Донорно-акцепторная химическая связь. Строение комплексных соединений. Комплексообразователь, лиганды, координационное число. Диссоциация комплексных соединений. Константа нестойкости.
13. Экзотермические и эндотермические химические реакции. Закон термохимии Гесса. Расчеты теплового эффекта химических реакций. Энтальпия. Понятие об изобарно-изотермическом потенциале и энтропии.
14. Скорость химических реакций. Факторы, влияющие на скорость реакции. Закон действующих масс. Правило Вант-Гоффа. Константа скорости реакции.
15. Обратимые химические реакции. Химическое равновесие, константа химического равновесия. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.
16. Растворы неэлектролитов. Упругость пара чистого растворителя и раствора. Температура замерзания и кипения растворов. Определение молекулярной массы вещества методами криоскопии и эбулиоскопии.
17. Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты, примеры. Напишите молекулярное и ионно-молекулярное уравнения реакций взаимодействия гидроксида аммония и хлорида железа (III).
18. Вода как электролит. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Шкала рН для нейтрального, кислого и щелочного растворов.
19. Слабые электролиты. Степень диссоциации и константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Влияние добавления одноименного иона на диссоциацию слабого электролита.
20. Гидролиз солей. Факторы, влияющие на гидролиз. Случаи гидролиза различных типов солей. Приведите примеры гидролиза по катиону и по аниону. Изменение рН раствора при гидролизе.
21. Жесткость воды. Временная и постоянная жесткость. Методы ее устранения.
22. Окислительно-восстановительные реакции. Степень окисления и ее определение. Классификация окислительно-восстановительных реакций. Сильные окислители и восстановители.
23. Понятие об электродных потенциалах. Ряд напряжений металлов. Разберите работу медно-цинкового гальванического элемента. Напишите электронные уравнения катодного и анодного процессов. ЭДС гальванического элемента. Уравнение Нернста.
24. Коррозия металлов. Химическая и электрохимическая коррозия. Процессы, происходящие на электродах микрогальванического элемента при коррозии технического цинка в кислой среде. Защита металлов от коррозии.
25. Понятие о катализе. Механизм действия катализаторов. Роль адсорбции в гетерогенном катализе.
1. Водород. Строение атома и степени окисления. Гидриды. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в реакции:
KH + H2O H2 + KOH
2. Бериллий. Строение атома и степени окисления. Оксид, гидроксид, соли. Отношение к кислотам и щелочам. Напишите уравнения реакций, которые необходимо провести для осуществления следующих превращений:
Be Be(NO3)2 Be(OH)2 K2[Be(OH)4]
3. Магний. Строение атома и степени окисления. Оксид, гидроксид, соли. Отношение к кислотам. Закончите уравнение реакции и уравняйте его методом электронного баланса:
Mg + HNO3 (очень разб.)
4. Щелочноземельные металлы. Строение атомов и степени окисления. Оксиды, гидроксиды и соли, их применение. Жесткость воды и ее устранение. Составьте уравнения реакций для осуществления следующих превращений:
Ca CaH2 Ca(OH)2 CaCO3 Ca(HCO3)2
5. Бор. Строение атома и степени окисления. Оксид бора и борная кислота. Соли бора и их применение в текстильной и легкой промышленности. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в реакции:
B + HNO3 H3BO3 + NO2
6. Углерод. Строение атома и степени окисления. Оксиды, водородные соединения. Угольная кислота и ее соли. Жесткость воды и методы ее устранения.
7. Азот. Строение атома и его степени окисления. Соединения азота с водородом. Синтез аммиака. Применение. Составьте электронные уравнения и расставьте коэффициенты в реакции:
NH4NO3 N2O + H2O
8. Азот. Строение атома и степени окисления. Оксиды, кислоты. Азотная кислота. Строение молекулы. Кислотные и окислительные свойства. Действие азотной кислоты на металлы и неметаллы. Закончите уравнения реакций и расставьте коэффициенты, используя метод электронного баланса:
Ag + HNO3(разб.) Cu + HNO3(конц.)
