Помощь в учебе и работе
Главная Методические указания, методички МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ З курсу загальної, неорганічної і біонеорганічної хімії Для виконання завдань із самостійної роботи
 
 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ З курсу загальної, неорганічної і біонеорганічної хімії Для виконання завдань із самостійної роботи Печать E-mail
Учебники методички лекции рабочие программы - Методички, методические указания

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ З курсу загальної, неорганічної і біонеорганічної хімії Для виконання завдань із самостійної роботи

Під керівництвом викладача

З курсу неорганічної хімії для студентів зі спеціальностей:

6.070900 – «Геодезія, картографія і землевпорядкування»;

6.090101 – «Агрономія»;

6.090101 – «Плодоовочівництво і виноградарство";

І курсу біонеорганічної хімії для студентів зі спеціальностей:

6.110101 - "Ветеринарної медицини",

 

ЗМІСТ

Вступ

1. Основні положення неорганічної та біонеорганічної хімії

1.1. Основні поняття і закони хімії

Контрольні завдання

1.2. Будова атома. Періодичний закон та періодична система елементів Д. І. Менделєєва. Хімічний зв'язок і будова молекул.

Контрольні завдання

1.3. Особливості номенклатури й класифікації неорганічних сполук та генетичний зв'язок між ними.

Контрольні завдання

2. Основні закони хімічних перетворень.

2.1. Хімічна кінетика й рівновага.

Контрольні завдання

2.2. Поняття про розчини (газоподібні, тверді, рідкі).

2.3. Особливості електролітичної дисоціації кислот, основ і солей та реакції в розчинах електролітів.

Контрольні завдання

2.4. Гідроліз солей.

Контрольні завдання

3. Основні закони хімічних перетворень із зміною ступенів окиснення елементів або їх валентності.

3.1. Роль окисно-відновних процесів у хімії й біології.

3.2. Окисно-відновні реакції на електродах. Стандартні електродні потенціали. Гальванічний елемент.

3.3. Рівняння Нернста. Принцип розрахунку напрямку окисно-відновних реакцій.

3.4. Окисно-відновні реакції: (прогнозування, закономірності, складання рівнянь).

Контрольні завдання

3.5. Координаційні комплексні сполуки, їх роль у живій природі. Просторова інтерпретація координаційних чисел, ізомерія координаційних сполук.

3.6. Приклади реакцій утворення найпоширеніших типів координаційних сполук, їх дисоціація, константи нестійкості й стійкості.

Контрольні завдання

4. Хімія елементів головних та побічних підгруп на прикладі найважливіших біогенних елементів.

4.1. Хімія сполук елементів головних підгруп VII, VI, V, IV, III груп (хлор, бром, йод, оксиген, сульфур, нітроген, фосфор, карбон, бор, алюміній). Гідроген і його сполуки. Біологічна роль елементів.

4.2. Хімія сполук найважливіших біогенних металів. Метали - макро - і мікроелементи.

