Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение)


страница1/3
eco.na5bal.ru > Документы > Методические рекомендации
  1   2   3
ФКОУ ВПО ВОРОНЕЖСКИЙ ИНСТИТУТ ФСИН РОССИИ
Кафедра математики и естественно-научных дисциплин

Методические рекомендации

к самостоятельной работе

по дисциплине



ХИМИЯ

для слушателей (заочное отделение)

210602.65 – Специальные радиотехнические системы

Специализация: Радиотехнические системы и комплексы охранного мониторинга
Квалификация выпускника - специалист

Воронеж 2012

ВВЕДЕНИЕ

Формирование химических знаний курсантов в курсе «Химия» является логическим завершением обучения по дисциплине «Химия». Эта дисциплина относится к циклу математических и естественно-научных дисциплин и предусматривает изучение обучающимися основ общей, неорганической, физической, коллоидной и органической химии.

Изучение этих разделов дисциплины направлены на формирование системы знаний, необходимых в будущей практической деятельности специалиста для решения таких задач, как прогнозирование возможности самопроизвольного направления протекания химических реакций, способностью оценивать химический состав загрязнения окружающей среды при пожарах, прогнозировать степень токсического воздействия различных классов химических веществ и их смесей, образующихся при пожаре.

Предназначены для самостоятельной работы студентов по подготовке к контрольным работам по дисциплине «Химия». Методические указания включают в себя введение, содержание основных разделов дисциплины, примеры решения задач и варианты для самостоятельного решения, темы рефератов. Учебные модули соответствуют основным разделам изучаемой дисциплины и содержат необходимую и достаточную информацию для управления самостоятельной учебной деятельностью слушателя.

СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. Основы общей, неорганической, физической химии
Тема 1. Основные законы понятия химии. Основные классы неорганических соединений (ОКНС).

Атом, молекула, химическое вещество. Моль. Молекулярная, молярная масса. Количественные законы химии. Закон Авагадро. Кислоты, соли, основания, амфотерные соединения.

Тема 2. Строение атома и периодический закон Д.И. Менделеева
Типы атомных орбиталей. Заполнение атомных орбиталей электронами. Принцип Паули, правила Клечковского и Хунда. Периодический закон Д.И. Менделеева. Зависимость свойств элементов от заряда ядра и строения электронной оболочки атома

Тема 3. Основные понятия термодинамики.

Функции системы и состояния. Тепловой эффект химической реакции. Энтальпия, энтропия, энергия Гиббса. Условия самопроизвольного протекания реакций.

Тема 4. Кинетика химической реакции

Основные понятия химической кинетики. Скорость химической реакции. Химическое равновесие.

Тема 5. Растворы электролитов.

Способы выражения состава раствора. Электролитическая диссоциация. Сильные электролиты. Равновесие в растворах слабых электролитов. Константа диссоциации.

Тема 6. Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические процессы. Уравнение Нернста. Гальванические элементы. Электролиз расплавов и водных растворов электролитов.

Тема 1. Основные законы понятия химии
Примеры решения задач

Задача 1. Вычислите массу кислорода, содержащегося в баллоне вместимостью 50 дм3 при нормальных условиях.

Решение:
М(О2) = 32 ∙ 10-3 кг/моль,

v(O2) = ; v(O2) = = 2,232 моль.

m(O2) = v ∙ М; m(O2)= 32 ∙ 10-3 кг/моль ∙ 2,232 моль =

= 71,428 ∙ 10-3 кг.
Задача 2. 0,407 ∙ 10-3 кг газа при нормальных условиях занимает объем 250 ∙ 10-3 дм3. Какова молекулярная масса этого газа

Решение:
v = V(газа)/Vm V(газа) = 250 ∙ 10-3 дм3 ;

v = = 11,16 ∙ 10-3 моль ;

М(газа) = ;

М(газа) = = 36,46 ∙ 10-3 кг/моль = 36,46 г/моль;

M(газа) = 36,46 г/моль  Мr(газа) = 36,46.
Задача 3. Вычислите плотность газа по водороду, если плотность его по воздуху равна 1,93.

Решение:
Д(возд) = Мr(газа)/Мr(возд),

Мr(газа) = Д(возд) ∙ Мr(возд),

Mr(газа) = 1,93 ∙ 29 = 55,97,

Д(Н2) = Мr(газа)/Мr(H2),

Mr(H2) = 1,00794 ∙ 2 = 2,01588,

Д(Н2) = = 27,76.
Задача 4. Кукуруза на площади одного гектара в сутки потребляет около 25 ∙ 103 дм3 углекислого газа (в пересчете на нормальные условия). Какая масса углерода усваивается при этом растениями

Решение:
v(CO2) = ; Vm = 22,4 дм3/моль ;

v(CO2) = = 1,116 ∙ 103 моль ;

1 моль СО2 содержит 1 моль С

v(CO2) = v(C) = 1,116 ∙ 103 моль ;

m(C) = v ∙ M(C) ;

M(C) = 12,011 ∙ 10-3 кг/моль;

m(C) = 1,116 ∙ 103 моль ∙ 12,011 ∙ 10-3 кг/моль = 13,405 кг.
Задача 5. Вычислите молекулярную массу ацетона, если 0,5 дм3 его паров при 87 С и давлении 95,992  103 Па имеют массу 0,93  10-3 кг.

