Основні класи неорганічних сполук

ЗМІСТ

Загальні методичні вказівки
Основні класи неорганічних сполук
Будова атома
Хімічний зв’язок та будова молекул
Термохімія
Хімічна спорідненість
Хімічна кінетика та рівновага
Визначення концентрації розчинів
Властивості розчинів
Іонні реакції в розчинах електролітів
Гідроліз солей
Окисно-відновні реакції
Гальванічний елемент
Корозія металів
Комплексні сполуки
Твердість води
Органічні сполуки. Полімери
Додаток А. Електронегативність елементів
Додаток Б. Термодинамічні константи деяких речовин
Додаток В. Ступені та константи дисоціації електролітів у водних розчинах при 18 °С
Додаток Г. Стандартні електродні потенціали при 18 ºС

Загальні методичні вказівки

Хімія відноситься до фундаментальних наук та є основою підготовки спеціалістів з охорони праці в галузі будівництва. Сучасний спеціаліст має розумітися в основних законах і теоріях хімії, знати будову та властивості хімічних елементів, їх сполук, а також речовин, з яких складаються сучасні будівельні матеріали, їх перетворення під час використання, та вплив цих речовин на навколишнє середовище.

Методичні вказівки – це основа для системної самостійної роботи студентів денної форми навчання напряму 6.170202 «Охорона праці» над учбовим матеріалом з курсу хімії.

Для виконання контрольних завдань рекомендована наступна література:

Базова

1. Глинка Н.Л. Общая химия. – Л., Химия, 1983.

2. Суворов А.В., Никольский А.Б. Общая химия. – С.-П., Химия, 1997.

3. Лучинский Г.П. Курс химии. – М., Высш.шк., 1985.

4. Коровин Н.В. Общая химия. – М., Высш.шк., 2000.

5. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М., Высш.шк., 2001.

6. Курс химии. Ч. 2., спец. для строительных вузов./ Под ред. Киреева В.А. – М., Высш.шк., 1974.

7. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – М., Интеграл – пресс, 2002.

8. Романцева Л.М., Лещинская З.Л., Суханова В.А. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М., Высш.шк., 1991.

Допоміжна

1. Основи загальної хімії: Підручник/ В.С.Телегус, О.І.Бодак, О.С.Заречнюк та ін.; За ред. В.С.Телегуса. – Львів: Світ, 2000. – 424с: іл. – ІСБН 5-7773-0315-3.

2. Хімія. Задачі, вправи, тести. Навч.посібник. /Я.М.Каличак, В.В.Кінжибало, Б.Я. Котур та ін. – 2-ге вид., перероб. і доп. – Львів: Світ, 2001. – 176: іл. – ІСБН 966-603-108-6.

Основні класи неорганічних сполук

1. Які оксиди називають амфотерними? З перелічених нижче сполук виберіть амфотерні оксиди й назвіть їх: CuO, А1₂О₃, ZnO, SnO₂, CO₂, ТiO₂, BeO, SiO₂, напишіть відповідні реакції.

2. Назвіть і охарактеризуйте оксиди Na₂O, HgO, СO₂, SO₃, СrО₃, СаО напишіть характерні реакції.

3. Чи всі основні оксиди взаємодіють з водою? Як взаємодіють з водою такі оксиди: Na₂O, HgO, CaO, CrO, CuO? Запишіть рівняння реакцій.

4. Чи всі кислотні оксиди взаємодіють з водою? Вкажіть відношення до води таких оксидів: N₂O₅, N₂O₃, SiO₂, CO₂, NO₂. Запишіть рівняння реакцій.

5. З перелічених сполук виберіть основи (а), кислоти (б), основні (в) та кислі солі (г), назвіть їx: HNO₂, LiOH, H₂SiO₃, La(OH)₃, Cа(OH)₂, HOC1, HMnO₄, H₃PO₄, NaHCO₃, (CuOH)₂CO₃, KHSO₄, A1(OH)C1₂.

6. З перелічених сполук виберіть луги, назвіть їх та запишіть рівняння їхньої дисоціації: Н₃РО₄, Сu(ОН)₂, Са(ОН)₂, НNO₃, NaOH, Fe(OH)₃, Ba(OH)₂.

7. Що визначає силу кислот? З перелічених сполук виберіть сильні кислоти, назвіть їх та запишіть рівняння їхньої дисоціації: HNO₂, Н₃РО₄, Н₂СО₃, НС1, НС1О₄, HNO₃, СН₃СООН, H₂SO₄.

8. З перелічених сполук виберіть слабкі кислоти, назвіть їх та запишіть рівняння їхньої дисоціації: H₂SeO₄, H₂SO₃, HОBr, H₃PO₃, HBr, H₂CrО₄, H₂CO₃, HNO₂.

