Окислительно-восстановительные реакции

Класс. Программа экзамена

Основные понятия, определения и законы химии

Атом, молекула, ион, радикал. Простое вещество, сложное вещество.Относительная атомная масса и молекулярная масса. Моль, молярная масса. Массовая доля, объемная доля, молярная доля. Законы сохранения массы и энергии.Закон Авогадро.

Строение атома

Строение ядер атомов химических элементов.Изотопы.Квантовые числа: главное, орбитальное, магнитное, спиновое. Электронные уровни, подуровни и орбитали. Заполнение энергетических уровней. Принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Хунда, правила Клечковского. Электронные формулы. Электронно-графическая конфигурация.Энергия связи ядра. α -Распад и β -распад. Период полураспада.

Периодический закон и Периодическая система элементов Д. И. Менделеева

Современная формулировка Периодического закона. Периодическая система. Период, группа, подгруппы. Периодичность: вертикальная, горизонтальная, диагональная, звездная.Связь свойств элементов с их положением в Периодической системе. Зависимость свойств соединений элементов с водородом и кислородом от их положения в Периодической системе.

Химическая связь

Типы химических связей: ковалентная, ионная, металлическая, водородная.Несколько механизмов образования ковалентной связи — обменный, донорно-акцепторный и дативный. Два способа разрыва ковалентной связи: гомолитический и гетеролитический. Ионная связь. Координационное число иона. Ковалентный и ионный радиус. Водородная связь внутри и межмолекулярная.Гибридизация орбиталей.Кристаллические решетки: молекулярные, ионные, атомные, металлические. Зависимость типа кристаллических решеток и физических свойств веществ от типа связи.

Энергетика химических реакций

Теплота реакции и энтальпия. Экзотермические и эндотермические реакции.. Энтальпия образования, сгорания, химической связи и фазовых переходов. Закон Гесса.

Химическая кинетика

Гомогенные и гетерогенные реакции. Скорость химической реакции; факторы, влияющие на нее. Закон действующих масс. Константа скорости химической реакции. Зависимость скорости реакции от температуры: правило Вант-Гоффа. Энергия активации. Положительный и отрицательный катализ. Катализаторы и ингибиторы. Гомогенный и гетерогенный катализ.

Химическое равновесие

Обратимые и практически необратимые процессы. Кинетический подход к состоянию химического равновесия. Константа равновесия. Закон действующих масс. Факторы, влияющие на равновесие. Смещение равновесия. Принцип ЛеШателье.

Растворы

Классификация дисперсных систем по размеру частиц дисперсной фазы: грубодисперсные, микрогетерогенные, ультрамикрогетерогенные, истинные растворы.Тепловые эффекты при растворении. Кристаллогидраты. Растворимость; факторы, от которых она зависит. Способы выражения состава растворов: молярная и массовая концентрации, массовая доля. Растворы разбавленные и концентрированные, насыщенные, ненасыщенные и пересыщенные.

Растворы электролитов

Электролитическая диссоциация. Диссоциация полярных молекул и ионных веществ.Степень диссоциации. Сильные и слабые электролиты, неэлектролиты. Полная и ступенчатая диссоциации. Константа диссоциации. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный (рН) и гидроксидный (рОН) показатели. Химические свойства кислот, оснований и солей в свете теории электролитической диссоциации. Реакции ионного обмена в водных растворах электролитов, условия их необратимости. Ионно-молекулярныеуравнения.Гидролиз солей. Способы смещения равновесия гидролиза.

Окислительно-восстановительные реакции

Процессы окисления и восстановления. Окислители и восстановители. Классификация окислительно-восстановительных реакций: межмолекулярные и внутримолекулярные, диспропорционирования и конпропорционирования. Электронный и электронно-ионный баланс как методы уравнивания окислительно-восстановительных реакций.Электролиз растворов и расплавов. Растворимые и инертные электроды. Процессы на катоде и аноде.

Пример билета (задания 1-20 обязательны, задания 21-25 желательны для выполнения)

1. Установите соответствие между частицей и ее электронной конфигурацией.

ЧАСТИЦА ЭЛЕКТРОННАЯ КОНФИГУРАЦИЯ

1) S⁺⁴ A) 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 р ³

2) Сl⁺³ Б) 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²3 p ²

3) Р⁰ B) 1 s ²2 s ²2 p ⁶3 s ²

4) N^–2 Г) 1 s ²2 s ²2 p ⁶

Д) 1 s ²2 s ²2 p ⁵

2. В ряду химических элементов Na → Mg → Al → Si:

1) увеличивается число энергетических уровней в атомах

2) усиливаются металлические свойства элементов

3) увеличивается высшая степень окисления элементов

4) ослабевают металлические свойства элементов

5) увеличивается электроотрицательность

Ответ:_________________ (Запишите цифры в порядке возрастания.)

