WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 15 |

2.3. p-элементы V группы. Азот. Отличие химии азота от химии других р-элементов V группы. Нахождение в природе, получение и свойства. Причины химической инертности азота. Проблема связанного азота и пути ее решения. Водородные соединения азота: аммиак, строение молекулы, получение, свойства; соли аммония, амиды, имиды, нитриды, их взаимодействие с водой; гидразин, гидроксиламин, их строение и свойства. Влияние на окружающую среду выбросов оксида азота. Азотистая и азотная кислоты, получение, свойства. Царская водка. Нитриты, нитраты. Применение азота и его соединений.

Фосфор. Нахождение в природе, получение, свойства. Белый, красный, черный фосфор. Фосфин, фосфиды металлов, получение и свойства. Оксиды фосфора(III, V) и фосфорные кислоты. Токсичность белого фосфора.

Мышьяк, сурьма, висмут. Нахождение в природе, получение, свойства. Кислородные соединения. Кислоты мышьяка. Галогениды, их гидролиз. Применение элементов и их соединений. Токсичность соединений мышьяка и сурьмы.

2.4. p-элементы VI группы. Кислород. Нахождение в природе, получение и свойства. Озон, получение, химическая связь в молекуле озона, свойства; озон как окислитель.

Вода, ее роль в природе, в жизни человека и народном хозяйстве. Квазикристаллическая структура воды. Структура льда. Формы льда. Качество воды. Пероксид водорода. Применение кислорода и его соединений.

Сера, селен, теллур, полоний. Нахождение в природе, получение, свойства. Аллотропия серы. Соединения с водородом. Сульфиды. Кислородные соединения серы(IV,VI): серная, сернистая кислоты, квасцы, пиросерная, тиосерная, пероксодисерная, хлорсульфоновая кислоты. Получение, строение, свойства, применение элементов и их соединений.

2.5. p-элементы VII группы. Водород. Положение водорода в периодической системе Д.И. Менделеева. Нахождение в природе, получение, свойства. Гидриды. Применение водорода и его соединений. Водородная энергетика.

Галогены. Нахождение в природе, получение и свойства. Особенности химии фтора. Фторид кислорода. Соединения с водородом. Кислородсодержащие кислоты хлора, брома, иода, сопоставление их кислотных и окислительных свойств.

Применение галогенов и их соединений. Токсичность хлорсодержащих продуктов, пестициды, гербициды.

2.6. Химия d-элементов VI и VII групп. Общая характеристика d-элементов и особенности изменения свойств по группам и периодам. Нестехиометрические соединения.

Подгруппа хрома. Нахождение в природе, получение, свойства. Соединения хрома(III–VI). Хроматы и дихроматы.

Хромовая смесь и ее окислительные свойства. Соединения молибдена и вольфрама. Применение элементов и их соединений. Токсичность соединений хрома.

Подгруппа марганца. Нахождение в природе, получение, свойства. Важнейшие соединения марганца(II, IV, VI, VII).

Перманганаты, их получение и свойства. Применение марганца, технеция и рения и их соединений.

2.7. Химия d-элементов VIII группы.

Семейство железа. Нахождение в природе, получение, свойства. Чугун и сталь. Важнейшие соединения. Применение железа, кобальта, никеля и их соединений.

Платиновые металлы. Общая характеристика, нахождение в природе, получение, свойства. Характеристика соединений. Комплексные соединения. Применение металлов и их соединений.

2.8. Химия d-элементов I и II групп.

Подгруппа меди. Общая характеристика, нахождение в природе, получение, свойства. Соединения с кислородом, галогенами. Соли, их растворимость и гидролиз. Комплексные соединения меди, серебра и золота. Применение металлов и их соединений.

Подгруппа цинка. Нахождение в природе, получение и свойства. Соединения с кислородом, галогенами. Соединения ртути(I, II). Комплексные соединения. Применение металлов и их соединений. Токсичность ртути и кадмия и их соединений.

2.9. Химия d-элементов IV–V групп.

Подгруппа титана. Общая характеристика, нахождение в природе и получение. Важнейшие соединения. Применение титана, циркония, гафния и их соединений.

Подгруппа ванадия. Общая характеристика, нахождение в природе, получение, свойства. Соединения d-элементов V группы. Применение ванадия, ниобия и тантала и их соединений.

13. ОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ Строение и свойства органических соединений. Изомерия. Особенности свойств органических соединений. Классификация, номенклатура. Углеводороды и галогенпроизводные, кислород- и азотсодержащие органические соединения.

Важнейшие представители. Реакции полимеризации и поликонденсации. Свойства полимеров. Полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, каучук. Конструкционные полимерные материалы. Органические диэлектрики и полупроводники.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Ахметов, Н.С. Общая и неорганическая химия / Н.С. Ахметов. – М. : Высшая школа, 2006. – 743 с.

