Вопросы к экзамену по химии

Вопросы к экзамену по химии

1.Предмет химии. Вещество, поле. Химическая реакция. Классификация веществ. Простые и сложные вещества. Атом, атомная единица массы. Химический элемент, валентность. Молекула, относительная молекулярная масса, моль. Ионы.

2.Стехиометрические законы. Стехиометрия. Закон сохранения массы. Закон сохранения энергии. Закон эквивалентов.

3.Закон постоянства состава и свойств вещества. Дальтониды и бертоллиды. Закон кратных отношений.

4.Газовые законы. Закон Авогадро. Закон Бойля–Мариотта–Гей-Люссака. Уравнение Менделеева–Клапейрона.

5.Открытие катодных и анодных лучей. Открытие электрона, обнаружение его свойств.

6.Открытие рентгеновских лучей. Термоэлектронная эмиссия. Радиоактивность.

7.Открытие фотоэлектрического эффекта и квантовая теория излучений.

8.Ранние модели строения атома и корпускулярно-волновой дуализм. Дифракция электронов и Комптон-эффект.

9.Модель атома Резерфорда, ее достоинства и противоречия.

10.Модель атома Бора. Постулаты Бора. Достоинства и недостатки модели Бора. Модель атома Бора–Зоммерфельда.

11.Современная квантовая теория строения атома. Уравнение Шредингера, волновая функция, квадрат волновой функции. Принцип неопределенностей Гейзенберга.

12.Квантовые числа. Принцип запрета Паули. Принцип заполнения (наименьшей энергии). Правило Гунда.

13.Атомное ядро. Состав ядер атомов.

14.Открытие протона и нейтрона.

15.Зарядовое число и массовое число. Число нейтронов в ядре. Изотопы, изобары, изотоны. Характеристики ядра (радиус, объем, форма, плотность).

16.Дефект массы. Магические ядра. Модели атомного ядра – капельная, оболочечная.

17.Периодический закон Д.И. Менделеева. Варианты периодической системы. Периоды в таблице Д.И. Менделеева. Группы, подгруппы и ряды. Семейства химических элементов. Электронная формула атома. Полные и неполные аналоги. Провал электрона. Классификация химических элементов.

18.Радиусы атомов и ионов. Зависимость атомного радиуса от заряда ядра. Энергия ионизации атома. Ее изменение в периодах и группах. Восстановительные свойства элемента.

19.Энергия сродства к электрону. Ее изменение в периодах и группах. Окислительные свойства элемента. Относительная электроотрицательность, ее изменение в периодах и группах.

20.Химическая связь, ее природа. Основные виды химических связей. Энергия

идлина связи. Валентный угол.

21.Структуры Льюиса. Концепция резонанса. Формальный заряд атома в молекуле. Гипервалентные частицы с расширенным октетом электронов.

22.Модель отталкивания электронных пар валентной оболочки (метод Гиллеспи) в описании химической связи и строения молекул.

23.Метод валентных связей. Обменный механизм образования связи. Направленность и насыщаемость ковалентной связи. Свободные радикалы.

24.Возбуждение атомов и ковалентность. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Кратность связи, σ- и π-связи.

25.Гибридизация атомных орбиталей. Полярность ковалентной связи. Недостатки метода валентных связей.

26.Основные положения метода молекулярных орбиталей. Условия образования МО из АО.

27.Связывающие и разрыхляющие МО, их формы.

28.Гомоядерные молекулы и ионы, состоящие из атомов 1-го периода ПС.

29.Гомоядерные молекулы и ионы, состоящие из атомов 2-го периода ПС. Порядок связи. Парамагнитность и диамагнитность вещества.

31.Ионная связь и ее отличия от полярной ковалентной связи.

32.Химическая связь в кристаллах. Типы кристаллических решеток. Электронный газ.

33.Межмолекулярные связи. Водородная связь, ее влияние на физикохимические свойства веществ. Виды ван-дер-ваальсовых взаимодействий.

34.Химическая термодинамика. Термодинамическая система. Виды систем. Виды параметров системы. Термодинамический процесс. Внутренняя энергия системы.

35.1-й закон термодинамики. Связь внутренней энергии, теплоты и работы системы. Понятие функции состояния и функции процесса. Энтальпия системы. Условия проведения термодинамических процессов. Тепловой эффект реакции в изобарных и изохорных условиях.

36.Термохимия. Термохимическое уравнение реакции. Закон Гесса. Следствия закона Гесса. Стандартная энтальпия реакции образования вещества.

37.Температурная зависимость энтальпии реакции. Мольная теплоемкость вещества. Уравнение Кирхгофа.

38.Энтропия системы. Физический смысл энтропии, уравнение Больцмана. Постулат Планка. Расчет энтропии. Оценка изменения энтропии системы. 2-е начало термодинамики.

39.Энергетический и энтропийный факторы процесса. Изменение энергии Гиббса процесса, ее связь с термодинамической вероятностью протекания процесса. Расчет изменения энергии Гиббса.

