birmaga.ru
добавить свой файл

1

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 2

Требования к оформлению и выполнению контрольной работы 3

Рабочая программа дисциплины «Химия» 4

Варианты контрольных работ 11



























































































Введение


Для студента, обучающегося по заочной форме обучения, который лишен возможности ежедневно встречаться с преподавателями, систематическая работа с документами и литературой – основной метод изучения курса.

Приступая к изучению каждой темы, необходимо руководствоваться указаниями преподавателя, данными на установочной сессии, изучать рекомендуемую литературу, документы, материалы. Прежде, чем приступить к изложению вопросов, следует внимательно и вдумчиво прочитать рабочую программу «Химия», затем соответствующий раздел учебника и конспекта лекции. Такое знакомство облегчает самостоятельную работу студента по выполнению контрольной работы.

Требования к оформлению и выполнению контрольной работы


Составной частью изучения курса «Химия» является выполнение студентами заочной формы обучения письменной контрольной работы. Контрольная работа выявляет приобретенные студентами знания по определенной учебной теме, показывает умение правильно формулировать и обосновывать теоретические положения, кругозор студента, его начитанность. Студенческая контрольная работа дает возможность судить о том, как усвоил студент ту или иную тему курса, насколько глубоко и правильно разобрался в рекомендуемой литературе, умеет ли излагать полученные знания. Кроме того, контрольная работа показывает, какие проблемы имеются в знаниях студента по данной теме, какие допущены ошибки.

Чтобы контрольная работа отвечала предъявленным требованиям, автор должен обнаружить знания по всем вопросам, а не только по одному из них.

Вариант контрольной работы выбирается студентом согласно последней цифре номера студенческого билета или зачетной книжки. Определив вариант контрольной работы, следует приступить к изучению литературы, рекомендованной в данном методическом пособии. Затем подобрать материалы к варианту контрольной работы.


Рабочая программа дисциплины «Химия»


1 Пояснительная записка

Программа дисциплины «Химия» составлена на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования направления подготовки дипломированного специалиста «Телекоммуникации» 2000 г.

Данная программа предназначена для студентов заочной формы обучения на базе среднего (полного) общего образования.

Основной материал программы базируется на программе по химии и физики полной средней школы.

Цель дисциплины: состоит в изучении студентами общих закономерностей физико-химических процессов, понятий о химических элементах и соединений, основных свойств и применении электротехнических материалов.

В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

  • термодинамические и кинетические характеристики химических процессов;

  • причины возникновения коррозии металлов и методы борьбы с ней;

  • строение вещества;

  • законы сохранения массы, энергии, эквивалентов;

  • стехиометрические законы;

  • основные сведения о физико-химических свойствах электротехнических материалов;

уметь:

  • пользоваться специальной и справочной литературой;

  • составлять и анализировать графики и таблицы;

  • использовать законы термодинамики и кинетики при расчете характеристик физико-химических процессов;

  • определять количественные характеристики химических реакций;

иметь навыки

  • изучения теоретического материала и контроля полученных знаний с помощью обучающих программ или с помощью решения контрольных заданий и задач, а также ответов на вопросы преподавателя.

Итоговая форма контроля - зачет.
2 Тематический план

Наименование разделов

и тем


Всего

Расчет часов

сам.

раб. студ.

Ауди-торных

Лек-ции

практ. зан.




Введение.

1










1

Раздел 1 Основные химические понятия и законы

Тема 1.1 Химические элементы, вещества, соединения

Тема 1.2 Основные физико-химические законы



6
11



0,5
0,5



0,5
0,5






5
10

Итого по разделу:

17

1,0

1,0




15

Раздел 2 Классификация химических реакций

Тема 2.1 Классификация химических реакций

Тема 2.2 Окислительно-восстановительные реакции

Тема 2.3 Цепные и фотохимические реакции



4

5
3



0,5

0,5





0,5

0,5







3

4
3

Итого по разделу:

12

1,0

1,0




10

Раздел 3 Химическая термодинамика

Тема 3.1 Тепловой эффект химических реакций

Тема 3.2 Термодинамические величины

Тема 3.3 Термодинамические расчеты химических реакций


4

4

4


0,5

0,5

0,5


0,5

0,5

0,5





3

3

3


Итого по разделу:

12

1,5

1,5




9

Раздел 4 Кинетика химических процессов

Тема 4.1 Скорость химических реакций

Тема 4.2 Катализ


3,5

4


0,5



0,5





2,5

4

Итого по разделу:

7,5

0,5

0,5





6,5

Раздел 5 Химическое равновесие

Тема 5.1 Константа химического равновесия

Тема 5.2 Закон Ле-Шателье


2

4


0,5



0,5




1

4

Итого по разделу:

6

0,5

0,5




5

Раздел 6 Диффузия. Процессы на границе раздела фаз

Тема 6.1 Диффузия

Тема 6.2 Процессы на границе раздела фаз



1

1



0,5




0,5






1

Итого по разделу:

2

0,5

0,5




1

Раздел 7 Электролитическая диссоциация

Тема 7.1 Теория электролитической диссоциации

Тема 7.2 Слабые и сильные электролиты

Тема 7.3 Ионно-молекулярные уравнения

Тема 7.4 Произведение растворимости. Диссоциация воды


Тема 7.5 Химические источники тока



3
2

3

1
3


0,5
0,5


0,5
0,5



2
2

3

1
2

Итого по разделу:

12

1,0

1,0




10

Раздел 8. Электродные потенциалы

Тема 8.1 Стандартные электродные потенциалы

Тема 8.2 Ряд напряжений металлов


2
3


0,5
0,5


0,5
0,5




1
2

Итого по разделу:

5

1,0

1,0




3

Раздел 9 Электролиз

Тема 9.1 Электролиз расплавов электролитов

Тема 9.2 Электролиз водных растворов электролитов

Тема 9.3 Законы электролиза

Тема 9.4 Практическое применение электролиза


3

4
4

1,5



0,5

0,5


0,5

0,5


2

4
3

1,5


Итого по разделу:

12,5

1,0

1,0




10,5

Раздел 10 Коррозия металлов

Тема 10.1 Коррозия металлических изделий

Тема 10.2 Предупреждение и защита от коррозии


2

2


0,5

0,5


0,5

0,5





1

1

Итого по разделу:

4

1,0

1,0




2

Раздел 11 Материалы для электротехнических изделий

Тема 11.1 Принципы выбора материалов

Тема 11.2 Факторы, влияющие на свойства материалов



5,5

5,5



0,5

0,5



0,5

0,5





3

4

Итого по разделу:

9

1,0

1,0




7

Всего по дисциплине:


100

10

10




90


3 Содержание учебной дисциплины
Введение

Предмет и задачи физической химии. Роль отечественных ученых в развитии физической химии.
Раздел 1 Основные химические понятия и законы

Тема 1.1 Химические элементы, вещества, соединения

Периодическая таблица Менделеева. Химические элементы, вещества, соединения.

Тема 1.2 Основные физико-химические законы

Законы сохранения массы, энергии, эквивалентов. Закон Авогадро. Степень окисления. Валентность.
Раздел 2 Классификация химических реакций

Тема 2.1 Классификация химических реакций

Классификация химических реакций: реакции соединения, разложения, замещения, обмена; эндотермические и экзотермические реакции; обратимые и необратимые реакции.

Тема 2.2 Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные реакции. Метод электронного баланса.

Классификация окислительно-восстановительных реакций.

Тема 2.3 Цепные и фотохимические реакции

Цепные и фотохимические реакции. Их практическое применение.
Раздел 3 Химическая термодинамика

Тема 3.1 Тепловой эффект химических реакций

Тепловой эффект химической реакции. Экзотермические и эндотермические реакции. Первый закон Гесса.

Тема 3.2 Термодинамические величины

Термодинамические величины: внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса, энергия Гельмгольца.

Тема 3.3 Термодинамические расчеты химических реакций

Термодинамические потенциалы. Факторы, определяющие направление протекания химической реакции. Характеристические функции. Основные законы термодинамики. Законы Гесса.