2. Глинка, Н.Л. Общая химия / Н.Л. Глинка. – Л. : Химия, 1988. – 704 с.; 2004. – 728 с.

3. Фролов, В.В. Химия / В.В. Фролов. – М. : Высшая школа, 1986. – 543 с.

4. Лучинский, Г.П. Курс химии / Г.П. Лучинский. – М. : Высшая школа, 1985. – 416 с.

5. Коровин, Н.В. Общая химия / Н.В. Коровин. – М. : Высшая школа.1998. – 559 с.

6. Некрасов, Б.В. Основы общей химии / Б.В. Некрасов. – М. : Химия, 2003. – Т. 1. – 656 с.; Т 2. – 688 с.

7. Карапетьянц, М.Х. Общая и неорганическая химия / М.Х. Карапетьянц, С.И. Дракин. – М. : Химия, 1993. – 588 с.

8. Березин, Б.Д. Курс современной органической химии / Б.Д. Березин, Д.Б. Березин. – М. : Высшая школа, 1999. – 768 с.

9. Несмеянов, А.Н. Начала органической химии / А.Н. Несмеянов, Н.А. Несмеянов. – М. : Химия, 1974. – 1 кн. – с.; 2 кн. – 704 с.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1.1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И ПОНЯТИЯ ХИМИИ Международная система единиц измерения (СИ) содержит основные единицы: длина l метр (м), масса m – килограмм (кг), время t – секунда (с), сила тока I – ампер (A), термодинамическая температура Т – кельвин (K), единица количества вещества моль (моль).

Моль – это количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов и др.), сколько их содержится в 0,012 кг изотопа углерода C. Моль вещества соответствует числу Авогадро NA = 6,02 1023 моль–1 структурных элементов. При применении понятия "моль" следует указывать, какие структурные элементы имеются в виду, например, моль атомов H, моль молекул H2, моль протонов, моль электронов и т.п. Так, заряд моля электронов равен 6,02 1023 e и отвечает количеству электричества, равному 1 фарадею (F). Масса моля атомов или масса моля молекул (мольная или молярная масса М), выраженная в граммах (г/моль), есть грамм-атом данного элемента или соответственно грамм-молекула данного вещества в прежнем понимании.

П р и м е р 1. Выразить в молях: а) 6,02 1021 молекул CO2; б) 1,20 1024 атомов кислорода; в) 2,00 1023 молекул воды.

Чему равна мольная (молярная) масса указанных веществ Р е ш е н и е. Моль – это количество вещества, в котором содержится число частиц любого определенного сорта, равное постоянной Авогадро (6,02 1023). Отсюда; а) 6,02 1021 составляет 0,01 моль; б) 1,20 1024 составляет 2 моль; в) 2,00 1023 составляет 1/3 моль.

Масса моля вещества выражается в кг/моль или г/моль. Мольная (молярная) масса (М) вещества в граммах численно равна его относительной молекулярной (атомной) массе, выраженной в атомных единицах массы (а.е.м.).

Так как молекулярные массы CO2 и H2O и атомная масса кислорода соответственно равны 44, 18 и 16 а.е.м., то их мольные (молярные) массы равны: а) М(CO2) = 44 г/моль; б) М(Н2O) = 18 г/моль; в) А(O) = 16 г/моль.

П р и м е р 2. Найти молекулярную массу легко летящей жидкости, если масса 250 см3 паров этой жидкости при °С и давлении 96 000 Па (паскалей) равна 0,465 г Р е ш е н и е. Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона:

PV = mRT / M, где P – давление газа в Па; V – объем газа в м3; m – масса газа в кг; T – температура по шкале Кельвина; R – универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж / моль K; М – молекулярная масса газа в г/моль.

Находим молекулярную массу газа:

M = mRT / PV = 0,465 10–3 8,314 360 / 96 000 250 10–6 = = 58 10–3 кг/моль = 58 г/моль.

П р и м е р 3. Вычислить молекулярную массу газа, если относительная плотность его по азоту равна 1,57.

Р е ш е н и е. Из формулы D(N2) = Мгаза / М(N2) находим Мгаза, равную D(N2) M(N2) = 1,5728 = 44 г/моль.

П р и м е р 4. Определите эквивалент (Э) и эквивалентную массу (Эm) азота, серы и хлора в соединениях NH3, H2S, HCl.

Р е ш е н и е. Масса вещества и количество вещества – понятия неидентичные. Масса выражается в килограммах (граммах), а количество вещества – в молях.

Эквивалент элемента (Э) – это такое количество вещества, которое соединяется с 1 молем атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Масса 1 эквивалента элемента называется его эквивалентной массой (Эm). Таким образом, эквиваленты выражаются в молях, а эквивалентные массы – в г/моль.

