Модуль 1

Тема 1

1. Что называется веществом? Каковы его характеристики? Как идентифицируются вещества?

2. Что называется смесью? Как разделяют смеси?

3. Что называется химическим реактивом? Каковы градации чистоты химических реактивов? Какова роль химических реактивов?

4. Что называется химическим веществом?

5. В чем сходство и различие галита, поваренной соли и хлорида натрия?

6. Чем различаются простые и сложные вещества?

7. В чем отличие простого вещества от химического элемента?

8. Что такое аллотропия? В чем сходство и различие между аллотропными модификациями для одного химического элемента?

9. Что называется раствором? Приведите примеры.

10. Что называется растворителем? Приведите пример раствора, для которого невозможно определить растворитель.

11. Перечислите способы выражения химического состава раствора.

12. Всегда ли, располагая заданным набором компонентов, можно приготовить ненасыщенный, насыщенный и пересыщенный растворы? Ответ проиллюстрируйте примерами.

13. Что происходит с химическим веществом при его растворении?

14. Выберите из списка объекты, соответствующие содержанию понятий: 1) вещество; 2) смесь; 3) химическое вещество; 4) химический реактив: кварц, кварцевая трубка, сливочное масло, золотой самородок, антрацит, нефть, железобетон, сталь, хлорид натрия, нашатырный спирт, малахит, воздух.

15. Концентрация насыщенного при комнатной температуре раствора карбоната натрия составляет 18%. Сколько воды и кристаллической (десятиводной) соды потребуется для приготовления заданного объема этого раствора (плотность раствора известна)?

16. Концентрация насыщенного при 60^оС раствора карбоната натрия составляет 31,6%, а при 0^оС - 6,75%. Сколько кристаллической (десятиводной) соды выделится при охлаждении заданной массы насыщенного при 60^оС раствора до 0^оС?

17. В каких количествах следует взять кристаллическую (десятиводную) соду и 10%-ный раствор карбоната натрия, чтобы получить раствор карбоната натрия заданной процентной концентрации?

18. Имеется раствор серной кислоты с заданными плотностью и процентной концентрацией. Вычислить молярность и моляльность и титр раствора, а также мольную долю серной кислоты в нем.

19. Заданную навеску заданной соли растворили в заданном объеме воды (здесь и далее плотность воды принять равной 1). Вычислить процентную и моляльную концентрации полученного раствора, а также мольную долю соли в нем.

20. Сколько соли и воды потребуется заданного объема раствора соли с заданными плотностью и процентной концентрацией?

21. Концентрация насыщенного при 60^оС раствора дихромата калия составляет 31,2%, а при 0^оС – 4,4%. Рассчитать теоретически возможный выход дихромата калия по перекристаллизации его из насыщенного при 60^оС раствора, охлаждаемого до 0^оС.

22. Сколько заданной соли нужно для приготовления заданного объема водного раствора заданной молярности?

23. Сколько 96%-ной серной кислоты (плотность 1,84) потребуется для приготовления заданного объема 0,2М раствора?

24. В каких количествах следует взять глауберову соль и 5%-ный раствор сульфата натрия (плотность 1,04) для получения заданного массового количества 20%-ного раствора сульфата натрия?

25. Концентрация насыщенного при комнатной температуре раствора сульфата меди составляет 17,2%. Сколько воды потребуется для растворения заданного массового количества медного купороса при этой температуре?

26. Вычислить молярность раствора, полученного смешением 2М раствора некоторого вещества с удвоенным объемом его 1,5М раствора. Изменением объема при смешении пренебречь.

27. Сколько надо взять 50%-ного и 5%-ного растворов некоторого вещества для приготовления заданного массового количества 20%-ного раствора?

28. Вычислить мольную долю заданного вещества в его растворе с заданной процентной концентрацией. Чему равна моляльность раствора?

29. Сколько воды следует добавить к заданному объему 20%-ного раствора некоторого вещества (плотность раствора известна) для получения 1%-ного раствора?

30. В каком объемном соотношении следует смешать 20%-ный и 5%-ный растворы некоторого вещества (плотности растворов известны) для получения 10%-ного раствора?