Раздел 4 Кинетика химических процессов

Тема 4.1 Скорость химических реакций

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.

Тема 4.2 Катализ

Катализ. Катализаторы и ингибиторы. Положительный и отрицательный катализ. Механизм действия катализаторов. Гомогенный и гетерогенный катализ. Ферменты. Каталитические яды. Промотары.

Скорость реакции в гетерогенных системах. Лимитирующая стадия процесса.

Раздел 5 Химическое равновесие

Тема 5.1 Константа химического равновесия

Химическое равновесие. Химический потенциал. Равновесная концентрация. Константа химического равновесия.

Тема 5.2 Закон Ле-Шателье

Смещения химического равновесия. Влияние изменения концентраций реагирующих веществ и продуктов реакций, температуры, давления, введение катализаторов на состояние химического равновесия. Принцип Ле-Шателье.
Раздел 6 Диффузия. Процессы на границе раздела фаз

Тема 6.1 Диффузия

Диффузия. Коэффициент диффузии. Первый закон Фика. Второй закон Фика. Практическое применение диффузии. Термодиффузия.

Тема 6.2 Процессы на границе раздела фаз

Процессы на границе раздела фаз. Сорбция и сорбционные процессы. Адсорбция. Абсорбция. Хемосорбция. Капиллярная конденсация. Эпитаксия.
Раздел 7 Электролитическая диссоциация

Тема 7.1 Теория электролитической диссоциации

Электролиты. Электролитическая диссоциация. Катионы и анионы. Два вида механизма диссоциации электролитов. Степень диссоциации.

Тема 7.2 Слабые и сильные электролиты

Слабые электролиты. Факторы, влияющие на степень электролитической диссоциации. Константа диссоциации. Ступенчатая диссоциация. Закон разбавления. Сильные электролиты. Теория сильных электролитов. Активность ионов. Коэффициент активности.


Тема 7.3 Ионно-молекулярные уравнения

Ионно-молекулярные уравнения. Таблица растворимости. Молекулярные уравнения. Полные и сокращенные ионные уравнения.

Тема 7.4 Произведение растворимости. Диссоциация воды

Произведение растворимости. Диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Кислые, нейтральные и щелочные растворы.

Тема 7.5 Химические источники тока

Химические источники тока. Гальванические элементы. Аккумуляторы. Медно-цинковый гальванический элемент. Электроды. Анод и катод. Реакции протекающие на электродах. ЭДС. Основные гальванические элементы и аккумуляторы. Топливные элементы и батареи. Химические источники тока с расплавленными и твердыми электролитами. Практическое применение химических источников тока.

Раздел 8 Электродные потенциалы

Тема 8.1 Стандартные электродные потенциалы

Электродные процессы и потенциалы. Стандартный электродный потенциал. Водородный потенциал. Водородная шкала потенциалов. Ряд стандартных электродных потенциалов.

Тема 8.2 Ряд напряжений металлов

Ряд напряжений металлов. Влияние положения металла в ряду напряжений на его физико-химические свойства. Пассивность.
Раздел 9 Электролиз

Тема 9.1 Электролиз расплавов электролитов

Электролиз. Основные понятия: окисление и восстановление, анод и катод, электролизер. Электролиз расплавов электролитов.

Тема 9.2 Электролиз водных растворов электролитов

Электролиз водных растворов электролитов. Катодные процессы (3 случая). Анодные процессы (3 случая). Инертные и активные аноды. Анодное растворение металлов.

Тема 9.3 Законы электролиза

Законы электролиза. Число Фарадея. Химический и электрохимический эквиваленты. Выход по току.

Тема 9.4 Практическое применение электролиза

Практическое применение электролиза: электролиз расплавов электролитов, электроэкстракция, электролитическое рафинирование, получение химически чистых соединений и веществ, гальванотехника (гальваностегия и гальванопластика), электрохимическая обработка поверхности и т.д. Производство печатных плат.


Раздел 10 Коррозия металлов

Тема 10.1 Коррозия металлических изделий

Коррозия металлов и сплавов. Основные понятия и термины. Виды коррозии. Химическая и электрохимическая коррозии, их принципиальное различие. Эрозия. 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. Кавитационная коррозия.

