Электролитическая диссоциация
И.П. Корякова
ХИМИЯ
Методические указания и индивидуальные задания
по выполнению домашней контрольной работы
для студентов заочной формы обучения
на базе среднего (полного) общего образования и среднего
профессионального образования для направлений подготовки
210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
по профилям: «Многоканальные телекоммуникационные системы»,
«Сети связи и системы коммутации»
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО 3 поколения
Екатеринбург, 2012
ББК 24.67
УДК 54
Рецензент: доцент кафедры ВМиФ, к.ф. - м.н. Ильиных Н.И.
Корякова И.П.
Химия: Методические указания и индивидуальные задания по выполнению домашней контрольной работы/ И.П. Корякова. – Екатеринбург: УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», 2012 –13 с.
Методические указания по выполнению домашней контрольной работы по дисциплине «Химия» предназначены для студентов заочной формы обучения для направления подготовки 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».
Выполнение домашней контрольной работы предусматривает закрепление теоретических знаний дисциплины, полученных на лекционных занятиях, обучение использованию справочной и специальной литературы, проведению сравнительного анализа физико-химических свойств основных радиотехнических материалов на основе полученных данных.
Рекомендовано НМС УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ» в качестве методических указаний и индивидуальных заданий по выполнению домашней контрольной работы по дисциплине «Химия» для студентов заочной формы обучения для направления подготовки 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» по профилям: «Многоканальные телекоммуникационные системы», «Сети связи и системы коммутации».
ББК 24.67
УДК 54
Кафедра высшей математики и физики
© УрТИСИ ФГОБУ ВПО «СибГУТИ», 2012
СОДЕРЖАНИЕ
1 Общие методические указания к решению задач и выполнению
домашних контрольных работ для студентов заочной формы
обучения 4
2 Содержание программного материала 5
3 Задания для выполнения контрольной работы 7
Литература 13
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ И ВЫПОЛНЕНИЮ ДОМАШНИХ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ
1 За время изучения курса «Химия» студент-заочник должен представить в учебное заведение одну контрольную работу.
2 Вариант контрольной работы выбирается студентом согласно последней цифре номера зачетной книжки.
3 Контрольные работы нужно выполнять чернилами в школьной тетради, на обложке указывается фамилия и инициалы студента, номер группы и номер варианта.
4 Условия задач в контрольной работе необходимо переписать полностью без сокращений. Для замечаний преподавателя на страницах тетради нужно оставлять поля.
5 В конце контрольной работы приводится список литературы, использованной при изучении курса «Химия» (название учебника, автор, год издания). Это делается для того, чтобы рецензент в случае необходимости мог указать, что следует студенту изучить для завершения контрольной работы.
6 Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, при решении которых допущены ошибки.
Содержание программного матерИала
Основные химические понятия и законы
Периодическая таблица Менделеева. Химические элементы, вещества, соединения. Законы сохранения массы, энергии, эквивалентов. Закон Авогадро.
Электролитическая диссоциация
Ионно-молекулярные уравнения. Таблица растворимости. Молекулярные уравнения. Полные и сокращенные ионные уравнения. Произведение растворимости. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Кислые, нейтральные и щелочные растворы. Гидролиз солей.
3 Химическая термодинамика
Тепловой эффект химической реакции. Экзотермические и эндотермические реакции. Термодинамические величины: внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса, энергия Гельмгольца. Термодинамические потенциалы. Факторы, определяющие направление протекания химической реакции. Характеристические функции. Основные законы термодинамики. Законы Гесса.
4 Кинетика химических процессов
Гомогенные и гетерогенные процессы и системы. Скорость гомогенной реакции. Скорость гетерогенной реакции. Факторы, влияющие на скорость химических реакций: концентрация реагирующих веществ, температура, природа реагирующих веществ. Основной закон химической кинетики. Правило Вант-Гоффа. Катализ. Катализаторы и ингибиторы. Механизм действия катализаторов. Гомогенный и гетерогенный катализ
5 Химическое равновесие
Химический потенциал. Равновесная концентрация. Константа химического равновесия. Смещения химического равновесия. Влияние изменения концентраций реагирующих веществ и продуктов реакций, температуры, давления, введение катализаторов на состояние химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.