31. Имеется раствор серной кислоты с заданными плотностью и молярностью. Вычислить процентную концентрацию.

32. Заданное массовое количество серного ангидрида растворили в заданном объеме воды. Вычислить концентрацию полученного раствора.

33. Сколько 96%-ной серной кислоты (плотность 1,84) потребуется для приготовления заданного объема 2%-ного раствора (плотность 1,01)?

34. Полагая, что серная кислота диссоциирует нацело, вычислите pH ее 1%-ного раствора (плотность 1,005).

Тема 2

1. Какими способами можно выразить элементный состав химического соединения?

2. Что такое химическая формула? Какие типы химических формул Вам известны?

3. Как переводится на русский язык слово «стехиометрия»?

4. Сформулируйте основные стехиометрические законы.

5. В чем причина дискретности химических взаимодействий?

6. Что такое атом?

7. Что такое молекула?

8. Есть ли различие между «атомным весом» и «соединительным весом» (Дальтон)? Ответ проиллюстрируйте примерами.

9. Проанализируйте с точки зрения общности и различности смысл понятий «молекула» и «химическое соединение», «химическая связь» и «химическое взаимодействие».

10. Что такое моль?

11. Чем обусловлен выбор числа Авогадро?

12. Есть ли различие между молярной массой и относительной молекулярной массой? Ответ поясните.

13. Проанализируйте с точки зрения общности и различности смысл понятий «атомный состав молекулы» и «элементный состав химического соединения».

14. Проанализируйте с точки зрения общности и различности смысл понятий «молекула» и «формульная единица».

15. Чем различаются элементный и химический составы?

16. Чем различаются простейшая, эмпирическая, брутто- и истинная химические формулы? Ответ проиллюстрируйте.

17. Что Вы можете сказать о химическом строении хлорида натрия?

18. Иногда формулу хлорида натрия вместо простейшей формы NaCl записывают в виде Na₄Cl₄ или Na₆Cl₆. Чем это обусловлено?

19. С помощью каких понятий описываются строение и свойства веществ физически немолекулярной природы?

20. В чем различие между схемой и уравнением реакции?

21. Каков смысл стехиометрических коэффициентов? Являются ли они всегда целочисленными?

22. Грамм радия испускает за секунду 13,8·10¹⁰ a-частиц, а за год дает 0,158 мл гелия (н.у.). Рассчитать число Авогадро.

23. При полном восстановлении водородом 1,34 г оксида некоторого металла получено 0,324 г воды. Что это за металл?

24. Сколько Al₂(SO₄)₃·18H₂O cледует добавить к заданному количеству AlCl₃·6H₂O для получения смеси, каждый грамм которой дает данное количество оксида алюминия?

25. Рассчитайте процентный (по массе) состав оксида алюминия.

26. Оксид мышьяка содержит 24,26 масс.% кислорода. Установите химическую формулу оксида.

27. Сколько карбоната натрия получится при полном разложении заданного массового количества гидрокарбоната натрия?

28. Сколько сульфида алюминия должно получиться при нагревании смеси равных (известных) массовых количеств алюминия и серы?

29. Сколько меди 98%-ной чистоты получится из тонны халькопирита, содержащего 40% примесей, если потери составляют 20%?

30. По результатам элементного анализа установлено, что в состав соединения входит 32,43% (по массе) натрия, 22,55% серы и 45,02% кислорода. Что это за соединение?

31. При полном восстановлении водородом 1,34 г оксида некоторого металла получено 0,324 г воды. Что это за металл?

32. Сколько раствора, содержащего 8% KAl(SO₄)₂·12H₂O, потребуется для эквивалентного взаимодействия с 80 мл 0,8N раствора хлорида бария?

33. При обработке 0,024 г некоторого металла избытком водного раствора гидроксида натрия получено 32,3 мл водорода (19,5^оС, 763 мм рт.ст.). Что это за металл? Сколько молекул содержится в указанном объеме водорода?

34. Для полного восстановления 1,59 г оксида некоторого металла потребовалось 478 мл водорода (7^оС, 97,3 кПа). Что это за металл? Сколько молекул содержится в указанном объеме водорода?

35. Какое массовое количество Ba(OH)₂·8H₂O эквивалентно 156 г Al(OH)₃?