40.Химическая кинетика. Скорость химической реакции. Энергия активации реакции. Построение кинетических кривых. Средняя и мгновенная скорость реакции.

41.Факторы, определяющие скорость химической реакции. Закон действующих масс. Кинетическое уравнение и константа скорости. Общий и частный порядок реакции. Лимитирующая стадия. Молекулярность реакции.

42.Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса.

43.Катализ и катализатор. Гомогенный и гетерогенный катализ. Механизм действия катализатора. Основные положения теории катализа. Ингибиторы и промоторы. Автокатализ. Ферментативный катализ.

44.Механизм химической реакции. Типы разрыва связей. Цепные реакции: разветвленные и неразветвленные. «Полуостров воспламенения».

45.Основные особенности твердофазных реакций. Скорость диффузии вещества, коэффициент диффузии. Лимитирующая стадия твердофазного процесса.

46.Обратимые и необратимые реакции. Химическое равновесие, его динамичность. Константа химического равновесия. Принцип Ле-Шателье–Брауна. Константа равновесия гетерогенной реакции. Связь константы равновесия с термодинамическими параметрами системы: уравнение изобары реакции.

47.Дисперсная система, дисперсная фаза, дисперсионная среда. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию компонентов. Классификация дисперсных систем по размеру частиц дисперсной фазы.

48.Кинетическая и агрегативная устойчивость дисперсных систем. Истинный раствор. Компонент системы. Растворитель и растворенное вещество. Способы выражения концентрации раствора.

49.Сольваты и гидраты. Растворение веществ в различном агрегатном состоянии. Энтальпия растворения вещества. Ненасыщенный, насыщенный, пересыщенный раствор. Растворимость вещества. Закон Генри.

50.Коллигативные свойства растворов. Понижение давления пара над раствором. Закон Рауля. Повышение температуры кипения, повышение температуры замерзания растворов. Моляльная концентрация. Осмотическое давление.

51.Электролиты и неэлектролиты. Теория электролитической диссоциации Аррениуса–Менделеева–Каблукова. Изотонический коэффициент. Закон Кулона

идиэлектрическая проницаемость среды.

52.Классификация электролитов. Степень и константа диссоциации электролита. Суммарная константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда.

53.Активность ионов и молекул. Коэффициент активности. Термодинамическая константа диссоциации. Ионная сила раствора.

54.Ионное произведение воды. Водородный показатель рН. Индикаторы, область перехода индикатора.

55.Произведение растворимости. Гидролиз солей. Типы гидролиза солей. Константа гидролиза, ее расчет. Степень гидролиза. Классификация обменных реакций.

56.Теории кислот и оснований. Теория Аррениуса, теория Бренстеда–Лоури, теория Льюиса.

57.Окислительно-восстановительные реакции. Окислитель, восстановитель. Окисление, восстановление. Важнейшие окислители и восстановители. Типы ОВР.

58.Направление ОВР. Электродные (окислительно-восстановительные) потенциалы полуреакций. Связь потенциала полуреакции реакции с изменением энергии Гиббса реакции. Стандартный потенциал полуреакции. Стандартный водо-

родный электрод сравнения. Измерение потенциала полуреакции. Уравнение Нернста.

59.Виды электрохимических процессов. Составляющие электрохимической системы. Металлические электроды I-го рода. Механизм возникновения потенциала на границе раздела фаз металл/раствор. Структура двойного электрического слоя. Стандартный ряд напряжений металлов.

60.Металлический электрод II-го рода. Газовые электроды. Окислительновосстановительные электроды. Законы Фарадея.

61.Гальванический элемент, его устройство на примере ГЭ Даниэля–Якоби. Анод, катод, схема ГЭ. Напряжение ГЭ, расчет ЭДС ГЭ.

62.Химические источники тока: батареи, аккумуляторы и топливные элемен-

ты.

63.Поляризация электродов при прохождении тока через систему. Скорость электрохимического процесса. Плотность тока, поляризационная кривая. Виды поляризации, перенапряжение. Способы уменьшения поляризации.

64.Электролиз. Электролизер. Напряжение разложения, напряжение на клеммах электролизера. Поляризация электродов при электролизе. Виды анодов.

65.Последовательность катодных и анодных процессов. Электролиз расплава

иводного раствора хлорида натрия.

66.Коррозия металлов. Классификация видов коррозии. Химическая коррозия. Газовая коррозия: окисление металлов при повышенных температурах. Классификация оксидных пленок. Коэффициент Пиллинга–Бедворта.

67.Лимитирующая стадия процесса газовой коррозии. Внутренние факторы газовой коррозии. Внешние факторы газовой коррозии.

68.Электрохимическая коррозия. Работа коррозионных микрогальванических элементов. Коррозия с кислородной деполяризацией.

69.Коррозия с водородной деполяризацией. Коррозия при неравномерной аэрации. Методы защиты от коррозии.