Контрольні завдання

5. Додатки

5.1.  Константи дисоціації деяких кислот та основ

5.2.  Густина водних розчинів основ

5.3.  Густина водних розчинів кислот

5.4.  Таблиця розчинності малорозчинних сполук

5.5.  Стандартні окисно-відновні потенціали

5.6.  Добуток розчинності малорозчинних речовин

5.7.  Константи стійкості деяких комплексних йонів

Література

ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

З НЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ

I

II

III

I

II

III

1

1.1

5.1

9.1

15

3.1

7.1

11.1

2

1.2

5.2

9.2

16

3.2

7.2

11.2

3

1.3

5.3

9.3

17

3.3

7.3

11.3

4

1.4

5.4

9.4

18

3.4

7.4

11.4

5

1.5

5.5

9.5

19

3.5

7.5

11.5

6

1.6

5.6

9.6

20

3.6

7.6

11.6

7

1.7

5.7

9.7

21

3.7

7.7

11.7

8

2.1

6.1

10.1

22

4.1

8.1

12.1

9

2.2

6.2

10.2

23

4.2

8.2

12.2

10

2.3

6.3

10.3

24

4.3

8.3

12.3

11

2.4

6.4

10.4

25

4.4

8.4

12.4

12

2.5

6.5

10.5

26

4.5

8.5

12.5

13

2.6

6.6

10.6

27

4.6

8.6

12.6

14

2.7

6.7

10.7

28

4.7

8.7

12.7

ДОДАТОК 6

ВСТУП

Методичні вказівки розроблені як допоміжний матеріал до основної навчальної літератури з неорганічної та біонеорганічної хімії (лабораторний практикум із неорганічної хімії для студентів, що проходять підготовку за спеціальностями агрохімія і грутознавство, агрономія, захист рослин, плодоовочівництво і містять контрольні завдання для самостійної роботи під керівництвом викладача та перевірки знань до кожної теми за модульно-рейтинговою системою, а також включають теоретичний матеріал.

Для активізації навчального процесу й кращого засвоєння матеріалу в даних вказівках до тем, які запропоновані для самостійної роботи під керівництвом викладача, використані орієнтири трьох типів:

Ø Що треба знати;

Ø Що треба вміти;

Ø Про що треба мати уявлення.

Контрольні завдання побудовані таким чином, щоб якомога більше заохотити студентів до самостійного виконання завдань і частково містять питання основного базового матеріалу з неорганічної хімії, а також питання курсу неорганічної та біонеорганічної хімії, які професійно орієнтовані до спеціальності.

Ці методичні вказівки рекомендуються для студентів вище перелічених спеціальностей, а також для студентів факультетів ветеринарної медицини, якості й безпеки продукції АПК, здоров'я дрібних тварин.

1 .Основні положення неорганічної та біонеорганічної хімії.

1.1. Основні поняття і закони хімії

Методичні поради щодо виконання самостійної роботи.

Що треба знати:

Ø Визначення понять: "атом", "молекула", "проста та складні речовини", "атомна та молекулярні маси", "моль та молярний об'єм", "валентність", "еквівалент".

Ø Зміст основних законів хімії: "закон збереження маси й енергії", "закон взаємозв'язку маси та енергії за А. Ейнштейном", "закон сталості складу хімічних сполук", "закон кратних відношень, як вияв закону переходу кількісних змін у якісні", "закон Авогадро та висновки з нього", "закон еквівалентів".

Що треба вміти:

Ø Вільно оперувати хімічними поняттями й термінами;

Ø Розглядати закони хімії з точки зору атомно-молекулярного вчення;

Ø Практично застосовувати знання законів хімії у вирішенні задач.

Про що треба мати уявлення:

Ø Історичні відомості про розвиток хімії як науки;

Ø Найважливіші відкриття в хімії та видатні вчені.

Необхідний матеріал із курсу неорганічної та біонеорганічної хімії можна засвоїти при використанні основної рекомендованої літератури [1-3], лабораторного практикуму [4,5], а також, додаткової [6-8].

У хімічних розрахунках використовується кількість речовини - моль. Масу одного моль речовини досить просто вирахувати, якщо відома формула речовини, оскільки чисельно маса 1 моль співпадає з молекулярною масою. Наприклад, 1 моль Н2 – 2 г; НNO3 – 63 г і т. д.

Один моль будь-якої речовини містить 6,02·1023 молекул (число Авогадро), але маса одного моль різних речовин - різна.

Моль будь-якої газоподібної речовини за нормальних умов (н. у.) займає об'єм 22,4 л.

Контрольні завдання:

1. Визначити відносну молекулярну масу речовини й вказати сумарне число атомів у цій сполуці.

Приклад: Нітрит кальцію – Са(NO2)2;

Mr = ArCa + 2(ArN + 2ArO) = 40 + 2(14 + 2·16) = 136

Сумарне число атомів: 1Ca + 2(1N + 2·О) = 7

№ задачі

Назва сполуки

Формула

Сполуки

Mr

Сумарне число атомів

Приклад

Нітрит кальцію

Са(NO2)2

136

7

2.1

Нітратна (азотна) кислота

Сульфат купруму

2.2

Сульфатна (сірчана) кислота

Карбонат амонію

2.3

Гідроксид феруму (III)

Нітрат алюмінію

2.4

Карбонатна (вугільна) кислота

Гідросульфат натрію

2.5

Сульфат цинку

Гідроксохлорид цинку

2.6

Перманганат калію

Гідрофосфат кальцію

2.7

Нітритна (азотиста) кислота

Дигідрофосфат амонію

2. Вибрати з наведених нижче сполук (частинок): атоми і молекули та зазначити до складних або простих сполук вони належать:

Приклад: Н2, SO2, О, PO43-.

