Химия

Химия

 

Қазақстан Республикасының Министерство

Білім және ғылым образования и науки

министрлігі Республики Казахстан

 

Д. Серікбаев атындағы

ШҚМТУ ВКГТУ им. Д. Серикбаева

 

УТВЕРЖДАЮ

 

Декан ГМФ

______________

«_______»______________2010г.

 

ХИМИЯ

Жұмыс бағдарламасы

 

ХИМИЯ

Рабочая программа

 

Специальность: 5В073100 «Безопасность жизнедеятельности и защиты окружающей среды»

 

Форма обучения: заочная (на базе высшего образования)

 

Усть-Каменогорск

2010

 

Рабочая программа разработана на кафедре Химии, металлургии и обогащения на основании Государственного общеобразовательного стандарта образования для студентов специальности 5В073100 «Безопасность жизнедеятельности и защиты окружающей среды» заочной (сокращенной на базе высшего образования) формы обучения

 

Обсуждено на заседании кафедры

 

Зав. кафедрой

 

Протокол № ________ от _______________________

 

Одобрено методическим советом горно – металлургического факультета

 

Председатель

 

Протокол № ________ от _______________________

 

Разработал

 

Нормоконтролер

 

1 Цель и задачи дисциплины

 

Цель преподавания дисциплины: Дать студентам знание свойств химических элементов и их соединений, основанное на периодическом законе и современных сведениях о строении веществ и других понятиях теоретической неорганической химии. В результате изучения курса студенты должны иметь представление о месте неорганической химии в системе других естественных наук, об основных категориях химии, о закономерностях, управляющих химическими превращениями.

По завершении изучения дисциплины Химия, студенты должны узнать основные химические законы, понятия и теории, современную номенклатуру неорганических соединений, общую характеристику химических элементов, их соединений и их свойства. Они должны уметь пользоваться периодической системой , на основании положения элемента в таблице, определять его свойства, знать химизм основных химических производственных процессов, применять теоретический материал на практике при выполнении лабораторных работ и при решении задач. Студенты должны приобрести практические навыки обращения с химическим оборудованием и проведения химического эксперимента.

Задачи изучения дисциплины: Основной задачей преподавания химии является создание у студентов расширенной теоретической базы, обучение их умению рассматривать свойства элементов, условия прохождения химических реакций с теоретической точки зрения, применяя периодический закон, сведения о строении и размерах атомов, законы химической кинетики, элементы термодинамики, теорию растворов и т.д. Одновременно студенты изучают элементы всех групп периодической системы, получают представление о путях развития современной неорганической химии и ее значении в химической технологии.

 

2 Краткое описание курса

 

Основы атомно-молекулярного учения: Формы движения материи. Особенность химической формы движения. Предмет и методы химии. Основные понятия химии. Основные законы химии: закон сохранения массы веществ, закон постоянства состава, закон кратных отношений, закон объемных отношений, закон эквивалентов. Газовые законы.

Строение атома и периодический закон: Атом как система ядра и электронной оболочки. Дуализм в поведении микрочастиц. Состояние электрона в атоме. Атомные орбитали. Энергетические уровни. Квантовые числа. Форма s-, p-, d- АО. Состояние электрона в многоэлектронных атомах. Принцип Паули. Правило Гунда. Правило Клечковского. Основное и возбужденное состояние атома. Периодический закон и строение атома. Современная интерпретация ПЗ. Виды периодичности.

Химическая связь: Виды химической связи. Основные характеристики химической связи: энергия, длина, направленность. Свойства ковалентной связи: полярная, неполярная, s- и p- связи, насыщаемость, направленность, кратность, поляризуемость. Гибридизация АО. Метод ВС, МО. Химическая связь в многоатомных молекулах. Многоцентровые связи. Ионная связь. Химическая связь и типы кристаллов. Связь в металлах полупроводниках и диэлектриках. Межмолекулярное взаимодействия.