Решение:
Р V = R T; M = .

M(газа) = = 58 ∙ 10-3 кг/моль.

M(газа) = 58 г / моль  Mr(газа) = 58.
Задача 6. Вычислите молярную массу эквивалента серы, с массовой долей 40% серы в оксиде и запишите формулу этого оксида.

Решение: (S) = 40 %, тогда (O) = 60 %, т.е. в 100 г оксида содержится 40 г серы и 60 г кислорода.

По закону эквивалентов:

= ;

M(O) = 8 ∙ 10-3 кг/моль;

M(S) = ;

M(S) = = 5,3  10-3 кг/моль

M(S) = ;

В = = 6, где B – валентность серы.

Валентность серы в оксиде равна VI, значит формула оксида – SO3.
Задача 7. При взаимодействии 5 ∙ 10-3 кг карбоната металла с азотной кислотой образовалось 8,2 ∙ 10-3 кг нитрата металла. Вычислите молярную массу эквивалента этого металла.

Решение:

v(MeCO3) = v(MeNO3),
= ;
M(MeCO3) = M(Me) + = M(Me) + 30.
M(MeNO3) = M(Me) + = M(Me) + 62.
Обозначим: M(Me) = x
= ; 5(x + 62) = 8,2(x + 30)

5x + 310 = 8,2x + 246; 3,2x = 64; x = 20;

M(Me) = 20 ∙ 10-3 кг/моль.
Задача 8. Каковы молярные массы эквивалента сульфата алюминия в реакциях с гидроксидом натрия, в результате которых образуются гидроксид алюминия и гексагидроксоалюминат натрия.

Решение:
а) Al2(SO4)3 + 6NaOH = 3Na2SO4 + 2Al(OH)3

Z = 6 Z = 1 Z = 2 Z = 3

Al2(SO4)3эквивалент;

MAl2(SO4)3) = .

MAl2(SO4)3 = 342 ∙ 10-3 кг/моль;

M Al2(SO4)3 = 57 ∙ 10-3 кг/моль.
б) Al2(SO4) + 12NaOH = 2Na3Al(OH)6 + 3Na2SO4

MAl2(SO4)3 = = 25,83 ∙ 10-3 кг/моль.

Задача 9. При растворении в серной кислоте 10  10-3 кг сплава цинка с магнием выделилось 5,2 дм3 водорода, измеренного при температуре 26 С и давлении 122,65  103 Па. Определите массу каждого металла в смеси.

Решение:
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2;

Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2.
Пользуясь объединенным газовым законом, определяем объем водорода при нормальных условиях:
= ;
отсюда V0 = = 5,72 дм3.
Обозначим m(Zn) = x кг; объем выделившегося при этом водорода V(H2) = a дм3, а объем водорода по второй реакции V(H2) = в дм3, тогда масса магния m(Mg) = (10 · 10-3 - x) кг, а объем выделившегося V(H2) = а + в = 5,72 дм3.


а = ; в = .

+ = 5,72

x = 6 ∙ 10-3 , т.е. m(Zn) = 6 ∙ 10-3 кг

m(Mg) = 4 ∙ 10-3 кг.

ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ


Номер варианта

(последние цифры зачетной книжки)


Номер задачи

01

1,9

02

2, 10

03

3, 11

04

4, 12

05

5, 13

06

6, 14

07

7, 15

08

8,16

09

1, 17

10

2, 18




  1. Какую плотность по водороду и воздуху имеет газовая смесь, состоящая из азота, водорода и аммиака, если объемные доли этих газов соответственно равны 30, 10 и 60.

  2. Какой объем при температуре 27 С и давлении 105 Па занимает газ массой 10-3 кг, если его плотность по водороду равна 32?

  3. При растворении в разбавленной серной кислоте 1,68 · 10-3 кг металла образовалось 4,56 · 10-3 кг его сульфата. Вычислите молярную массу эквивалента этого металла.

  4. При обработке 5,64 · 10-3 кг нитрата металла серной кислотой образовалось 4,8 · 10-3 кг его сульфата. Вычислите молярную массу эквивалента металла.

  5. Вычислите объем 0,32 кг оксида серы (IV) при давлении 415,43 · 103 Па и температуре 27 С.