3. Найдите верные утверждения:

1) Вещества с молекулярной кристаллической решеткой имеют низкие температуры плавления и низкую электропроводность.

2) Вещества с атомной кристаллической решеткой пластичны и обладают высокой электрической проводимостью.

3) Вещества с атомной кристаллической решеткой твердые, тугоплавкие, не растворяются в воде.

4) Вещества с ионной кристаллической решеткой пластичны.

5) Все вещества с металлической кристаллической решеткой имеют высокие температура плавления.

Ответ:_________________.(Запишите цифры в порядке возрастания.)

4. В соответствии с термохимическим уравнением:

2 Na_(к) + С1_2(г) = 2 NaCl_(к) + 411.3 кДж при выделении 205.65 кДж теплоты:

1) образуется 1 моль NaCl 2) образуется 0.5 моль NaCl

3) расходуется 11.2 л хлора (н.у.) 4) расходуется 22.4 л хлора (н.у.)

Ответ:_________________.(Запишите цифры в порядке возрастания.)

5. Скорость гомогенной химической реакции соответствует изменению:

1) концентрации вещества в единицу времени

2) количества вещества в единице объема

3) массы вещества в единице объема

4) количества вещества в единице объема в единицу времени

5) количества вещества в единицу времени

Ответ:_________________.(Запишите цифры в порядке возрастания.)

6. В какой системе одновременное увеличение давления и понижение температуры смещает химическое равновесие в сторону продуктов реакции?

1) 2SО_2(г) + О_2(г)⇆ 2SО_3(г) +Q 3) CО_2(г) + 2С_(тв)⇆ 2СО_(г) – Q

2) N_2(г) + О_2(г)⇆ 2NO_(г) – Q 4) N_2(г) + 3Н_2(г)⇆ 2NH_3(г) + Q

5) 2НСl_(г) ⇆ Н_2(г) + Сl_2(г) – Q

Ответ:_________________.(Запишите цифры в порядке возрастания.)

7. Диссоциация по трем ступеням возможна в растворе:

1) хлорида алюминия 2) нитрата алюминия 3) ортофосфата калия

4) ортофосфорной кислоты 5) борной кислоты (Н₃ВО₃)

Ответ:_________________.(Запишите цифры в порядке возрастания.)

8. Установите соответствие между сокращенными ионными уравнениями реакций обмена и веществами, вступающими в реакцию.

СОКРАЩЕННЫЕ ИОННЫЕ УРАВНЕНИЯ РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА

А) Са²⁺ + СО₃^2–→CaCО₃ 1) H₂SО₄ и ВаСl₂

Б) Н⁺ + ОН^–→ Н₂О 2) Na₂S и Cd(NО₃)₂

В) Ba²⁺+SO₄^2–→ BaSО₄ 3) CdCl₂ и K₂SО₄

Г) Cd²⁺ + S^2–→CdS 4) Ва(ОН)₂ и НСl

5) Na₂CО₃ и СаВr₂

6) NaOH и ВаСl₂

7) Ca(NО₃)₂ и НСООН

А	Б	В	Г

9. Установите соответствие между формулой соли и типом гидролиза этой соли в водном растворе.

ФОРМУЛА СОЛИ ТИП ГИДРОЛИЗА

A) Cr₂S₃ 1) гидролизуется по катиону

Б) АlС1₃ 2) гидролизуется по аниону

B) K₂SО₄ 3) гидролизуется по катиону и аниону

Г) Na₃PО₄ 4) не гидролизуется

A	Б	В	Г

10. Установите соответствие между названием соли и реакцией среды ее водного раствора.

НАЗВАНИЕ СОЛИ РЕАКЦИЯ СРЕДЫ

А) нитрат калия 1) кислая

Б) сульфит натрия 2) нейтральная

В) силикат натрия 3) щелочная

Г) сульфат меди(II)

А	Б	В	Г

11. Установите соответствие между схемой химической реакции и изменением степени окисления окислителя.