Н2 – молекула, проста речовина; SO2 – молекула сульфур (IV) оксиду, складна речовина; О – атом оксигену; PO43- – фосфат-аніон, частинка складної речовини.

1.1. Cl2, SO3, SO32-, HCl. 1.5. Fe, Na2SO4, O3, NO3-.

1.2. N2O, O2, CuSO4, S2-. 1.6. Cu, OF2, NO2-, NaCl.

1.3. SO42-, S, P2O5, Ca3(PO4)2. 1.7. F2, NiO, ClO3-, CuO.

1.4.  Cl-, H2O, Ar, FeS2.

3. Написати формулу сполуки і вказати масову частку елемента (у відсотках із точністю до десятих).

Приклад: Гідроксид кальцію – Са(OН)2;

Mr = ArCa + 2(ArО + ArН) = 40 + 2(16 + 1) = 74

Mr (Са(OН)2) – 2 ·ArО;

Mr (Са(OН)2) = 74 – 100 %

2 ·ArО = 2·16 – Х % %

№ задачі

Назва сполуки

Формула

Сполуки

Елемент

Масова частка, %

Приклад

Гідроксид кальцію

Са(ОН)2

Оксиген

43,24

3.1

Сульфат калію

Сульфур

3.2

Гідроксид натрію

Натрій

3.3

Нітрат алюмінію

Алюміній

3.4

Карбонат кальцію

Кальцій

3.5

Силікат калію

Силіцій

3.6

Нітрит амонію

Нітроген

3.7

Фосфат кальцію

Фосфор

4. Визначити вміст сполуки у відсотках (із точністю до десятих) у речовині.

Приклад: Відносна молекулярна маса H2SO4:

Mr(H2SO4) = 1 · 2 + 32 + 4 · 16 = 98 г

Молекулярна маса SO3:

Mr(SO3) = 32 + 3 · 16 = 80 г

Масова частка:

№ задачі

Назва сполуки

Формула

Сполуки

Вміст сполуки

Масова частка, %

Приклад

Сульфатна (сірчана) кислота

H2SO4

SO3

81,63

4.1

Хлорна кислота

Cl2O7

4.2

Гідрокарбонат кальцію

CaO

4.3

Мідний купорос

H2O

4.4

Гідрофосфат калію

P2O5

4.5

Нітратна (азотна) кислота

N2O5

4.6

Гідроксид калію

K2O

4.7

Гідросульфат натрію

SO3

5. Обчисліть відносні молекулярні маси речовин, формули яких:

Приклад: O2, КОН, N2O, Na2PbO2;

2·16 = 32; Mr(КОН) = ArK + ArО + ArН = 39 + 16+ 1 = 56;

Mr(N2O) = 2·ArN + ArО = 2·14 + 16 = 44;

Mr(Na2PbO2) = 2·ArNa + ArPb + 2·ArO = 2· 23 + 207 + 2·16 = 285.

5.1. Н2, ВеО, NН4NО3, Н2С2О4·2Н2О;

5.2. Н2 SO4, V2О5, F2, КАl(SO4)2·12Н2О;

5.3. SCl2, НСN, СО2, ВаСl2·2H2O;

5.4. Fe(OH)3, АsH3, NH4NO2, Са3(PO4)2;

5.5. Ті(SO4)2, SO3, Н2О2, NaCl·HCl;

5.6. КСlO4, Н3ВО3, Na2CO3,·NaHCO3·2H2O;

5.7. Н2S, Сr2S3, СаН2, СО(NH2)2.

6. Яка валентність (ступінь окиснення) елементу в сполуці?