9. Фосфор. Строение атома и степени окисления. Соединения с водородом, оксиды, фосфорные кислоты и их соли. Фосфорные удобрения. На основе метода электронного баланса расставьте коэффициенты в уравнении реакции:
P + HNO3 + H2O H3PO4 + NO
10. Кислород. Строение атома и степени окисления. Перекись водорода и ее свойства. Расставьте коэффициенты в реакции, используя метод электронного баланса:
KMnO4 + H2O2 + H2SO4 MnSO4 + O2 + K2SO4 + H2O
11. Сера. Строение атома и степени окисления. Сероводород и сероводородная кислота, ее соли. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, протекающей по схеме:
H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
12. Сера. Строение атома и степени окисления. Оксиды и кислоты. Серная кислота, строение молекулы, получение и свойства. Действие серной кислоты на металлы и неметаллы. Напишите уравнения реакций взаимодействия концентрированной серной кислоты с медью, цинком. Уравняйте их с помощью метода электронного баланса.
13. Подгруппа серы. Строение атомов и степени окисления. Соединения с водородом. Оксиды и кислоты. Окислительно-восстановительные свойства соединений. Закончите уравнение реакции и вычислите коэффициенты, используя метод электронного баланса:
Ag + H2SO4 (конц.)
14. Сера. Строение атома и степени окисления. Оксиды, кислоты. Сернистая кислота, кислотные и окислительно-восстановительные свойства. Соли. Составьте электронные уравнения и расставьте коэффициенты в реакции:
K2SO3 K2S + K2SO4
15. Галогены. Строение атомов и степени окисления. Водородные и кислородные соединения галогенов на примере хлора. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в реакции:
Cl2 + KOH(горячий раствор) KCl + KClO3 + H2O
16. Бром и иод. Строение атомов и степени окисления. Галогенводородные кислоты и их соли, получение и применение. Оксиды и кислородсодержащие кислоты. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в реакции:
I2 + H2S S + HI
17. Подгруппа инертных элементов. Строение атомов и степени окисления. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в реакции:
KI + XeF4 I2 + Xe + KF
18. Подгруппа меди. Строение атомов и степени окисления. Отношение к кислотам. Оксиды, гидроксиды. Закончите уравнения реакций и расставьте коэффициенты, используя метод электронного баланса:
Cu + HNO3(разб.); Ag + H2SO4(конц)
19. Цинк. Строение атома и степени окисления. Оксид и гидроксид. Применение цинка и его соединений. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнениях реакций растворения цинка в концентрированной серной и разбавленной азотной кислотах.
20. Алюмингий. Строение атомов и степени окисления. Оксид и гидроксид. Закончите уравнение реакции и напишите его в ионной форме:
Al(OH)3 + KOH
21. Подгруппа германия. Строение атомов и степени окисления. Оксиды и гидроксиды. Полупроводниковые свойства германия и его применение. Напишите уравнения реакций, которые необходимо провести для осуществления следующих превращений:
Pb Pb(NO3)2 Pb(OH)2 K2[Pb(OH)4]
22. Хром. Строение атома и степени окисления. Оксиды, гидроксиды, кислоты. Зависимость свойств соединений хрома от степени окисления элемента. Применение соединений хрома в текстильной и легкой промышленности. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в реакции:
Cr2O3 + KOH + KClO3 K2CrO4 + KCl + H2O
23. Марганец. Строение атома и степени окисления. Оксиды, гидроксиды, кислоты. Зависимость свойств соединений от степени окисления марганца. На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в реакции:
KMnO4 K2MnO4 + O2 + MnO2
24. Железо. Строение атома и степени окисления. Получение и применение. Оксиды, гидроксиды и соли: зависимость свойств соединений от степени окисления железа. Напишите уравнения реакций, которые необходимо провести для осуществления следующих превращений:
Fe Fe(NO3)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
25. Железо, кобальт, никель. Строение атомов и степени окисления. Отношение к кислотам. Оксиды и гидроксиды. Напишите уравнения реакций, которые необходимо провести для осуществления следующих превращений:
Co Co(NO3)2 Co(OH)2 CoOHCl
Примерные задачи по дисциплине «Неорганическая химия» для подготовки бакалавров
1. Определите рН 0,01 М соляной кислоты (a = 1).
2. Определите рН 0,01 М азотной кислоты (a = 1).