Основные закономерности протекания химических реакций: Энергетические характеристики химических реакций. Термохимия. Первое начало термодинамики. Энтальпия процесса. Законы Гесса и Лавуазье-Лапласа. Второе начало термодинамики. Понятие об энтропии вещества. Энтропия процесса. Термодинамический критерий самопроизвольного протекания химической реакции. Энергия Гиббса. Кинетика и механизмы хим. реакции. Скорость химический реакции и факторы ее определяющие. Порядок и молекулярность реакции. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Химическое равновесие. Константа химического равновесия, различные способы ее выражения, связь с энергией Гиббса. Смещение равновесия. Принцип Ле-Шателье.

Общие свойства растворов: Растворы. Общие свойства растворов – диффузия и осмос. Жидкие растворы. Растворимость. Кривые растворимости. Давление и состав пара над раствором. Закон Рауля. Кристаллизация и кипение раствора. Криоскопия и эбулиоскопия. Взаимодействие растворенного вещества и растворителя. Сольватация. Способы выражения концентрации растворов.

Водные растворы электролитов: Вода как ионизирующий растворитель. Электронное строение и структура молекулы воды. Структура жидкой и твердой воды, водородные связи. Ионное произведение воды, водородный показатель. Электролитическая диссоциация растворенных веществ. Природа растворов электролитов. Константа и степень диссоциации. Закон разбавления Оствальда.

Обменные реакции в растворах электролитов: Равновесие в насыщенных растворах малорастворимых электролитов. Константа растворимости. Условия образования и растворения осадка. Теории кислот и оснований. Роль растворителя в кислотно-основном взаимодействии. Гидролиз. Механизм гидролиза. Степень и константа гидролиза. Ступенчатый характер гидролиза.

Окислительно-восстановительные реакции в водных растворах: Окислительно-восстановительные реакции. Важнейшие окислители и восстановители. Типы ОВР. Два способа составления уравнений ОВР. Количественные характеристики окислительно-восстановительных переходов. Электродные потенциалы металлов. Гальванический элемент. Водородный электрод и водородный нуль отсчета потенциалов. Стандартные условия и стандартный потенциал полуреакций. Окислительно-восстановительные равновесия в растворах. Уравнение Нернста. Влияние рН на величину восстановительного потенциала. Электролиз растворов и расплавов. Электрохимическая коррозия металлов.

 

3 Календарно – тематический план лекции

 

№ Лекции	Наименование изучаемых вопросов	Кол-во часов	Литература
1	Строение атома и периодический закон. Состояние электрона в атоме. Атомные орбитали. Энергетические уровни. Квантовые числа. Состояние электрона в многоэлектронных атомах. Принцип Паули. Правило Гунда. Правила Клечковского. Основное и возбужденное состояние атома. Периодический закон и строение атома. Современная интерпретация ПЗ. Виды периодичности.	2	[1]-[3]
2	Основные закономерности протекания химических реакций. Энергетические характеристики химических реакций. Термохимия. Первое начало термодинамики. Энтальпия процесса. Законы Гесса и Лавуазье-Лапласа. Второе начало термодинамики. Понятие об энтропии вещества. Энтропия процесса. Термодинамический критерий самопроизвольного протекания химической реакции. Энергия Гиббса. Кинетика и механизмы хим. реакции. Скорость химический реакции и факторы ее определяющие. Порядок и молекулярность реакции. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Химическое равновесие. Константа химического равновесия, различные способы ее выражения, связь с энергией Гиббса. Смещение равновесия. Принцип Ле-Шателье.	2	[1]-[3]
3	Обменные реакции в растворах электролитов. Равновесие в насыщенных растворах малорастворимых электролитов. Константа растворимости. Условия образования и растворения осадка. Теории кислот и оснований. Роль растворителя в кислотно-основном взаимодействии. Гидролиз. Механизм гидролиза. Степень и константа гидролиза. Ступенчатый характер гидролиза.	2	[1]-[3]
4	Окислительно-восстановительные реакции в водных растворах. Окислительно-восстановительные реакции. Важнейшие окислители и восстановители. Типы ОВР. Два способа составления уравнений ОВР. Количественные характеристики окислительно-восстановительных переходов. Электродные потенциалы металлов. Гальванический элемент. Водородный электрод и водородный нуль отсчета потенциалов. Стандартные условия и стандартный потенциал полуреакций. Окислительно-восстановительные равновесия в растворах. Уравнение Нернста. Влияние рН на величину восстановительного потенциала. Электролиз растворов и расплавов. Электрохимическая коррозия металлов.	2	[1]-[3]
	Итого	8