9. Назвіть солі: Са(Н₂РО₄)₂, Zn(ОH)NO₃, Ca(OCl)Cl, Na₂CrO₄, KC1, A1(OH)SO₄, KNaSO₄, KHCO₃. Які з них належать до середніх, кислих, основних, подвійних, мішаних?

10. Які з перелічених кислот утворюють кислі солі: НВr, H₂Se, H₂SeO₃, CH₃COOH, Н₃РО₄? Назвіть утворювані ними кислі солі з натрій гідроксидом і запишіть їхні формули.

11. Напишіть формули солей та формули й назви кислот, з яких вони утворені: а) плюмбум(ІІ) сульфід; б) натрій плюмбат(IV); в) амоній гідрогенфосфат; г) гідроксокупрум(ІІ) карбонат; д) натрій фосфід; е) натрій тіосульфат; ж) калій перхлорат.

12. Виконайте перетворення, записавши рівняння реакцій:

Ca→CaO→Ca(OH)₂→CaSO₄;

FeS₂→SO₂→SO₃→H₂SO₄→NaHSO₄→Na₂SO₄.

13. Виконайте перетворення, записавши рівняння реакцій:

Zn→ZnO→Zn(NО₃)₂→Zn(OH)₂→Na₂ZnO₂→ZnCl₂;

N₂→NH₃→NO→NO₂→HNO₃→NH₄NO₃.

14. Виконайте перетворення, записавши рівняння реакцій:

Сu→Cu(NO₃)₂→СuО→CuSO₄→Сu(ОH)₂;

С→СО→СО₂→СаСО₃→Са(НСО₃)₂.

15. Виконайте перетворення, записавши рівняння реакцій:

Fe→FeCl₂→Fe(OH)₂→Fe(OH)₃→Fe₂O₃;

Ca₃(PO₄)₂→P₂O₅→HPO₃→H₃PO₄→Ca(H₂PO₄)₂.

Будова атома

16. Запишіть електронні формули атомів елементів з порядковим номером 32 та 83, враховуючи, що у останнього відбувається “провал” одного 5s-електрона на 4d-підрівень. До якої електронної родини відноситься кожен з цих елементів? Наведіть значення всіх квантових чисел для електронів останнього підрівня атомів цих елементів.

17. Запишіть електронні формули елементів з порядковим номером 49 та 74. Укажіть період, групу, підгрупу та електронну родину кожного з цих елементів. Які орбіталі атома заповнюються раніше : 3d чи 4s; 5p чи 6s?

18. Яка максимальна кількість електронів може бути на s-, p-, d-, та f- орбіталях? Напишіть електронні формули елементів з порядковими номерами 40 та 50. Розподіліть електрони цих атомів по квантовим коміркам.

19. Які орбіталі атома заповнюються електронами раніше : 4d чи 5s; 6s чи 5p? Чому? Запишіть електронні формули елементів з порядковими номерами 51 та 67.

20. Які значення може мати магнітне квантове число m_lпри орбітальному квантовому числі l=0, 1, 2, 3? Які елементи в періодичній системі носять назву s-, p-, d- та f- елементів? Наведіть приклади. Запишіть електронні формули елементів з порядковими номерами 35 та 92.

21. Укажіть значення всіх квантових чисел для електронів останнього електронного підрівня атомів елементів з порядковими номерами 52 та 72. Запишіть електронні формули цих елементів, укажіть період, групу, підгрупу, електронну родину.

22. Які значення можуть мати квантові числа n, l, m_lіm_s_,що характеризують стан електрона в атомі? Які значення вони мають для зовнішніх електронів атомів 42 та 82?

23. Сформулюйте принцип Паулі? Чи може бути на якомусь підрівні атома р⁷- чи d¹²- електронів? Чому? Складіть електронні формули елементів з по рядковими номерами 40 та 60, укажіть валентні електрони.

24. Значення якого квантового числа визначає кількість s-, p-, d- та f- орбіталей на енергетичному рівні? Скільки вільних d- орбіталей є в атомах елементів з порядковими номерами 45 та 63?

25. Які орбіталі атома заповнюються електронами раніше : 4s чи 3d; 5s чи 4p? Чому? Запишіть електронні формули елементів з порядковими номерами 34 та 85.

26. Сформулюйте правило Клечковського. Які орбіталі атома заповнюються раніше: 5s чи 4d ; 6s чи 5p? Чому? Запишіть електронні формули елементів з порядковими номерами 53 та 72.

27. Що таке ізотопи? Чому більшість елементів періодичної системи мають дробне число атомної маси? Складіть електронні формули елементів з порядковими номерами 46 та 82.