№ завдання

Назва сполуки

Формула сполуки

Елемент

Валентність

Ступінь окиснення

Приклад

Гідроксид барію

Ва(ОН)2

Барій

II

2+

6.1

Гідроксид стронцію

Стронцій

6.2

Сульфат цинку

Сульфур

6.3

Нітрат алюмінію

Нітроген

6.4

Гідрокарбонат кальцію

Карбон

6.5

Гідроксохлорид купруму

Хлор

6.6

Гідроксид феруму (II)

Оксиген

6.7

Сульфід амонію

Сульфур

7. У скільки разів молекули речовин в кожній парі відрізняється одна від одної за масою?

Приклад: етан С2Н6 – кисень О2; Mr(С2Н6) = 28; Mr(О2) = 32;

Разів.

7.1. озон О3 – кисень О2; 7.5. бром Вr2 – фтороводень НF;

7.2. водень Н2 – хлор Сl2; 7.6. силан SіН4 – кисень О2;

7.3. азот N2 – етилен С2Н4; 7.7. метан СН4 – фосфін РН3.

7.4. амоніак NH3 – сірководень Н2S;

8. Визначте найпростішу формулу сполуки такого складу (в процентах за масою): Приклад: Калій – 39,7%, Манган – 27,9%, Оксисен – 32,4%.

Ar(K) = 39, Ar(Mn) = 55, Ar(O) = 16. KxMnyOz:

Остаточна формула: K2MnO4.

8.1. сульфур - 94,11%, 8.5. карбон – 27,27%,

Гідроген – 5,88%; оксисен – 72,73%.

8.2. нітроген – 30,43%, 8.6. фосфор – 43,66%;

Оксисен – 69,57%; оксисен – 56,34%.

8.3. натрій – 57,5%, 8.7. карбон – 75,0%;

Оксисен – 40,0%, гідроген – 25,%

Гідроген – 2,5%;

8.4. оксисен – 40,0%,

купрум – 40,0%,

сульфур – 20,0%.

9. Обчисліть масову частку оксигену в сполуці:

Приклад: NaClO3; Mr(NaClO3) = ArNa + ArCl+ 3·ArO = 23 + 35,5 + 3·16 = 106,5;

.

9.1. SO2, Na2S2O3; 9.5. N2O3, МgCl2·6H2O;

9.2. Са(ОН)2, Н2О; 9.6. LiNO3·3H2O, НРО3;

9.3. N2O, (NH4)2CO3; 9.7. Н4Р2О7, Аl(OH)3.

9.4. NH4NO3, NO2;

10. Визначити валентність або ступінь окиснення елементів у наступних сполуках:

Приклад: Cr2O3. Кисень (О) в сполуках має валентність ІІ, в оксидах проявляє ступінь окиснення 2-. У формулі три атоми кисню 3 · (2-) = -6. Сума негативних зарядів = -6. У сполуці сума негативних зарядів дорівнює сумі позитивних зарядів. Маємо два атоми хрому: 2·Х = 6; Х = 3. Ступінь окиснення хрому = 3+. .

10.1. СI2O7, Н2Se, SiH4, СuS; 10.5. MoO3, P2O3, OF2, Mn2O7;

10.2. АuCl3, Ва2Si, GeO2, VCl4; 10.6. Ba2Si, B2O3, CuCl, PH3;

10.3. МnO, Мn2O3, АlBr3, АlN; 10.7. Bi2S3, SbCl5, PbI2, CH4.

10.4. AgCl, Cr2S3, TeO2, Ca3N2;

11. Вкажіть ступінь окиснення над символами елементів і складіть формули таких сполук:

Приклад: H2SxO3. Кисень проявляє ступінь окиснення 2-, водень 1+: . У формулі три атоми кисню 3 · (2-) = -6. Сума негативних зарядів = -6. Сума негативних зарядів дорівнює сумі позитивних зарядів: 2·(1+) + Х = 6; Х= 4. Ступінь окиснення сірки = 4+. .