6 Электродные потенциалы
Электродные процессы и потенциалы. Стандартный электродный потенциал. Водородный потенциал. Водородная шкала потенциалов. Ряд стандартных электродных потенциалов. Ряд напряжений металлов. Влияние положения металла в ряду напряжений на его физико-химические свойства. Пассивность.
7 Электролиз
Основные понятия: окисление и восстановление, анод и катод, электролизер. Электролиз расплавов электролитов. Электролиз водных растворов электролитов. Законы электролиза. Число Фарадея. Химический и электрохимический эквиваленты. Выход по току. Практическое применение электролиза.
8 Коррозия металлов
Основные понятия и термины. Виды коррозии. Химическая и электрохимическая коррозии, их принципиальное различие. Коррозионная стойкость. Скорость коррозии. Виды коррозии по типу среды, по характеру изменения поверхности и структуры изделия, по характеру дополнительных внешних воздействий и т.д. Коррозия под напряжением. Предупреждение и защита от коррозии. Химически стойкие сплавы и соединения. Защитные покрытия (металлические и неметаллические, химическая и электрохимическая обработка поверхности). Анодные и катодные защитные покрытия, их принципиальное различие. Обработка внешней среды. Ингибиторы коррозии. Электрохимические методы защиты. Катодная защита. Метод протекторов. Защита от коррозии подземных сооружений связи.
3 ЗАДАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ
Вариант 1
1 Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:
Ba(OH)2 + Li2S ® …… + ……
2 Определите тепловой эффект реакции 3Ni + Al2O3=3NiO + 2Al, если энтальпии оксидов алюминия и никеля равны соответственно 128кДж и 106,9кДж.
3 Составьте уравнения реакций при электролизе водного раствора ZnS с платиновыми электродами.
4 Во сколько раз следует увеличить концентрацию водорода в системе 3H2 + N2 = 2NH3, чтобы скорость реакции возросла в 125 раз?
5 На основании периодической таблицы запишите электронное строение атома с порядковым номером 55.
6 Какой объем 3М раствора хлорида натрия плотностью 1,12 г/мл надо прилить к воде массой 200 г, чтобы получить раствор с массовой долей соли 10%?
7 Вычислите массу углекислого газа при температуре 25°C и давлении 350 кПа, если его объем составляет 100 мл.
8 Что изучает химическая термодинамика? Сформулируйте первый закон термодинамики.
9 Дайте определение понятию диссоциация. Каковы условия необратимости реакций ионного обмена?
10 Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей Li2S, K2O.
Вариант 2
1 Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:
Cal2 + Na2CO3 ® …… + ……
2 Определите стандартное изменение энергии Гиббса реакции СuO + Ca =CaO + Cu, если GCuO=128,5кДж и GCaO=389,4кДж. В какую сторону самопроизвольно протекает эта реакция?
3 Напишите уравнения реакций электролиза водного раствора HgCl2 c платиновыми электродами.
4 Как изменится скорость реакции образования аммиака из водорода и азота с уменьшением объема системы вдвое?
5 Какой объем займет при температуре 27°C и давлении 350 кПа оксид азота NO массой 78 г?
6 На основании периодической таблицы запишите электронное строение атома с порядковым номером 71.
7 Какой объем 3М раствора хлорида калия потребуется для приготовления 200 мл 8%-ного раствора соли с плотностью 1,05 г/мл?
8 Что изучает химическая кинетика? Сформулируйте закон действующих масс.
9 Сформулируйте основные законы химии.
10 Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей Cal2, HgCl2.
Вариант 3
1 Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах: Ba(OH)2 + K2SO4 ® …… + ……
2 Определите изменение энергии Гиббса реакции CuO+CO=Cu+CO2 при стандартных условиях, если HCuO=-126,9кДж, HCO=-128кДж, HCO2=-236кДж. В какую сторону самопроизвольно будет протекать эта реакция?
3 Составьте уравнения электролиза водного раствора AgNO3 с инертными электродами.
4 Как изменится скорость химической реакции Fe + 3Cl2 = 2FeCl3, если объем системы увеличится в 4 раза?
5 На основании периодической таблицы запишите электронное строение атома с порядковым номером 63.
6 Сколько мл 56 %-ного раствора серной кислоты (р=1,46 г/мл) нужно для приготовления 3 л 1М раствора?
7 Сколько фосфорной кислоты необходимо взять по массе, если объем кислоты при н.у. составляет 25л.