Тема 10.2 Предупреждение и защита от коррозии

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.
Раздел 11 Материалы для электротехнических изделий

Тема 11.1 Принципы выбора материалов

Принципы выбора материалов для электротехнических изделий.

Тема 11.2 Факторы, влияющие на свойства материалов

Внешние факторы, влияющие на механические и физико-химические свойства материалов. Основные способы уменьшения влияния внешних факторов на механические и физико-химические свойства материалов для электротехнических изделий.
4 Учебно-методические материалы по дисциплине

1 Таблица Менделеева

2 Справочники физико-химических величин

3 Плакаты, рисунки, графики, таблицы

4 Макеты, образцы

5 Схемы

6 Видеофильмы, слайды

7 Тесты-опросники, карточки-опросники

8 Комплект вопросов по всему курсу химии

Варианты контрольных работ



Вариант 1

  1. Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:


Ba(OH)2 + MgSO4  …… + ……

  1. Определить тепловой эффект реакции 3Ni + Al2O3=3NiO + 2Al, если

энтальпии оксидов алюминия и никеля равны соответственно 128кДж

и 106,9кДж.

  1. Составьте уравнения реакций при электролизе водного раствора ZnSO4 с платиновыми электродами.

  2. Как повлияет повышение температуры на равновесие следующих систем:

а) H2 + J2  2HJ H= -56,9кДж б) 2NO + O2  2NO2 H= 45,8кДж?

  1. На основании периодической таблицы и электронного строения атома охарактеризуйте химический элемент с порядковым номером 21.


Вариант 2

  1. Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:

BaCl2 + Na2CO3  …… + ……

  1. Определить стандартное изменение энергии Гиббса реакции

СuO + Ca =CaO + Cu, если GCuO=128,5кДж и GCaO=389,4кДж.

В какую сторону самопроизвольно протекает эта реакция?

  1. Напишите уравнения реакций электролиза водного раствора CdCl2 c платиновыми электродами.

  2. Как повлияет на равновесие систем а) CO + 1\2O2  CO2

б) 2H2O  2H2 + O2 уменьшение концентрации кислорода?

  1. Какой объем займет при температуре 17°C и давлении 250 кПа оксид углерода (II) массой 84 г?



Вариант 3

  1. Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:

Ba(OH)2 + Na2SO4  …… + ……

  1. Определить 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?

  1. Составьте уравнения электролиза водного раствора CuSO4 с инертными электродами

  2. Какое влияние на равновесную концентрацию хлора в системе

4HCl + O2  2Cl2 + 2H2O - 113кДж окажут: а) увеличение давления;

б) увеличение концентрации хлора; в) понижение температуры

г) введение катализатора?

  1. На основании периодической таблицы и электронного строения атома охарактеризуйте химический элемент с порядковым номером 30.


Вариант 4

  1. Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:

Cu(NO3)2 + KOH  …… + ……

  1. Определить тепловой эффект, изменение энтальпии и энергии Гиббса

реакции Fe2O3 + 3Cu=3CuO + 2Fe, если HCuO=-126,9кДж,

HFe2O3=135кДж; GCuO=106,6кДж, GFe2O3=-167кДж.

  1. Составьте уравнения реакций электролиза водного раствора K2CO3 (pH=8,6) с инертными анодами.

  2. Как повлияет на равновесие системы 2H2O  2H2 + O2, H= 32,9кДж

а) уменьшение концентрации кислорода; б) введение катализатора

в) повышение температуры?

  1. 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  …… + …….

  1. В какую сторону самопроизвольно протекает реакция

Fe2O3 + 2Al=Al2O3 +2Fe + 124,7кДж, если GAl2O3=236,8кДж, GFe2O3=-167кДж.

  1. Составьте уравнения электролиза водного раствора H2SO4 с инертными анодами.

  2. Какое влияние на равновесное состояние системы

4 HCl(газ) + O2  2Cl2 +2H2O(газ), H= -52,9кДж окажут а) увеличение давления

б) понижение температуры в) введение катализатора?

  1. Сколько молекул содержится в 12,8 г фосфора?