 

 

4 Календарно – тематический план

лабораторных занятий

 

Лаб. Работа/№	Тема	Количество часов	Литература №
1	Реакции в растворах электролитов. Произведения растворимости. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Гидролиз солей.	2	№ 1-2 с. 163 [15]
2	Комплексные соединения	2	№ 1; 2; 3; 5; 6 с. 173 – 174 [15]
3	Окислительно-восстановительные реакции	2	[3, 4, 7, 13,14, 15]
	Итого	6

 

4.1 Методические указания к лабораторным работам

1.      Допуск студента к работе включает: проверку конспекта опытов лабораторной работы, знание техники безопасной работы, химизма и сущности выполняемых опытов, консультацию преподавателя.

2.      Выполнение эксперимента, оформление наблюдаемых явлений и выводы.

3.      Защита выполняемой лабораторной работы включает: знание теоретических основ темы для объяснения результатов эксперимента, умение анализировать, классифицировать, сопоставлять отдельные элементы опыта и конструировать структуру связей между элементами и опытами для создания целостной системы знаний и умений по данной теме, математическую обработку количественных экспериментов.

 

5 График самостоятельной работы студентов

 

№	Темы занятий	Цель и Содержание заданий	Литература
1	Атомно-молекулярное учение. Стехиометрические законы химии.	Закрепление умений и знаний. Развитие навыков. Решение задач.	[3, 4, 5, 9, 13, 14, 15]
2	Основные классы неорганических соединений. Основные типы химических реакций.	Закрепление теоретического материала и умение использовать его в решении задач и упражнений.	[3, 4, 5, 9, 13, 14, 15]
3	Химические формулы. Расчеты по химическим формулам и уравнениям.	Развитие умений анализировать, сравнивать и делать выводы. Развитие умений кратко, понятно излагать материал.	[3, 4, 5, 9, 13, 14, 15]
4	Строения атома.	Развитие творческого мышления, умений анализировать и работать самостоятельно. Закрепить навыки решения расчетных задач.	[3, 4, 5, 9, 13, 14, 15]
5	Периодический закон и периодическая система .	Применение теоретических знаний на практике.	[3, 4, 5, 9, 13, 14, 15]
6	Химическая связь. Типы химической связи.	Закрепление теоретического материала и умение использовать его в решении задач и упражнений.	[3, 4, 5, 9, 13, 14, 15]
7	Термохимия и термодинамика. Кинетика химических процессов.	Проверка знаний, умений и навыков. Развитие умений системно излагать пройденный материал.	[1 - 9, 13, 14, 15]
8	Растворы. Концентрации растворов и способы их выражения.	Закрепление знаний и умений, подготовка к сдаче заданий.	[1-9, 13, 14, 15]
9	Теория электролитичес-кой диссоциации.	Закрепление умений и знаний. Развитие навыков. Решение задач.	[1-9, 13, 14, 15]
10	Реакции ионного обмена. Произведение растворимости. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Гидролиз солей.	Закрепление теоретического материала и умение использовать его в решении задач и упражнений.	[: 1 - 9, 13, 14, 15]
11	Комплексные соединения. Номенклатура.	Развитие умений анализировать, сравнивать и делать выводы. Развитие умений кратко, понятно излагать материал.	[1-9, 13, 14, 15]
12	Окислительно-восстановитель-ные реакции (ОВР). Классификация ОВР.	Развитие умений анализировать, сравнивать и делать выводы. Развитие умений кратко, понятно излагать материал.	[1 - 9, 13, 14, 15, 18, 23]
13	Гальванический элемент. Электролитический ряд напряжения металлов.	Изучение механизма действия гальванических элементов, изготовление гальванического элемента.	[1-9, 13, 14, 15. 19, 20]
14	Коррозия металлов. Защита металлов от коррозии.	Изучение механизма коррозии и методов защиты металлов от коррозии	[1-9, 13, 14, 15, 18, 20]
15	Электролиз. Законы Фарадея.	Освоить количественные расчеты процесса электролиза. Закрепить лекционный материал по процессам разряда на катоде и аноде.	[1-9, 13, 14, 15, 18, 20]
	Итого	121