8 Что изучает химическая кинетика. Факторы, влияющие на скорость химических реакций.
9 Гидролиз солей. Водородный показатель.
10 Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей AgNO3, K2SO4.
Вариант 4
1 Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах: Fe(NO3)3 + KOH ® …… + ……
2 Определите тепловой эффект, изменение энтальпии и энергии Гиббса реакции Fe2O3 + 3Cu=3CuO + 2Fe, если HCuO=-126,9кДж, HFe2O3=135кДж; GCuO=106,6кДж, GFe2O3=-167кДж.
3 Составьте уравнения реакций электролиза водного раствора Li2CO3 (pH=8,6) с инертными анодами.
4 Как изменится скорость реакции горения серы, если уменьшить объем системы в 5 раз?
5 На основании периодической таблицы запишите электронное строение атома с порядковым номером 42.
6 Определите молярную концентрацию азотной кислоты в 30%-ном растворе ее плотностью 1,18 г/мл.
7 Какую массу займет при температуре 30°C и давлении 125 кПа углекислый газ объемом 24 л?
8 Дайте определение понятию электролиза. Какой процесс происходит на катоде? Какой процесс происходит на аноде? Запишите закон Фарадея.
9 Строение атома.
10 Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей CuSO4, K3PO4.
Вариант 5
1 Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах: Fe2(SO4)3 + NaOH ® …… + …….
2 В какую сторону самопроизвольно протекает реакция Fe2O3 + 2Al=Al2O3 +2Fe + 124,7кДж, если GAl2O3=236,8кДж, GFe2O3=-167кДж.
3 Составьте уравнения электролиза водного раствора HBr с инертными анодами.
4 На сколько градусов надо увеличить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 64 раза? Температурный коэффициент скорости реакции равен 4.
5 Сколько молекул содержится в 24 г магния?
6 На основании периодической таблицы запишите электронное строение атома с порядковым номером 38.
7 Определите молярную концентрацию соляной кислоты в 20%-ном растворе плотностью 1,098.
8 Что изучает химическая термодинамика? Сущность второго закона термодинамики.
9 Периодический закон и периодическая таблица Менделеева.
10 Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей Fe2(SO4)3, HCI.
Вариант 6
1 Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах: CaBr2 + H3PO4 ® …… + ……
2 Определите изменение энтропии и энтальпии реакции Fe2O3 + 2Cd=Cd2O3 +2Fe + 124,7кДж, если GCd2O3=236,8кДж, GFe2O3= -167кДж.
3 Какие процессы будут протекать на инертных электродах при электролизе расплава MnF2?
4 Как изменится скорость реакции горения метана, если увеличить объем системы в 3 раза?
5 1,64 г кислорода занимают объем равный 1 л (при н.у.). Вычислите по этим данным молекулярную массу кислорода.
6 На основании периодической таблицы запишите электронное строение атома с порядковым номером 50.
7 Вычислите массовую долю гидроксида калия в водном растворе с концентрацией 3М и плотностью 1,138 г/мл.
8 Что изучает химическая кинетика? Сформулировать закон Вант-Гоффа.
9 Виды химической связи.
10 Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей H3PO4, MnF2.
Вариант 7
1 Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:
KOH + FeCl2 ® ……+ ……
2 Напишите термохимическое уравнение взаимодействия оксида бария и кальция при стандартных условиях, если энтальпия оксида бария и оксида кальция составляет 124,8кДж и 156,7кДж. В какую сторону самопроизвольно протекает этот процесс?
3 Какие процессы будут протекать на инертных электродах при электролизе водного раствора FeI2?
4 Во сколько раз следует увеличить концентрацию углекислого газа в системе CaO + CO2 « CaCO3, чтобы скорость реакции возросла в 30 раз?
5 Вычислите массовую долю цинка в соединениях ZnO, Zn(OH)2, Zn3(PO4)2.
6 На основании периодической таблицы запишите электронное строение атома с порядковым номером 65.
7 Определите молярную концентрацию хлорида натрия в 24%-ном растворе его плотностью 1,18 г/мл.
8 Предупреждение и защита от коррозии. Химически стойкие сплавы и соединения.
9 Теория электролитической диссоциации.Ионно-молекулярные уравнения.
10 Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей Li2S, CO.