СХЕМА РЕАКЦИИ ИЗМЕНЕНИЕ СТЕПЕНИ ОКИСЛЕНИЯ ОКИСЛИТЕЛЯ

А) МnСО₃ + KСlО₃ → МnО₂ + KCl + СО₂ 1) Сl⁰ → Сl^–

Б) Сl₂ + I₂ + Н₂О → НСl + НIO₃ 2) Мn⁺⁶ → Мn⁺⁴

В) K₂МnО₄ + Н₂О → KМnО₄ + МnО₂ + KОН 3) Сl⁺⁵ → Сl^–

Г) Na₂SО₃ + KMnО₄ + KОН → Na₂SО₄ + K₂MnО₄ + Н₂О 4) Мn⁺⁷ → Мn⁺⁶

5) Мn⁺²→ Мn⁺⁴

6) S+⁴→S⁺⁶

А	Б	В	Г

12. Установите соответствие между формулой соли и продуктом, образующимся на инертном аноде при электролизе её водного раствора.

ФОРМУЛА СОЛИ ПРОДУКТ, ОБРАЗУЮЩИЙСЯ НА АНОДЕ

А) Rb₂SO₄ 1) метан

Б) CH₃COOK 2) сернистый газ

В) BaBr₂ 3) кислород

Г) CuSO₄ 4) водород

5) бром

6) этан и углекислый газ

А	Б	В	Г

13. Впишите пропущенные формулы электролитов в следующие уравнения химических реакций:

a) NaCl +... → NaNO₃ +...

б) NaHCO₃ +... →... + CO₂↑ +...

в) NaHCO₃ +... → Na₂CO₃ +...

г) H₂SO₄ +... →... + CO₂↑ +...

д) (NH₄)₂SO₄ +... → NH₃↑ +... +...

е) NaH₂PO₄ +... → Na₂HPO₄ +...

ж) Na₃PO₄ +... → Na₂HPO₄ +...

Напишите для них краткие ионные уравнения.

14. Смесь азота с кислородом объемом 31.36 л (н.у.) имеет плотность 1.3775 г/л. Определите: массу смеси, объемные доли газов, плотность смеси по аргону.

15. Определите формулу кристаллогидрата соли, если известно, что массовые доли натрия, углерода, водорода и кислорода в нем составляют 16.08; 4.196; 6.933 и 72.73 %, соответственно.

16. Реакция при температуре 40°C протекает за 3 часа. Температурный коэффициент реакции равен 3. За какое время завершится реакция при 60°C?

17. При образовании 3.4 г аммиака (NH₃) выделяется 9.8 кДж теплоты. Рассчитайте стандартную теплоту образования аммиака и напишите термохимическое уравнение соответствующей химической реакции.

18. 58.66 г 0.75 M раствора фосфата натрия с плотностью 1.1 г/мл добавили к 39 мл раствора хлорида бария с массовой долей соли 20% и плотностью 1.2 г/мл. Определите массу осадка и массовые доли солей в конечном растворе.

19. Электролиз 585 г 20 %-ого раствора поваренной соли был остановлен, когда на катоде выделилось 11.2 л (н.у.) газа. Определите степень электролиза исходной соли (в %).

20. Используя метод электронного и электронно-ионного баланса, составьте уравнения окислительно-восстановительных реакций, укажите окислитель и восстановитель:

K₂Сr₂О₇ + HCl → Сl₂ + KCl +... +...

Na₂SО₃ +…+ KОН → Na₂SО₄ + K₂MnО₄ + …

21. Рассчитайте pH:

а) раствора, содержащего 7.3 г HCl в 1 л;

б) раствора, содержащего 2.8 г NaOH в 1 л;

в) раствора с ω (NaOH) = 0.396% и ρ = 1.01 г/мл;

г) раствора с ω (H₂SO₄) = 0.049% и ρ = 1.0 г/мл.

22. Для выполнения задания используйте следующий перечень веществ: перманганат калия, гидрокарбонат калия, сульфит натрия, сульфат бария, гидроксид калия. Допустимо использование водных растворов веществ.

Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна окислительно-восстановительная реакция, и запишите уравнение этой реакции. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

23. Из предложенного выше перечня веществ выберите вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. Запишите молекулярное, полное и сокращённое ионное уравнения этой реакции.

24. Кристалличесюе вещество оранжевого цвета при нагревании значительно увеличивается в объёме за счёт выделения бесцветного газа и образует твёрдое вещество тёмно-зелёного цвета. Выделившийся газ взаимодействует с литием даже при комнатной температуре. Продукт этой реакции гидролизуется водой с образованием газа с резким запахом, способного восстановить медь из её оксида. Напишите уравнения описанных реакций.

25. Газ, выделившийся при взаимодействии 3,2 г меди с 100 мл 60 %-ной азотной кислоты (плотностью 1,4 г/мл), растворили в 100 г 15 %-ного раствора гидроксида натрия. Рассчитайте суммарную массовую долю солей в полученном растворе.