28. Запишіть електронні формули елементів з порядковими номерами 39 та 84. Укажіть період, групу, підгрупу, електронну родину. Зовнішні електрони зобразіть графічно, укажіть значення всіх квантових чисел для цих електронів.

29. Сформулюйте правило Хунда. Розмістіть шість d - електронів по квантовим коміркам 3d – підрівня. Чому дорівнює їх сумарне спінове число? Запишіть електронні формули елементів з порядковим номером 33 та 76.

30. Які значення квантових чисел n, l, m_lіm_sмають електрони останнього підрівня атомів з порядковими номерами 37 та 78? Запишіть електронні формули цих елементів, укажіть період, групу, підгрупу, електронну родину.

Хімічний зв’язок

На основі значень електронегативностей атомів (додаток А) визначте тип хімічного зв’язку в наступних молекулах. Який тип гібридизації спостерігається в молекулі останньої сполуки?

31. NH_3,	BеO,	МgCl₂
32. H₂O,	N₂,	AlCl₃
33. Cl₂,	KI,	SiH₄
34. CaCl₂,	H₂,	BeF₂
35. NaBr,	O₂,	CF₄
36. NO,	I₂,	BCl₃
37. NO₂,	MgO,	CaF₂
38. SO₂,	NaI,	SiCl₄
39. Br₂,	KCl,	BeI₂
40. SiF₄,	MgBr₂,	BH₃
41. F₂,	CaI₂,	MgBr₂
42. HCl,	Na₂O,	CH₄
43. CS₂,	Н₂S,	AlBr₃
44. ВF₃,	CaBr₂,	BeCl₂
45. CO₂,	AlF₃,	CCl₄

Термохімія

Розрахуйте тепловий ефект реакції, яка відповідає наступному термохімічному рівнянню :

46. FeO(к) + CO(г) = Fe(к) + CO₂(г)

47. 2H₂S(г) + CO₂(г) = 2H₂O(г) + CS₂(г)

48. CO₂(г) + 4H₂(г) = CH₄(г) + 2H₂O(г)

49. CH₄(г) + 2H₂S(г) = CS₂(г) + 4H₂(г)

50. NH₃(г) + HCl(г) = NH₄Cl(к)

51. CH₄(г) +2O₂(г) = 2H₂O(р) + CO₂(г)

52. CaO(к) + H₂O(р) = Ca(OH)₂(к)

53. C₆H₆(р) +7 O₂(г) = 6CO₂(г) + 3H₂O(г)

54. 3N₂O(г) + 2NH₃(г) = 4N₂(г) + 3H₂O(г)

55. 4NH₃(г) + 5O₂(г) =4NO(г) + 6H₂O(г)

56. СH₃OH(р) + O₂(г) = CO₂(г) + 2H₂O(р)

57. C₂H₆(г) +3 O₂(г) = 3H₂O(г) + 2CO₂(г)

58. 2C₂H₅OH(р) + 7O₂(г) = 4CO₂(г) + 6H₂O(г)

59. 4NH₃(г) + 3O₂(г) =2N₂(г) + 6H₂O(р)

60. 4NH₃(г) + 7O₂(г) = 4NO₂(г) + 6H₂O(г)

Хімічна спорідненість

На основі стандартних теплот утворення та абсолютних стандартних ентропій речовин (додаток Б) розрахуйте ∆G˚₂₉₈ реакції, яка відповідає наступному рівнянню. Чи можливе протікання реакції за стандартними умовами?

61. CH₄(г) + CO₂(г) = 2CO(г) + 2H₂(г)

62. CO(г) + H₂O(р) = CO₂(г) + H₂(г)

63. Fe₂O₃(к) + 3H₂(г) = 2Fe(к) + 3H₂O(г)

64. 4HCl(г) + O₂(г) = 2H₂O(г) + 2Cl₂(г)

65. Fe₃O₄(к) + CO(г) = 3FeO(к) + CO₂(г)

66. C₂H₂(г) + O₂(г) = 2CO₂(г) + H₂O(р)

67. H₂(г) + CO₂(г) = CO(г) + H₂O(р)

68. 2NO(г) + O₂(г) = 2NO₂(г)

69. NH₃(г) + НСl(г) = NH₄Cl(к)

70. CO(г) + 2H₂(г) = CH₃OH(р)

71. CH₄(г) + 2O₂(г) = CO₂(г) + 2H₂О(г)

72. 4NH₃(г) + 5O₂(г) = 4NO(г) + 6H₂O(г)

73. 4HCl(г) + O₂(г) = 2H₂O(г) + 2Cl₂(г)

74. 2SO₂(г) + O₂(г) = 2SO₃(г)

75. Fe₂O₃(к) + 3C(к) = 2FeO(к) + 3CO(г)