1475

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

ДЛЯ АУДИТОРНОЙ И САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ХИМИИ

для студентов 1 курса лесомеханического факультета специальности 170400 – Машины и оборудование лесного комплекса

ВОРОНЕЖ 2003

2

УДК 546+547 (075)

Глазков С.С.. Методические указания для аудиторной и самостоятельной работы по химии для студентов 1 курса лесомеханического факультета специальности 170400 – Машины и оборудование лесного комплекса. – Воронеж: Воронеж. гос. лесотехн. акад., 2003. – 23 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА

Методические указания составлены в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки дипломированного специалиста 653300 – “Эксплуатация транспорта и транспортного оборудования” для специальности 170400 – Машины и оборудование лесного комплекса, утвержденного зам.министра образования РФ 05.04.2000 (регистр. № 299 тех/ДС) и примерной программы дисциплины “Химия” Министерства Образования Российской Федерации для инженерно-технических (нехимических) специальностей высших ученых заведений (2000 г).

Рецензент – канд.хим. наук, доц. П.Т.Суханов

Научный редактор – д-р техн.наук, проф.Л.И.Бельчинская

3

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Инженер специальности "Машины и оборудование лесного комплекса" должен обладать достаточными знаниями в области химии, так как химия является не только общеобразовательной, но и общетеоретической наукой.

Знание курса химии необходимо для успешного изучения последующих общенаучных и специальных дисциплин.

Дисциплина “Химия” является базой для изучения таких дисциплин как технология и оборудование лесопромышленных предприятий, ремонт лесозаготовительных и лесохозяйственных машин, основы технологии производства и технологии автомобилей, лесохозяйственные машины.

1.1.Целью изучения дисциплины является: усвоение теории и получения практических навыков решения задач и выполнения химических экспериментов по общей и органической химии, а также химической идентификации веществ.

1.2.Для достижения поставленной цели при изучении дисциплины “Химия” ставятся и решаются следующие задачи:

-ознакомиться с общими закономерностями протекания химических процессов;

-изучить теоретические основы теории строения вещества;

-ознакомиться со свойствами растворов неэлектролитов и электролитов, с дисперсными системами;

-изучить особенности окислительно-восстановительных и электрохимических процессов;

-усвоить принципы химической идентификации и анализа веществ;

-изучить номенклатуру, строение, свойства и методы получения органических веществ;

-ознакомиться с лабораторным практикумом по основным разделам общей и органической химии, а также химической идентификации веществ.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Врезультате освоения дисциплины «Химия» студент должен знать:

-методы теоретического и экспериментального исследования в химии, а также методы обработки полученных результатов;

-понятие о строении вещества, как одном из видов материи, о связи между составом и строением вещества и их свойствами;

-о соотношении порядка и беспорядка в природе, упорядоченности в системах, взаимных переходах из упорядоченного в неупорядоченное состояние при изучении термодинамики в химических системах;

-о свойствах растворов, окислительно-восстановительных и электрохимических процессах;

4

-о методах химической идентификации веществ, качественном и количественном анализах;

-о последствиях профессиональной деятельности на природные процессы и об основных принципах охраны окружающей среды;

-основные принципы охраны окружающей среды и перспективы создания экологически чистых технологий;

-студенты должны усвоить основные законы и теории химии и овладеть техникой химических расчетов;

-у студентов должны быть выработаны навыки: самостоятельного выполнения химических экспериментов, обобщения наблюдаемых факторов, применения полученных знаний при решении конкретных задач, связанных с вопросами химии.

3.ОБЪЁМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

4.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1.Разделы дисциплины и виды занятий

4.2. Содержание разделов дисциплины

Раздел 1

Введение. Предмет химии и её связь с другими науками. Основные понятия и стехиометрические законы химии.

5

Раздел 2

Основные понятия химической термодинамики. Термодинамические функции. Законы термохимии. Химическая кинетика. Скорость реакций в гомогенных и гетерогенных системах. Химическое и фазовое равновесие.

Раздел 3

Строение атома. Квантово-механическая модель строения атома. Периодическая система элементов. Химическая связь и строение простых молекул.

Раздел 4

Дисперсные системы. Общие понятия о растворах. Растворимость. Диффузия и осмос. Закон Вант-Гоффа. Давление пара растворов. Замерзание и кипение растворов. Законы Рауля. Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты. Произведение растворимости. Водородный показатель. Гидролиз солей. Коллоидные растворы, их устойчивость.

Раздел 5

Окислительно-восстановительные свойства веществ. Электрохимические системы. Гальванические элементы. Аккумуляторы. Топливные элементы. Электролиз. Коррозия и защита металлических поверхностей.