В данных соединениях с 1 молем атомов водорода соединяется 1/3 моля атомов азота, 1/2 моля атомов серы и 1 моль атомов хлора. Отсюда Э(N) = 1/3 моль атомов азота, Э(S) = 1/2 моль атомов серы, Э(Cl) = 1 моль атомов хлора.

Исходя из мольных масс этих элементов, определяем их эквивалентные массы: Эm(N) = 1/3 14 = 4,67 г/моль; Эm(S) = 1/2 32 = 16 г/моль; Эm(Cl) = 1 35,45 = 35,45 г/моль.

П р и м е р 5. На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода (н.у.). Вычислить эквивалентную массу оксида и эквивалентную массу металла. Чему равна атомная масса металла Р е ш е н и е. Нормальные условия по Международной системе единиц (СИ): давление 101 325 Па (760 мм рт. ст. = атм), температура 273 K или 0 °C.

Согласно закону эквивалентов, массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ m1 и m2 пропорциональны их эквивалентным массам (объемам):

m1 / Эm(1) = m2 / Эm(2);

m(MeO) / Эm(МеО) = m(Н2) / Эm(Н2).

Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то, как правило, его количество измеряется в объемных единицах (см3, л, м3). Объем, занимаемый при данных условиях мольной или эквивалентной массой газообразного вещества, называется мольным или эквивалентным объемом этого вещества. Мольный объем любого газа при н.у. равен 22,4 л. Отсюда эквивалентный объем водорода ЭV (H2 ), молекула которого состоит из двух атомов, т.е. содержит два моля атомов водорода, равен 22,4/2 = 11,2 л. Отношение mH / Эm(H2 ) заменяем равным ему отношением V0 (H2 ) / ЭV (H2 ), где V0 (H2 ) – объем водорода при н.ф.у., ЭV (H2 ) – эквивалентный объем водорода:

mMeO / Эm(MeO) = V0 (Н2) / ЭV (Н2).

Отсюда находим эквивалентную массу оксида металла 7,09 / Эm(MeO) = 2,24 / 11,2;

Эm(МеО) = 7,09 11,2 / 2,24 = 35,45 г/моль.

Согласно закону эквивалентов Эm(MeO) = Эm(Me) + Эm(O), отсюда Эm(Me) = Эm(MeO) – Эm(O) = 35,45 – 8 = 27,45 г/моль.

Мольная масса металла определяется из соотношения Эm = A / B, где Эm – эквивалентная масса металла; A – мольная (атомная) масса металла; B – стехиометрическая валентность элемента A = Эm В = 27,45 2 = 54,9 г/моль.

Так как атомная масса в а.е.м. численно равна мольной (молярной) массе, выражаемой в г/моль, то искомая атомная масса металла 54,9 а.е.м.

П р и м е р 6. Сколько металла, эквивалентная масса которого 12,16 г/моль, взаимодействует с 310 см3 кислорода при нормальных условиях Р е ш е н и е. Так как мольная (молярная) масса О2 32 г/моль при н.у. занимает объем 22,4 л, то объем эквивалентной массы кислорода 8 г/моль будет 22,4 : 4 = 5,6 л (5600 см3). По закону эквивалентов:

m(Me)/ Эm(Me) = V0(О2) / ЭV (О2) или m(Me)/ 12,16 = 310 / 5600;

m(Me) = 12,16 310 / 5600 = 0,673 г.

П р и м е р 7. Вычислите эквиваленты и эквивалентные массы H2SO4 и Al(OH)3 в реакциях, выраженных уравнениями:

H2SO4 + KOH = KHSO4 + H2O; (1) H2SO4 + Mg = MgSO4 + H2; (2) Al(OH)3 + HCl = Al(OH)2Cl + H2O; (3) Al(OH)3 + 3HNO3 = Al(NO3)3 + 3H2O. (4) Р е ш е н и е. Эквивалент (эквивалентная масса) сложного вещества, как и эквивалент (эквивалентная масса) элемента, может иметь различные значения и зависит от того, в какую реакцию обмена вступает это вещество. Эквивалентная масса кислоты (основания) равна мольной массе (М), деленной на число атомов водорода, замещенных в данной реакции на металл (на число вступающих в реакцию гидроксильных групп). Следовательно, эквивалентная масса H2SO4 в реакции (1) Эm = М(H2SO4) = 98 г/моль, а в реакции (2) М(H2SO4) / 2 = 49 г/моль. Эквивалентная масса А1(ОН)3 в реакции (3) равна М(Al(ОН)3) = 78 г/моль, а в реакции (4) М(Al(ОН)3) / 3 = 26 г/моль.