11.1. NaxPVO3, CrVIOy; 11.5. Cax(PO4)2, NazРV2О7;

11.2. KCrIIIOx, VIIIx(SO4)3; 11.6. Aly(HPO4)3, CrIII(NVOy)3;

11.3. Cax(PO4)2, CIVOy; 11.7. LiVVyO8, ClIxO.

11.4. CrIII(BIIIOz)3, NIII2Oy;

12. Визначити ступінь окиснення елементу в сполуках:

12.1. оксигену – NaClO, OF2, BaO2;

12.2. фосфору – HPO3, H3PO4, HPF6;

12.3. сульфуру – Na2S, Na2S2O3, Na2SO4;

12.4. силіцію – SiH4, SiO2, H2SiO3;

12.5. хрому – K2Cr2O7, Cr(OH)3, K2CrO4;

12.6. феруму – FeCO3, Fe2O3, Fe(OH)3;

12.7. калію – K2S2O5, K2Cr2O7, KMnO4.

1.2. Будова атома. Періодичний закон та періодична система Елементів Д. І. Менделєєва. Хімічний зв'язок і будова молекул.

Що треба знати:

Ø Сучасні уявлення про будову атома;

Ø Поняття про орбіталі, геометричні форми орбіталей;

Ø Квантові числа, їх зміст; принцип Паулі;

Ø Енергетичні рівні та підрівні;

Ø Електронні формули атомів, правило Хунда, правило Клечковського;

Ø Валентні електрони атома; нормальний та збуджений стан;

Ø Валентність атома; кількісна характеристика валентності;

Ø Ступінь окиснення елемента.

Ø Взаємозв'язок періодичного закону Д. І.Менделєєва та властивостей хімічних елементів;

Ø Основні закономірності зміни хімічних властивостей елементів залежно від положення в періодичній таблиці (у періоді та групі);

Ø Типові метали, неметали та елементи з амфотерними властивостями;

Ø Визначення валентностей елементів за положенням у періодичній таблиці та будовою атомів; поняття про ступінь окиснення елементу.

Що треба вміти:

Ø Розрізняти поняття "орбіта" та "орбіталь";

Ø Визначати кількість електронів на енергетичному рівні;

Ø Знаходити максимально можливу кількість електронів на даному рівні, підрівні;

Ø Визначати число неспарених електронів у нормальному та збудженому станах;

Ø Визначати максимальні валентні можливості атомів;

Ø Розрахувати ступені окиснення елементів у сполуках.

Про що треба мати уявлення:

Ø Розвиток теорії про будову атома та стан електрона в атомі;

Ø Принцип мінімуму запасу енергії електрона та способи його врахування при складанні електронних формул атомів.

Контрольні завдання:

1.  Написати електронну формулу атома елементу і його йона з найвищим ступенем окиснення:

Приклад: Германій. 32Ge: 1s22s22p63s23p64s23d104p2. Найвища ступінь окиснення германію 4+.

Ge4+: 1s22s22p63s23p63d104S04P0.

Алюміній; 1.5 Фосфор;

Стронцій; 1.6. Флуор;

Сульфур; 1.7. Оксиген.

Манган;

2.  Скільки протонів, нейтронів та електронів містить атом елемента з порядковим номером:

Приклад: №15; № 15 – елемент фосфор (Р). р = 15; е = 15; n = Ar – Z = 31 – 15 = 16, (Z – порядковий номер елемента).

№18; 2.5. №4

№14; 2.6. №29;

№7; 2.7. №20.

№34

3.  Написати електронну структуру іона елементу:

Приклад: Mg2+: 3sо – валентний рівень.

Zn2+; 3.5. S2-;

Al3+; 3.6. P5+;

O2-; 3.7. N2+.

Cl7+;

4.  Написати електронну формулу елементів згідно правил Клєчковського і Хунда (показати послідовність розміщення електронів по рівням та підрівнями) і вказати кількість неспарених електронів у цьому іоні:

Приклад: оксисен – 8О: 1s22s22p4; хром - 24Cr: 1s22s22p63s23p64s13d5.

нітрогену та мангану; 4.5. сульфуру та калію;

силіцію та купруму; 4.6. карбону та хрому;

арсену та літію; 4.7. бору та кобальту.