3. Какой объем 30 % серной кислоты с плотностью 1,5 г/см3 необходим для приготовления 2 л 10 % серной кислоты с плотностью 1,1 г/см3?
4. До какого объема необходимо разбавить 500 см3 20 % раствора хлорида натрия с плотностью 1,152 г/см3 чтобы получить 4,5 % раствор с плотностью 1,029 г/см3?
5. Смешали 200 см3 50 % серной кислоты с плотностью 1,4 г/см3 и 300 см3 96 % серной кислоты с плотностью 1,84 г/см3. Найдите процентную концентрацию серной кислоты после смешения.
6. К 500 см3 раствора с плотностью 1,092 г/см3 и массовой долей гидроксида калия 0,1 прибавили 200 см3 раствора с плотностью 1,045 г/см3 и массовой долей гидроксида калия 0,05 и разбавили водой до 2 л. Найдите молярную концентрацию гидроксида калия в полученном растворе.
7. Раствор нитрата калия содержит 192,6 г соли в 1 л. Плотность раствора 1,14 г/см3. Определите процентную, молярную, моляльную концентрации нитрата калия и титр раствора.
8. В 750 г раствора содержится 10 г серной кислоты. Плотность раствора 1,2 г/см3. Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента серной кислоты.
9. Вычислите молярную концентрацию, молярную концентрацию эквивалента и титр раствора с массовой долей ортофосфорной кислоты 0,4 и плотностью 1,24 г/см3.
10. Определите молярную концентрацию эквивалента 2М серной кислоты.
11. Какой объем 2 Н раствора гидроксида кальция необходим для нейтрализации 200 см3 1 Н азотной кислоты.
12. Определите эквиваленты и молярные массы эквивалентов ортофосфорной кислоты в реакциях:
H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O; H3PO4 + KOH = KH2PO4 + H2O
13. Укажите величины эквивалентных объемов газов: водорода, кислорода? Какой объем водорода при нормальных условиях выделится при растворении в разбавленной серной кислоте 6 г металла, молярная масса эквивалента которого равна 12 г/ моль?
14. Какой объем ацетилена можно получить при нормальных условиях при действии воды на 100 г карбида кальция, содержащего 4 % примесей?
15. Какой объем диоксида углерода при нормальных условиях образуется при разложении 150 г мела (CaCO3), имеющего 6 % некарбонатных примесей?
16. К 1м3 жесткой воды прибавили 132,5г карбоната натрия. На сколько понизилась жесткость этой воды?
17. Напишите выражение для скорости реакции растворения магниевых опилок в соляной кислоте. Как изменится скорость реакции при увеличении концентрации кислоты в 3 раза?
18. Как изменится скорость химической реакции, протекающей в газовой фазе, при уменьшении температуры на 40о С, если температурный коэффициент равен 3?
19. Напишите выражение для константы равновесия системы H2 + I2 ↔ 2HI. В какую сторону сместится равновесие системы при увеличении концентрации водорода? Иодистого водорода?
20. Напишите термохимическое уравнение реакции горения метана, в результате которой образуются пары воды и газообразный диоксид углерода. Вычислите ΔН этой реакции, если ΔHo298CH4 = -84,67 кДж/моль, ΔHo298CО2 = -393,51 кДж/моль, ΔHo298Н2О(г) = -241,83 кДж/моль.
21. Вычислите температуру кипения 5 % раствора нафталина С10Н8 в бензоле, если температура кипения чистого бензола равна 80,2о С, а эбулиоскопическая константа его 2,57.
22. Гальванический элемент имеет схему:
Ag | 0,1M AgNO3 || 0,001M AgNO3 | Ag. Определите анод и катод и вычислите ЭДС данного гальванического элемента, напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов.
23. Вычислите ЭДС гальванического элемента, имеющего следующую схему:
(—) Co | CoSO4 || CuSO4 | Cu (+) при концентрации [Со2+] = 0,01 моль/л, [Сu2+] = 0,001 моль/л. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
24. Какие вещества и в каком количестве выделятся на угольных электродах при электролизе раствора нитрата калия в течение 20 минут при силе тока 1А? Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов.
25. Какой газ и в каком объеме выделится на аноде при электролизе раствора хлорида натрия при силе тока 6 А в течение 1 час?