Задачу можно решить и другим способом. Так как H2SO4 взаимодействует с одной эквивалентной массой KOH и двумя эквивалентными массами магния, то ее эквивалентная масса равна в реакции (1) М/1 г/моль и в реакции (2) М/г/моль. Al(ОН)3 взаимодействует с одной эквивалентной массой HCl и тремя эквивалентными массами HNO3, поэтому его эквивалентная масса в реакции (3) равна М/1 г/моль, в реакции (4) М/3 г/моль. Эквиваленты H2SO4 в уравнениях (1) и (2) соответственно равны 1 молю и 1/2 моля; эквиваленты Al(OH)3 в уравнениях (3) и (4) соответственно равны 1 моль и 1/3 моля.

П р и м е р 8. Из 3,85 г нитрата металла получено 1,60 г его гидроксида. Вычислить эквивалентную массу металла Эm(Me).

Р е ш е н и е. При решении задач следует иметь в виду: а) эквивалент (эквивалентная масса) гидроксида равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) металла и гидроксильной группы; б) эквивалент (эквивалентная масса) соли равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) металла и кислотного остатка.

Вообще эквивалент (эквивалентная масса) химического соединения равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) составляющих его частей. Учитывая сказанное, подставляем соответствующие данные:

3,85 / 1,60 = [Эm(МеО) + Эm ] / [Эm(Me) + Эm ];

(NO3 ) (ОН- ) 3,85 / 1,60 = [Эm(Me) + 62] / [Эm(Me) + 17];

Эm(Me) = 15 г/моль.

П р и м е р 9. В какой массе Ca(OH)2 содержится столько же эквивалентов, сколько в 312 г Al(OH)3.

Р е ш е н и е. Эквивалентная масса Al(OH)3 равна 1/3 его мольной массы, т.е. 78 / 3 = 26 г/моль. Следовательно, в г Al(OH)3 содержится 312 / 26 = 12 эквивалентов. Эквивалентная масса Ca(OH)2 равна 1/2 его мольной массы, т.е. г/моль. Отсюда, 12 эквивалентов составляют 37 г/моль · 12 моль = 444 г.

ЗАДАНИЯ 1. Как найти объем газа, зная количество вещества этого газа Какой объем занимают 3,01 1025 атомов аргона 2. Какой объем при н.у. займут газы: водород, хлор, оксид углерода(II), массы которых соответственно равны: 30 г, 106,5 г, 112 г 3. Вычислить объем газа при н.у., если при 30 °С и давлении 47 988 Па газ занимает объем 1900 см3.

4. При 25 °С и давлении 95 кПа объем газа равен 6 л. Какой объем будет занимать этот газ при 37 °С и давлении мм рт. ст. 5. Масса газа объемом 2 л (н.у.) равна 4,2 г. Рассчитать его мольную массу и плотность по водороду и фтору.

6. В газонаполненных лампах содержится смесь газов, имеющая объемный состав: 86 % аргона и 14 % азота. Каково парциальное давление каждого из газов, если общее давление 39 990 Па 7. Вычислить мольные массы газов, если их относительные плотности равны: а) по водороду 8; б) по воздуху 0,897;

в) по хлору 0,42. Найти плотность последнего газа по азоту.

8. Какой объем оксида азота(II) образуется при взаимодействии 0,5 · 1021 молекул азота с кислородом 9. Вычислить массу 1 л Ar, CO, NO при 20 °С и 99 975 Па.

10. Вычислить мольную массу газа, если масса 0,7924 г его имеет объем 250 см3 при 273,15 K и 101 325 Па.

11. Масса газа объемом 1,248 л при 17 °С и давлении 780 мм рт. ст. равна 3,12 г. Вычислить мольную массу газа.

12. Плотность газа по кислороду 0,875. Найти мольную массу газа. Какова его плотность по азоту 13. Сколько молекул газа содержится в 1 м3 газа при 32 °С в космосе при давлении 133,3 10 Па 14. Сколько молей составляют 6,02 1025 молекул этана; 30,1 1024 атомов неона; 12,04 1021 молекул аммиака 15. Какой объем займет азот массой 0,5 кг при 20 °С и давлении 120 000 Па 16. Масса 171 см3 паров легко летучей жидкости при 91 °С и 102 344 Па равна 0,185 г. Найти молекулярную массу жидкости.

17. Баллон емкостью 20 л содержит 3 кг кислорода. Вычислить давление в баллоне при 20 °С.

18. Вычислить массу воздуха объемом 3 м3 при 290 K и давлении 41 600 Па. Найти плотность воздуха по аммиаку.

19. В баллоне емкостью 40 л находятся 77 кг оксида углерода(IV) при 106 640 Па. Определить температуру газа.

20. При какой температуре находятся 5 кг азота, имеющие объем 50 л и давление 172 мм рт. ст. 21. Определить эквиваленты и эквивалентные массы фосфора, теллура и йода в соединениях PH3, H2Te, HJО3.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 15 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.