хлору та кальцію;

5.  Напишіть електронну формулу атома елементу, вкажіть всі можливі валентності та ступені окиснення елементу у збудженому стані:

Приклад: №12. 12Mg: 1s22s22p63s2; Mg*: ст. ок. 2+, валентність II.

№13; 5.5. №8;

№16; 5.6. №35;

№30; 5.7. №26.

№11;

6.  Напишіть формули вищих оксидів і відповідних гідратів елементів із порядковими номерами:

Приклад: №14. № 14 – елемент силіцій (Si). Формула вищого оксиду - SiO2, силану - SiH4.

№№16, 34, 52; 6.5. №№19, 32, 16;

№№15, 22, 24; 6.6. №№35, 43, 8;

№№14, 33, 42; 6.7. №№20, 32, 53.

№№35, 14, 24;

7.  Вказати номер групи періодичної системи, до якої належить сполука елементу у вищому ступені окиснення:

Приклад: RO3: Кисень проявляє ступінь окиснення 2-, у формулі три атоми кисню 3 · (2-) = -6. Сума негативних зарядів дорівнює сумі позитивних зарядів. Тоді елемент R має ступінь окиснення 6+. . Номер групи вказує на максимальний позитивний ступінь окиснення: елемент VI гупи.

R2O3; 7.5. R2O5;

RCl4; 7.6. HR;

RH3; 7.7. R2O7.

RO2;

8.  Як змінюються величини зарядів ядер, радіуси атомів, електронегативність і ступені окиснення елементів? Які закономірності цих змін по групі зверху вниз або по періоду зліва направо? Як змінюється в цьому напрямку металічність елементів і характер оксидів та гідроксидів?

Елементи 2 періоду; 8.5. Елементи 2А періоду;

Елементи 3 періоду; 8.6. Елементи 6А періоду;

Елементи 4 періоду; 8.7. Елементи 7В періоду.

Елементи 4А періоду;

9.  До якого елементу зміщені спільні електронні пари у відповідній сполуці. Вкажіть його атомну масу:

Приклад: Розглянемо молекулу Сl2O. EH(Cl) = 3,0; EH(О) = 3,5. Різниця ЕН складає 3,5 – 3,0 = 0,5 < 1,7. При утворенні молекули неспарені електрони атомів хлору утворюють спільну електронну пару, зміщену до кисню.

H2S; 9.5. Ca3P2;

Be2C; 9.6. Mg2Si;

Cl2O7; 9.7. SiF4.

B2O3;

10.  Скільки спільних електронних пар утворюють зв'язки у молекулі:

Приклад: молекула SО2.

Ca3N2; 10.5. HCN;

C2H6; 10.6. CO;

Cl2O; 10.7. SiCl4.

CCl4;

11.  Користуючись даними таблиці відносних електронегативностей елементів, розрахуйте, який зі зв'язків характеризується найбільшою мірою йонності (розрахувати ступінь іонності І,% якщо вважати, що 50% іонного зв'язку відповідає різниці між електронегативністю 1,7):

Приклад: K і О. EH(К) = 0,8; EH(О) = 3,5. Різниця ЕН складає 3,5 – 0,8 = 2,7.

; . Йонного 79,4%, ковалентного 100 - 79,4 = 20,6%.

K і Cl, O і Cl; 11.5. O і Ca, O і K;

S і H, N і H; 11.6. Al і Cl, Fe і Cl;

Ca і H, Si і H; 11.7. O і Na, H і І.

Li і Br, Ca і Cl;

12.  Напишіть структурно-графічну формулу сполуки і вкажіть типи хімічних зв'язків між атомами:

Приклад: Na2SO4. EH(S) = 2,5, EH(О) = 3,5, EH(Na) = 0,9.

Різниця DЕН(S-O) складає 3,5 – 2,5 = 1,0 < 1,7 – ковалентний полярний зв'язок; DЕН(Na-O) = 3,5 – 0,9 = 2,6 > 1,7 – йонний зв'язок.

NaOH; 12.4. Co(OH)3;

Mg3(PO4)2; 12.5. Ca(NO3)2;

K2SO4; 12.6. H2SO3; 12.7. KMnO4.


 

 
Top! Top!