  6. Для нейтрализации 1,89 · 10-3 кг кислоты израсходовано 1,68 · 10-3 кг гидроксида калия. Вычислите молярную массу эквивалента кислоты.

  7. Из 5,7 · 10-3 кг сульфата металла получено 2,6 · 10-3 кг его гидроксида. Какова молярная масса эквивалента этого металла?

  8. Объем смеси водорода с хлором равен 0,05 дм3. После образования хлороводорода осталось 0,01 дм3 хлора. Вычислите массовые доли водорода и хлора в смеси.

  9. Вычислите массовое отношение химических элементов в гидроксиде кальция.

  10. Вычислите массовые доли элементов в молекуле серной кислоты.

  11. Вычислите, сколько по массе фосфора содержится в 28,4 г оксида фосфора (г).

  12. В какой массе оксида кальция содержится 1,6 г кальция?

  13. Сколько молекул содержится в воде массой 72 г?

  14. Какое количество вещества заключено в углекислом газе массой 110 г?

  15. Найти массу оксида меди количеством вещества 0,4 моль.

  16. Какое количество вещества составляет 23,4 сульфата натрия?

  17. Какова масса нитрата меди, образующегося при взаимодействии оксида меди (II) с азотной кислотой?

  18. Вычислите относительную молекулярную массу карбоната кальция, имеющего формулу



Завершив изучение этой темы, слушатели должны знать:
1. Определения: атом; молекула; ион; молярная масса эквивалента.

2. Закон эквивалентов.

3. Закон сохранения массы веществ; закон постоянства состава; кратных соотношений; закон Авогадро и его следствия.

Должны уметь:

  1. Вычислять молярную массу вещества, молярную эквивалентную массу вещества;

  2. Определять объем выделяющегося (поглощающегося) по реакции газа в нормальных и других условиях;

  3. Определять число структурных единиц (атомов, молекул) в массе (объеме);

  4. Вычислять плотность одного газа по другому.


Тема 2. Строение атома и периодический закон Д.И. Менделеева
Примеры решения задач
Задача 1. Напишите электронные конфигурации следующих элементов: N, Si, Fе, Кr, Те.
Решение. Энергия атомных орбиталей увеличивается в следующем порядке:
1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p 6s4f5d6p7s5f6d.
На каждой s-оболочке (одна орбиталь) может находиться не более двух электронов, на p-оболочке (три орбитали) — не более шести, на d-оболочке (пять орбиталей) — не более 10 и на f-оболочке (семь орбиталей) — не более 14.
В основном состоянии атома электроны занимают орбитали с наименьшей энергией. Число электронов равно заряду ядра (атом в целом нейтрален) и порядковому номеру элемента. Например, в атоме азота — 7 электронов, два из которых находятся на 1s-орбитали, два — на 2s-орбитали, и оставшиеся три электрона — на 2p-орбиталях. Электронная конфигурация атома азота:
+7N: 1s22s22p3. Электронные конфигурации остальных элементов:
+14Si: 1s22s22p63s23p2,
+26Fе: 1s22s22p63s23p64s23d6,
+36Кr: 1s22s22p63s23p64s23d103p6,
+52Те: 1s22s22p63s23p64s23d103p65s24d105p4.
Задача 2.
Какой инертный газ и ионы каких элементов имеют одинаковую электронную конфигурацию с частицей, возникающей в результате удаления из атома кальция всех валентных электронов ?
Решение. Электронная оболочка атома кальция имеет структуру 1s22s22p63s23p64s2. При удалении двух валентных электронов образуется ион Са2+ с конфигурацией 1s22s26 Зs2Зр6. Такую же электронную конфигурацию имеют атом Ar и ионы S2-, Сl-, К+, Sc3+ и др.

Задача 3. Могут ли электроны иона Аl3+ находиться на следующих орбиталях: а) 2р; б) 1р; в) 3d?
Решение. Электронная конфигурация атома алюминия: 1s22s22p63s23p1. Ион Al3+ образуется при удалении трех валентных электронов из атома алюминия и имеет электронную конфигурацию 1s22s22p6.
а) на 2р-орбитали электроны уже находятся;
б) в соответствии с ограничениями, накладываемыми на квантовое число l (l = 0, 1,…n-1), при n = 1 возможно только значение l = 0, следовательно, 1p-орбиталь не существует;
в) на Зd-орбитали электроны могут находиться, если ион — в возбужденном состоянии.
Задача 4. Напишите электронную конфигурацию атома неона в первом возбужденном состоянии.
Решение. Электронная конфигурация атома неона в основном состоянии – 1s22s22p6. Первое возбужденное состояние получается при переходе одного электрона с высшей занятой орбитам (2р) на низшую свободную орбиталь (3s). Электронная конфигурация атома неона в первом возбужденном состоянии – 1s22s22p53s1.
Задача 5. Каков состав ядер изотопов 12C и 13C, 14N и 15N?
Решение. Число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента и одинаково для всех изотопов данного элемента. Число нейтронов равно массовому числу (указываемому слева вверху от номера элемента) за вычетом числа протонов. Разные изотопы одного и того же элемента имеют разные числа нейтронов.
Состав указанных ядер:
12С: 6р + 6n; 13С: 6р + 7n; 14N: 7p + 7n; 15N: 7p + 8n.