Вариант 8
1 Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах: Al(NO3)3 + NaOH ® …… + ……
2 Рассчитайте изменение энергии Гиббса процесса протекающего при стандартных условиях, если тепловой эффект 236,кДж. В какую сторону самопроизвольно протекает этот процесс?
3 Какие процессы будут протекать на инертных электродах при электролизе расплава MgS?
4 Как изменится скорость реакции 4HCl + O2 « 2Cl2 + 2H2O, если увеличить концентрацию соляной кислоты в 3 раза?
5 На основании периодической таблицы запишите электронное строение атома с порядковым номером 82.
6 Сколько грамм сульфата алюминия содержится в 3,1 л раствора с концентрацией соли 2 моль/л?
7 Вычислите массовую долю cеры в соединениях SO3, H2SO4, CaS.
8 Что изучает химическая термодинамика? Сформулировать закон Гесса, его следствия.
9 Классификация химических реакций. Примеры.
10 Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей Al(NO3)3, BaS.
Вариант 9
1 Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах: Na2S + Cu(NO3)2 ® ……+……
2 Определите изменение энтропии и энтальпии реакции CoO + Cd=CdO +Co + 324,7кДж, если GCoO=236,8кДж, GCdO=-167кДж.
3 Составьте уравнения электролиза водного раствора NaNO3 с инертными электродами.
4 Во сколько раз изменится скорость реакции 4P + 5O2 = 2P2O5, если увеличить концентрацию кислорода в 2 раза?
5 Сколько грамм содержит одна молекула NH4OH?
6 На основании периодической таблицы запишите электронное строение атома с порядковым номером 34.
7 Сколько грамм нитрата калия нужно взять для приготовления 400 мл раствора с концентрацией соли 2 М?
8 Виды коррозии. Химическая и электрохимическая коррозии, их принципиальное различие.
9 Понятие катализа. Катализаторы и ингибиторы. Механизм действия катализаторов. Гомогенный и гетерогенный катализ.
10 Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей NH3, Cu(NO3)2.
Вариант 10
1 Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах: CuF2 + H2S ® …… + ……
2 Вычислите изменение энтропии реакции Fe2O3 + 2Al=Al2O3 +2Fe + 124,7кДж, если GAl2O3=236,8кДж, GFe2O3=-167кДж.
3 Какие процессы будут протекать на инертных электродах при электролизе расплава AuCl3?
4 Чему равен температурный коэффициент реакции, если скорость реакции изменилась в 16 раз при уменьшении температуры на 40 градусов.
5 На основании периодической таблицы запишите электронное строение атома с порядковым номером 44.
6 Сколько грамм ортофосфорной кислоты содержится в 200 мл 3М раствора?
7 Вычислите массовые доли элементов в соединении Na2CO3.
8 Что изучает химическая кинетика? В чем заключается принцип Ле-Шателье.
9 Классификация окислительно-восстановительных реакций. Цепные и фотохимические реакции. Их практическое применение.
10 Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей FeCl2, K2S.
ЛИТЕРАТУРА
а) основная литература:
1. Глинка Н. Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов / под ред. А. И. Ермакова. – М.: Интеграл-Пресс, 2005
2. Хомченко И.Г. Общая химия: Учеб. для вузов.- М.: Новая волна: Оникс, 1997
3. Угай Я. А. Общая и неорганическая химия: учеб. для вузов / Я. А. Угай .- 5-е изд., стереотип.- М. : Высш. шк., 2007
б) дополнительная литература:
1. Гельфман М. И. Химия : учеб. для вузов / М. И. Гельфман, В. П. Юстратов.- Изд. 4-е, стереотип.- СПб.: Лань, 2008
2. Гельфман М. И. Неорганическая химия : учеб. пособие для вузов / М. И. Гельфман, В. П. Юстратов.- СПб. : Лань, 2007
3. Задачи и вопросы по общей и неорганической химии с ответами и решениями : учеб. пособие для вузов / Ю. М. Коренев, А. Н. Григорьев, Н. Н. Желиговская, К. М. Дунаева; под ред. Ю. Д. Третьякова .- М. : Мир, 2004
4. Гаршин А. П. Неорганическая химия в схемах, рисунках, таблицах, химических реакциях : [учеб. пособие] / А. П. Гаршин.- Изд. 3-е, испр. и доп.- СПб.: Лань, 2003