36. Рассчитать объем (н.у.) сероводорода, необходимого для осаждения практически всей меди в виде сульфида из 2 л 0,05 н. водного раствора сульфата меди.

37. Каким объемом 2 н. серной кислоты можно полностью перевести в сульфат соду, содержащуюся в 2 л ее 18%-ного водного раствора (плотность 1,2)?

38. Из 3 г смеси карбонатов кальция и магния получено 760 мл углекислого газа (20^оС, 99,7 кПа). Рассчитать состав смеси в процентах по массе. Сколько молекул содержит указанное количество углекислого газа?

39. Из 3 г сплава меди с серебром получено 7,34 г смеси нитратов. Рассчитать состав сплава в процентах по массе.

40. 0,5 л раствора медного купороса обработали избытком раствора соды. Осадок промыли, высушили и прокалили на воздухе при 300^оС. Масса сухого остатка составила 16 г. Вычислить концентрацию исходного раствора, а также массу медного купороса, взятого для его приготовления.

41. К 250 мл раствора сульфита натрия прибавили 1,82М соляную кислоту до прекращения выделения газа. Вычислить концентрацию раствора сульфита натрия и объем добавленной кислоты, если известно, что собрано 2,56 л газа (н.у.). Растворимостью газа пренебречь.

42. При добавлении избытка алюминия к разбавленной серной кислоте получено 1,92 л газа (н.у.). Сколько Al₂(SO₄)₃·12H₂O можно выделить из полученного раствора?

43. В каком объеме воды следует растворить 50 г KAl(SO₄)₂·12H₂O, чтобы из каждого грамма приготовленного раствора можно было получить 0,017 г оксида алюминия?

44. Вычислить концентрацию раствора сульфата аммония, если при добавлении к 50 мл этого раствора избытка щелочного раствора хлора получено 56 мл азота (н.у.).

45. При растворении навески эквимолярной смеси цинка и алюминия в растворе гидроксида натрия получено 4,48 л газа (н.у.). Вычислить массу взятой навески.

46. В 100 мл раствора медного купороса погрузили кадмиевую пластинку. Масса пластинки уменьшилась на 3 г. Вычислить концентрацию ионов кадмия в полученном растворе.

47. После пропускания 7,7 л кислорода через озонатор произошло уменьшение объема на 0,4 л (температура и давление постоянны). Рассчитать состав полученной смеси в процентах по объему.

48. Рассчитать молярную массу воздуха, полагая, что в воздухе 78% (по объему) азота, 21% кислорода и 1% аргона.

49. Если весь кислород воздуха перевести в озон, какова будет молярная масса полученной газовой смеси? Считать, что в воздухе 78% (по объему) азота, 21% кислорода и 1% аргона.

50. После пропускания воздуха через озонатор его плотность увеличилась на 3%. Вычислить содержание озона в полученной газовой смеси.

51. Определите фактор эквивалентности CO₂ в реакции

CO₂ + NaOH = NaHCO₃

52. Определите фактор эквивалентности CO₂ в реакции

CO₂ + 2 NaOH = Na₂CO₃ + H₂O

53. Определите фактор эквивалентности K₂CrO₄ в реакции

K₂CrO₄ + BaCl₂ = BaCrO₄ + 2 KCl

54. Определите фактор эквивалентности K₂CrO₄ в реакции

2 K₂CrO₄ + 3 SO₂ + 2 H₂SO₄ = Cr₂(SO₄)₃ + 2 K₂SO₄ + 2 H₂O

55. Какой объем 0,02М ортофосфорной кислоты потребуется для нейтрализации 250 г 4%-ного раствора гидроксида натрия, если известно, что в данной реакции f_экв кислоты равен ½?

Тема 3

1. Какие экспериментальные данные свидетельствуют о сложной, составной природе атома?

2. Каковы основные характеристики составных частей атома – атомного ядра и электронов?

3. Какие силы (физические взаимодействия) действуют в атоме?

4. Какие частицы входят в состав атомного ядра? В чем отличие между двумя разновидностями нуклонов?

5. Чем отличаются друг от друга изотопы и изобары?