 

5.1 Методические указания к СРС

Для успешного усвоения материала по соответствующей теме студенту необходимо:

1.      Выбрать из списка рекомендованной литературы 2-3 учебника или пособия и 2-3 задачника для постоянного пользования. Другие рекомендованные литературные источники использовать дополнительно по мере необходимости.

2.      Изучить теоретический материал по выбранной студентом литературе.

3.      Ответить на соответствующие контрольные вопросы и решить задачи по теме.

6 Политика выставления оценок

 

Каждый студент выполняет две контрольные работу согласно полученному варианту методических указаний. К итоговому контролю относится экзамен.

 

7 Рекомендуемая Литература

 

7.1 Основная литература

 

1.      Угай химия. М.: ВШ. 1984. 440 с.

2.      общая и неорганическая химия. М.: ВШ. 1997. 527 с.

3.      Общая химия. – Л., 1983.

4.      Основы общей химии. В 2-х томах. М.: Химия. 1974.

5.      Общая химия. – М., 1987.

 

7.2 Дополнительная литература

 

6.      Общая химия. – М., 1983.

7.      Общая и неорганическая химия. – М., 1988.

8.      Общая и неорганическая химия. – М., «Высшая школа» 1998.

9.      Неорганическая химия. – Л., 1989№

10.  , Неорганическая химия. – Л., 1989.

11.  Неорганическая химия. – М., 1984№

12.  , Неорганическая химия. – М., 1990№

13.  и др. Курс общей химии. – М., 1990№

14.  . Задачи и упражнения по общей химии. Л.: Химия. – 1990. – 272 с.

15.  . Практикум по неорганической химии. – М., «Просвещение», 1991.

16.  , , Лабораторные и семинарские занятия по общей и неорганической химии. – М., 1999.

17.  , , . Неорганическая химия. – Л:. Химия. – 1974 г.

18.  Окислительно-восстановительные процессы в химии (Карагандинский государственный университет: Методическое указания для самостоятельной работы студентов химического и биологического факультетов) Алма-Ата. – 1989.

19.  , Металлы в живых организмах. – М., 1986.

20.  Уильямс Металлы в жизни. – М., 1975.

21.  и др. Химия и пища. – М., 1986.

22.  Неорганисекая химия. – М.: Высшая школа, 1986.

23.  , Окислительно-восстанови­тельные реакции. – М.: Просвещение, 1980.

 

8 Перечень вопросов и тем по формам контроля

8.1 Тематика письменных работ по курсу

8.1.1 Тестовые задания для самоконтроля

 

1.      Чему равна молярная масса эквивалента серы в соединении, содержащем по 50% серы и кислорода?

А) 32 В)16 С) 8 D)6,4 Е)64

2.      Вычислите эквивалент кислоты, если 2г кислоты содержат 0,1г. водорода, способного замещаться металлом.

А) 1 В) 2 С) 10 D)20 Е)200

3.      Сколько нейтронов в ядре атома наиболее распространенного изотопа вольфрама?

А)184 В)74 С)258 D)110 Е)0

4.      Сколько подуровней включает уровень со значением главного квантового числа n=4 в атоме осмия?

А)1 В)2 С)3 D)4 Е)5

5.      Сколько электронов находится на 4d-подуровне атома молибдена?

А)8 В)2 С)4 D)3 Е)5

6.      Сколько всего -связей в молекуле СО2?

А)1 В)2 С)4 D)6 Е)8

7.      У какой из молекул дипольный момент равен нулю?

А)Н2О В)NН3 С)СО D)SО2 Е)СО2

8.      Сколько неспаренных электронов в ионе Со3+ в октаэдрическом окружении фторид-иона?