Раздел 6

Идентификация и анализ химических веществ: понятие о качественном и количественном анализах. Химический, физико-химический и физический методы анализа.

Раздел 7

Органическая химия. Основные понятия о строении и свойствах органических соединений. Олигомеры. Полимеры.

4.3.Содержание лекций

Втаблице 3 представлены темы и краткое содержание лекций по соответствующим разделам курса химии.

7

Продолжение табл. 3

Химическая связь Условие и механизм образования химической связи. Химическая связь

и валентность. Количественные характеристики химической связи: энергия связи, длина связи, валентные углы. Ковалентная связь. Метод валентных связей. Свойства ковалентной связи: насыщаемость, направленность, σ и π -связи. Поляризуемость. Полярные и неполярные молекулы. Диполь. Дипольный момент. Гибридизация атомных орбиталей. Метод молекулярных орбиталей. Связывающие и разрыхляющие орбитали. Энергетическая диаграмма распределения электронной плотности. Порядок связи. Магнитные свойства молекул. Донорноакцепторный механизм образования связи.

Основные виды химической связи Образование и особенности ионной связи. Свойства ионной связи: ненасыщаемость, ненаправленность.

Металлическая связь и ее особенности. Кристаллическая решетка металлов.

Водородная связь и ее свойства. Роль водородной связи в жизнедеятельности организмов. Комплементарность.

Влияние типа химической связи на свойства вещества. Основные виды взаимодействия молекул. Силы межмолекулярного взаимодействия.

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева

История создания периодической системы элементов. Современная структура периодической системы. Периодический закон и его роль в миропонимании. Периодическая система в свете строения атома. Порядковый номер элемента. Радиусы атомов и ионов. Свойства химических элементов: энергия ионизации, энергия сродства к электрону, электроотрицательность.

4Раздел 4 Общие понятия о растворах. Свойства растворов неэлектролитов

Классификация растворов. Термодинамика растворения. Основные характеристики растворов. Разбавленные растворы неэлектролитов. Диффузия и осмос. Осмотическое давление растворов. Закон ВантГоффа. Давление пара растворов. Первый закон Рауля. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов. Второй закон Рауля.

Свойства растворов электролитов. Электролитическая диссоциация Растворы электролитов. Изотонический коэффициент. Теория электролитической диссоциации. Количественные показатели диссоциации: степень диссоциации, константа диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Активность. Ионные уравнения реакций. Произведение растворимости.

Водородный показатель. Гидролиз солей Ионное произведение воды. Водородный показатель среды. Определе-

ние водородного показателя. Индикаторы. Буферные растворы. Буферные свойства почвы. Гидролиз солей. Типичные случаи гидролиза солей. Константа и степень гидролиза. Значение гидролиза в живой природе.

Коллоидные растворы Классификация гетерогенных дисперсных систем. Понятие о коллоид-

ных растворах. Получение коллоидных систем. Строение коллоидной частицы. Гидрофобные и гидрофильные коллоиды. Свойства коллоидных систем. Агрегативная и кинетическая устойчивость коллоидных систем.

9

5.ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

Втабл. 4 приводится перечень наименований лабораторных занятий с указанием номера раздела, к которому относится данное лабораторное занятие.

10

6. ВОПРОСЫ К ТЕКУЩЕМУ КОНТРОЛЮ ПО ХИМИИ

Контроль № 1

по теме “Растворы. Основные закономерности протекания химических процессов”

“ ”

1.Определение химической термодинамики.

2.Термодинамические функции:

внутренняя энергия. Первый закон термодинамики; энтальпия; энтропия. Второй закон термодинамики; энергия Гиббса.

3.Термохимия. Законы термохимии: первый закон Лавуазье-Лапласа; второй закон Гесса; следствие закона Гесса.

” ”

1.Определение скорости химической реакции в гомогенных и гетерогенных системах.

2.Факторы, влияющие на скорость химической реакции: природа реагирующих веществ; концентрация; температура; катализаторы.

3.Химическое равновесие. Константа химического равновесия.

4.Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.

“ ”

1.Определение понятия "растворы".

2.Способы выражения концентрации растворов (формулы для расчета): массовая доля или процентная; молярная; моляльная; нормальная или эквивалентная; мольная доля.

3.Электролитическая диссоциация кислот, оснований, солей.

Коллоквиум № 1”Строение вещества”

“ ”

1.Экспериментальные доказательства сложности строения атома.

2.Состав атомных ядер.

3.Изотопы.

4.Радиоактивность. Ядерные реакции.

5.Двойственная природа электрона. Уравнение де Бройля.

6.Волновое уравнение Шредингера.

7.Квантовые числа: главное и побочное.

8.Квантовые числа: магнитное и спиновое.