Вариант 6

  1. Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:

CaCl2 + H3PO4  …… + ……

  1. Определить изменение энтропии и энтальпии реакции

Fe2O3 + 2Cd=Cd2O3 +2Fe + 124,7кДж, если GCd2O3=236,8кДж, GFe2O3=-167кДж.

  1. Какие процессы будут протекать на инертных электродах при электролизе расплава CoJ2?

  2. Как повлияет увеличение температуры и введение ингибитора на химическое равновесие в системе Fe2O3 + 3H2  2Fe + 3H2O(газ)?

  3. 3,17 г хлора занимают объем равный 1 л (при н.у.). Вычислите по этим данным молекулярную массу хлора.



Вариант 7
  1. Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:


KOH + CaCl2  ……+ ……

  1. 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?

  1. Какие процессы будут протекать на инертных электродах при электролизе водного раствора NiF2?

  2. В какую сторону сместится равновесие в системе CaCO3  CaO + CO2,

H= 32,9кДж а) при увеличении давления б) при понижении температуры

в) при введении ингибитора?

  1. Вычислите массовую долю меди в соединениях CuO, Cu(OH)2, CuCl2.


Вариант 8

  1. Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:

Al(NO3)3 + KOH  …… + ……

  1. Рассчитать изменение энергии Гиббса процесса протекающего при

стандартных условиях, если тепловой эффект 236,кДж.

В какую сторону самопроизвольно протекает этот процесс?

  1. Какие процессы будут протекать на инертных электродах при электролизе расплава NiJ2?

  2. Какое влияние на равновесную концентрацию хлора в системе

4HCl + O2  2Cl2 + 2H2O + 113кДж окажут: а) увеличение давления;

б) увеличение концентрации кислорода; в) повышение температуры

г) введение катализатора?

  1. На основании периодической таблицы и электронного строения атома охарактеризуйте химический элемент с порядковым номером 47.

Вариант 9

  1. Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:

Na2S + CuSO4  ……+……


  1. Определить изменение энтропии и энтальпии реакции

CoO + Cd=CdO +Co + 324,7кДж, если GCoO=236,8кДж, GCdO=-167кДж.

  1. Составьте уравнения электролиза водного раствора Ag2SO4 с инертными электродами.

  2. Во сколько раз следует увеличить концентрацию водорода в системе

3H2 + N2 = 2NH3, чтобы скорость реакции возросла в 125 раз?

  1. Сколько грамм содержит одна молекула аммиака NH3?


Вариант 10

  1. Составьте уравнения реакций и напишите их в ионной и сокращенной ионной формах:

CuSO4 + H2S  …… + ……

  1. Вычислить изменение энтропии реакции Fe2O3 + 2Al=Al2O3 +2Fe + 124,7кДж,

если GAl2O3=236,8кДж, GFe2O3=-167кДж.

  1. Какие процессы будут протекать на инертных электродах при электролизе расплава LiCl?

  2. В какую сторону сместится равновесие в системе SO2 + O2  SO3, H=-87,9кДж при увеличении а) температуры, б) давления и в) при введении катализатора?

  3. Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей FeCl2, K2S.


Список литературы

1. Угай Я. А. Общая и неорганическая химия: учеб. для вузов / Я. А. Угай .- 5-е изд., стереотип.- М. : Высш. шк., 2007

2. Глинка Н. Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов / под ред. А. И. Ермакова. – М.: Интеграл-Пресс, 2005

3. Хомченко И.Г. Пособие по химии. - М..: Новая волна, 1997

4. Суворов Н.И. Общая химия: Учеб. для вузов. - СПб.: Химия,1997


5. Хомченко И.Г. Общая химия: Учеб. для вузов.- М.: Новая волна: Оникс, 1997

6.. Гельфман М. И. Неорганическая химия : учеб. пособие для вузов / М. И. Гельфман, В. П. Юстратов .- СПб. : Лань, 2007

7. Гельфман М. И. Химия : учеб. для вузов / М. И. Гельфман, В. П. Юстратов .- Изд. 4-е, стереотип.- СПб. : Лань, 2008

8. 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.