А)1 В)2 С)3 D)4 Е)5

9.      Каково воздействие молекул воды как лигандов на ион Fe3+?

А)слабое В)сильное С)нет воздействия D)очень сильное Е)не знаю

10.  При образовании 1 моля газообразного НСl выделилось 92 кДж тепла. Чему (в кДж/моль) равна энтальпия образования НСl?

А)-184,1 В)184,1 С)92 D)-92 Е)-46

11.  В какую сторону сместится равновесие в системе

2NO + О2↔2NO2, при повышении давления?

А)влево В)вправо С)не сместится D)- Е)-

12.  Как изменится скорость газовой реакции 2NO2 = N2О4, при увеличении концентрации NO2 в 5 раз?

А)5 В)10 С)15 D)20 Е)25

13.  Определите порядок реакции 2NО + Сl2 = 2 NОСl

А) 1 В) 2 С) 3 D) 4 Е)5

14.  Вычислите рН 0,0001н раствора НСl

А)0,001 В)1 С)2 D)3 Е)4

15.  Определите молярную концентрацию раствора, содержащего 23г. глицерина (молекулярная масса = 92) в 500 мл водного раствора?

А)0,25 В)0,75 С)0,50 D)4,00 Е)2,00

16.  Сколько молекул воды участвует в процессе окисления ацетилена до углекислого газа?

А)2 В)4 С)5 D)8 Е)10

17.  Чему равна сумма всех коэффициентов в левой и правой частях уравнения КMnO4 + НСl = …

А)10 В)35 С)40 D)22 Е)25

18.  Электрод, на котором в ходе реакции происходит процесс окисления, называется:

А)катодом В)анодом С)диодом D)триодом Е) –

19.  В какой из указанных молекул полярность связи выше?

А)НСl В)НI С)НВr D)НF Е)Н2S

20.  Вычислите массовую долю соли (%) в растворе, содержащем 50г соли и 200мл воды.

А)20 В)2 С)10 D)50 Е)40

 

8.1.2 Экзаменационные вопросы по курсу

1.      Основные понятия химии (атом, химический элемент, молекула, ион, вещество, классификация веществ, химические реакции, уравнение химической реакции).

2.      Количественная характеристика вещества.

3.      Основные положения атомно-молекулярного учения.

4.      Стехиометрические законы.

5.      Газовые законы.

6.      Строение ядра атома. Ядерные реакции.

7.      Современная теория строения атома.

8.      Квантовые числа, физический смысл квантовых чисел.

9.      Заполнение электронных оболочек атомов.

10.  Периодический закон (формулировки, содержание и физический смысл).

11.  Периодичность изменения основных свойств атома в свободном и связанном состоянии.

12.  Виды периодичности.

13.  Образование и свойства химической связи.

14.  Ковалентная связь, механизм образования и свойства.

15.  Методы описания химической связи (ВС, МО).

16.  Ионная связь. Взаимодействие ионов в кристаллической реакции. Металлическая связь.

17.  Межмолекулярные взаимодействия, водородная связь.

18.  Первый закон термодинамики.

19.  Термохимия. эндо- и экзотермические реакции.

20.  Энтальпия. Тепловой эффект химических реакций.

21.  Второй закон термодинамики. Энтропия.

22.  Энергия Гиббса, факторы, влияющие на изменение энергии Гиббса.

23.  Скорость химической реакции и факторы ее определяющие.

24.  Химическое равновесие. Константа химического равновесия (кинетический и термодинамический подходы к описанию химического равновесия). Принцип Ле-Шателье.

25.  Растворы. Растворимость. Факторы, влияющие на растворимость веществ.

26.  Способы выражения концентрации растворов.

27.  Теория электролитической диссоциации.

28.  Равновесие ионов в растворе с осадком.

29.  Теории кислот и оснований.

30.  Гидролиз солей. Константа и степень гидролиза.

31.  Теория окислительно-восстановительных реакций.

32.  Влияние реакции среды на ход окислительно-восстановительных реакций.

33.  Методы составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.

34.  Количественные характеристики окислительно-восстановительных процессов.

35.  Электродные потенциалы. Гальванические элементы.