ЗАДАНИЯ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ


Номер варианта

(последние цифры зачетной книжки)


Номер задачи

01

19

02

20

03

21

04

22

05

23

06

24

07

25

08

26

09

27

10

28

19. Составьте электронные формулы для атомов элементов с порядковыми номерами 25 и 34. К какому электронному типу относится каждый из них? Охарактеризуйте каждый из элементов с точки зрения их положения в периодической системе элементов.

  1. Какими правилами определяется порядок заполнения электронами подуровней в атоме? Приведите электронные конфигурации невозбужденных атомов Br; Mn; Ti и ионов Ba2+; Fe3+.

  2. Среди приведенных ниже электронных конфигураций укажите невозможные и объясните причину невозможности их реализации:


а) 1p3; б) 3p6; в) 3s2; г) 12s3; д) 2d5; е) 5d2; ж) 3f12.


  1. На какой, из приведенных ниже орбиталей электрон обладает меньшей энергией? Ответ мотивируйте соответствующим правилом.


а) 6s; б) 6p; в) 4f; г) 5d.


  1. Запишите электронные формулы атомов элементов с зарядом ядра:


а) +8; б) +13; в) +18; г) +23; д) +53; е) +63.
Составьте графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей этих атомов.

  1. Напишите электронные формулы атомов хрома, меди и германия. К какому семейству элементов они относятся?

  2. Напишите электронно-графические формулы атомов индия, германия и титана в нормальном и возбужденном состоянии.

  3. Опишите свойства 43-го элемента согласно строению его атома. Каков состав и свойства его оксидов и гидроксидов?

  4. Опишите свойства элемента, состав и свойства его оксидов и гидроксидов, если валентные электроны расположены на 5d46s2 подуровнях.

  5. Напишите состав гидроксидов элементов, имеющих на внешнем уровне s2p4-электроны. Как изменяются кислотные свойства этих гидроксидов с увеличением порядковых номеров этих элементов?

Завершив изучение этой темы, слушатели должны знать:


  1. Современные положения теории строения атома;

  2. Квантовые числа, их физический смысл;

  3. Принцип запрета Паули;

  4. Правила Клечковского и Хунда;

  5. Формулировку периодического закона;

  6. Структуру периодической таблицы;

  7. Периодичность свойств атомов.


Должны уметь:


  1. Характеризовать атом по его положению в периодической системе элементов и порядковому номеру;

  2. Составлять электронные и графические формулы атомов;

  3. Определять валентные возможности атома.



  1   2   3

Поделиться в соцсетях



Похожие:

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации по организациивнеаудиторной самостоятельной...
Данные методические рекомендации разработаны для обучающихся 1 курса специальностей спо технического профиля с целью организации...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации по написанию курсовой работы по дисциплине...
Методическое пособие предназначено для студентов и слушателей ннгу, обучающихся по направлению подготовки 080500 «Менеджмент» профиль...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодическая разработка интегрированного урока по дисциплинам Химия,...
Урок может быть полезен для организации самостоятельной работы студентов, используется материал «за страницами учебника». Отдельные...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации по организации внеаудиторной самостоятельной...
Для специальности 15. 02. 07 (220703) Автоматизация технологических процессов и производств

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации к организации самостоятельной работы студентов...
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические указания к самостоятельной работе студентов по дисциплине «Экономика»
Организация-разработчик: Политехнический колледж фгбоу во «Норильский государственный индустриальный институт»

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации по выполнению самостоятельных работ по дисциплине: «Иностранный язык»
Название работы: Методические рекомендации по выполнению самостоятельных работ по дисциплине: «Иностранный язык»(английский) по специальности:...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconПрограмма производственной практики (Летней в доу) 2 курс (очное...
Производственная (педагогическая) практика является составной частью образовательного маршрута студента бакалавра. Она выступает...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconМетодические рекомендации по выполнению практических работ экологические...
Методические рекомендации предназначены для организации выполнения практических работ по учебной дисциплине «Экологические основы...

Методические рекомендации к самостоятельной работе по дисциплине химия для слушателей (заочное отделение) iconУчебно-методические указания предназначены для проведения семинарских...
Учебно-методическое пособие имеет целью помочь студентам очной формы обучения в изучении курса культурологии. Методические материалы...


Экология




При копировании материала укажите ссылку © 2000-2017
контакты
eco.na5bal.ru
..На главную