6. Почему атомный номер химического элемента является целочисленным, а относительная атомная масса элемента выражается, как правило, дробным числом?

7. В чем состоит сущность явления радиоактивности? Какие типы превращений может испытывать радиоактивный атом?

8. Какими параметрами характеризуют стационарное состояние электрона?

9. Что называется квантовым числом? Какие типы квантовых чисел используются для описания электронных состояний в атомах? Каков их смысл?

10. Что называется энергетической диаграммой? Почему она имеет дискретную структуру?

11. Что называется электронным облаком? Каковы его основные характеристики?

12. Что называется узловой поверхностью?

13. Что называется орбиталью? Какова связь между понятиями «орбиталь», «стационарное состояние», «электронное облако»?

14. Что такое спин электрона?

15. Что называется спин-орбиталью? В чем различие между орбиталью и спин-орбиталью?

16. По каким признакам группируются орбитали в оболочки и подоболочки?

17. Сформулируйте правила, определяющие распределение электронов в атоме по орбиталям и спин-орбиталям?

18. Чем различаются основная и возбужденные электронные конфигурации?

19. Какими экспериментальными методами изучают особенности электронного строения атомов и молекул?

20. Что называется атомным остовом?

21. Какие электронные конфигурации атома особо устойчивы? В каких конкретных атомах или атомных ионах они реализуются?

22. Почему при взаимодействии атомов образуются молекулярные дублеты (обобществленные электронные пары)?

23. Какие механизмы образования ковалентной связи Вам известны?

24. В чем состоит сущность донорно-акцепторного механизма образования ковалентной связи? Какие частицы могу выступать донорами, а какие – акцепторами электронной пары?

25. Почему электрический заряд в молекулах распределен, как правило, неравномерно, и атомы в составе молекулы имеют частичные положительные или отрицательные эффективные заряды?

26. Что называется электроотрицательностью атома? Как она влияет на самополяризацию химической связи?

27. Какова природа индуктивного эффекта? Приведите примеры атомов и атомных групп, обладающих положительным или отрицательным индуктивным эффектом.

28. Что такое мезомерный эффект (эффект сопряжения)? В каких молекулах он имеет место?

29. Как оценить знаки и величины (качественно) частичных электрических эффективных зарядов на атомах в молекуле?

30. Как влияют частичные электрические эффективные заряды на атомах в молекуле на ее химическую реакционноспособность?

31. Сформулируйте основные положения теории ОВЭП (ОЭПВО).

32. Какие типы активации молекул Вам известны и какими средствами они достигаются?

33. Построить электронные формулы Льюиса для молекул NO₂, NO, SO₂, HNO₂, N₂O₅, SOCl₂, N₂H₄.

34. Обладают ли постоянным магнитным моментом молекулы NO, SO₂, HNO₂, N₂O₅, SOCl₂, N₂H₄, NO₂?

35. Определить распределение электрических зарядов в молекулах азотной кислоты, гидразина, пероксида водорода, сульфат-ионе.

36. Определить реакционные центры и их типы в молекулах диоксида углерода, аммиака, сероводорода, тетрахлорида олова.

37. Что происходит с электронами атомов при объединении последних в молекулу?

38. Какие типы МО Вам известны? По каким признакам выделяются эти типы?

39. Чем различаются ЛМО и КМО?

40. Какие типы гибридизации Вам известны? Чем определяется выбор гибридизационной схемы?

41. Как квантовая механика объясняет существование нулевой энергии колебаний атомных ядер?

42. Что называется энергетической зоной?

43. Какие типы веществ выделяются в рамках зонной теории?

44. Какова природа межмолекулярных взаимодействий (ММВ)?

45. Какие типы ММВ Вам известны?

46. Как влияют ММВ на физические и химические свойства веществ?

47. Определить тип гибридизации АО центрального атома в следующих молекулах и ионах: PF₅, SF₆, COCl₂, SO₂Cl₂, NH₄⁺, [Ni(NH₃)₆]²⁺, [CuCl₄]^2-.

48. Что называется длиной химической связи? На чем основан способ ее определения?

49. Что называется валентным углом? На чем основан способ его определения?

50. Приведите примеры принципиально различных молекул, обладающих одинаковой пространственной симметрией.