Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Химия содержит весь необходимый материал школьного курса химии соответствующий государственному образов

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 9.11.2024

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ Н.И. ПИРОГОВА

 МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

С.А. Панов

Х И М И Я

(учебно-методическое пособие)

Москва

2013

С.А. Панов

Химия: Учебно-методическое пособие.  Москва, 2013.  68 с.  

Учебно-методическое пособие «Химия» содержит весь необходимый материал школьного курса химии, соответствующий государственному образовательному стандарту, утвержденному Министерством образования и науки Российской Федерации. Оно раскрывает наиболее важные понятия, необходимые для более полного овладения разделами общей, неорганической и органической химии, изучаемых в школе. Учебно-методическое пособие «Химия» предназначено для школьников 10-11 классов образовательных учреждений, а также абитуриентов, поступающих в высшие учебные заведения медицинского или естественнонаучного профиля, и может использоваться как в рамках самостоятельной подготовки обучающихся, так и подготовки к единому государственному экзамену.


СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………………...4

ОБЩАЯ ХИМИЯ

Строение атома……………………………………………………………………………5

Периодический закон и периодическая система химических элементов

Д.И. Менделеева…………………………………………………………………………10

Химическая связь………………………………………………………………………...13

Кристаллические решетки………………………………………………………………17

Валентность и степень окисления………………………………………………………19

Химические реакции и закономерности их протекания………………………………20

Растворы. Электролитическая диссоциация…………………………………………...27

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Важнейшие классы неорганических соединений……………………………………...32

Металлы…………………………………………………………………………………..35

Неметаллы

ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

Основные положения теории химического строения органических веществ

А.М. Бутлерова

Классификация органических соединений

Углеводороды

Кислородсодержащие органические вещества

Азотсодержащие органические вещества

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

98 баллов – это так много, ведь за этим стоит много труда, сил и времени.

98 баллов – это так мало, ведь всего каких-то 2 балла…

(Учитель Н.В. Майсакова)

Дорогие друзья!

Данное пособие подготовлено, прежде всего, для школьников, педагогов, репетиторов; тех, кто планирует сдавать единый государственный экзамен по химии в качестве итоговой аттестации за курс среднего (полного) общего образования, собирается связать свою жизнь в будущем с естественными науками или медициной, а также, лиц, просто интересующихся химией.

Как правило, химия – одна из тех дисциплин, вызывающих трудности у большинства школьников. Это обусловлено тем, что данный предмет требует к себе особого, трепетного отношения: необходимо знать строение, номенклатуру, физические и химические свойства, методы получения различных химических веществ, научиться решать задачи, уметь применять теоретические знания на практике и.т.д.

Учебно-методическое пособие, которое Вы держите в руках, направлено на преодоление любых затруднений в освоении школьного курса химии. Весь теоретический материал, представленный в данной книге, максимально систематизирован, что позволяет читателю понять смысл, а также наглядно рассмотреть сущность любых химических превращений.

Перед прочтением какого-либо раздела настоятельно рекомендуется ознакомиться с аналогичными темами в действующих учебниках, рекомендованных Министерством образования и науки Российской Федерации.

Желаю успеха в изучении самой интересной, замечательной и необыкновенной науки – химии!

С Уважением,

Сергей Алексеевич Панов.

ОБЩАЯ ХИМИЯ

СТРОЕНИЕ АТОМА

Химический элемент – это определенный вид атомов, характеризующийся одинаковым положительным зарядом ядра.

Атом – наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств.

Простые вещества – это вещества, образованные атомами одного химического элемента.

Сложные вещества – это вещества, образованные атомами разных химических элементов.

 

Масса (m)

Заряд (q)

Протон 

1

+1

Нейтрон 

1

0

Электрон 

1/1840, или 0

-1

 

Заряд атома нейтральный!

;

где Ar – относительная атомная масса, N – число нейтронов,

Z – порядковый номер элемента.

Изотопы – это разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковый заряд ядра, но разную атомную массу (массовое число).

  18p, 18n, 18e

18p, 20n, 18e

18p, 22n, 18e

Изобары – это разновидности атомов, имеющие одинаковую атомную массу, но разные физические и химические свойства.

Электронная оболочка атома – это совокупность всех электронов в данном атоме.

Атомная орбиталь – это пространство в поле ядра атома, где нахождение электрона наиболее вероятно (90%).

Электроны, обладающие близкими значениями энергии, образуют электронный слой или энергетический уровень.

;

где N – это максимальное число электронов на энергетическом уровне,

n – это номер энергетического уровня или главное квантовое число.  

Энергия и прочность орбиталей возрастает.

Прочность связи электрона с ядром уменьшается.

Состояние электрона в атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами:

  1.  Главное квантовое число n определяет энергию электрона, обозначает номер энергетического уровня, принимает целочисленные значения:                        n = 1, 2, 3, 4…
  2.  Побочное орбитальное квантовое число l определяет форму электронного облака (s, p, d, f), принимает целочисленные значения:                        l = 0, 1, 2, 3… (n-1).
  3.  Магнитное квантовое число ml определяет число орбиталей на подуровне, принимает при данном значении l(2l+1) значений.
  4.  Спиновое квантовое число s характеризует вращение электрона вокруг своей оси и принимает только два значения: +1/2 и -1/2.

Заполнение орбиталей

  1.  Принцип Паули – в атоме не может быть более двух электронов с одинаковым набором всех четырех квантовых чисел.
  2.  Правило Гунда – в данном подуровне электроны располагаются так, чтобы их суммарное спиновое число было максимальным.
  3.  Принцип наименьшей энергии – электроны заполняют энергетические подуровни в порядке увеличения их энергии.

Виды атомных орбиталей

Главные характеристики атома

  1.  Радиус атома (Rат) – это расстояние от ядра до наиболее удаленного от него электрона.

Rат у металлов > Rат у ионов;

Rат у неметаллов < Rат у ионов;

Rкатион  <  Rанион (по периоду);

R с возрастанием Z увеличивается (по группе).

  1.  Энергия (потенциал) ионизации (I) – это количество энергии, которое необходимо затратить для отрыва е- от атома элемента (максимальна – у инертных газов, минимальна у щелочных металлов).
  2.  Энергия сродства к электрону (Еср) – это энергия, которая выделяется при присоединении е- к атому (максимальна – у галогенов, минимальна у щелочных металлов).
  3.  Электроотрицательность (ЭО) – это способность атома в соединении притягивать к себе электроны.

ЭО = I + Eср

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ ЗАКОН И ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА

Свойства химических элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядер их атомов.

 

Впервые Периодический закон был сформулирован 1 марта 1869 года русским ученым Д.И. Менделеевым. Первоначально, формулировка закона выглядела несколько иначе: свойства химических элементов, а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от относительной атомной массы элементов. Но, как оказалось, элементы Ar, K, Ca не подлежат данному условию (это можно проследить в периодической системе). Именно поэтому современная формулировка закона звучит иначе.

Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева                              (см. приложение) является графическим отображением Периодического закона.

Главная характеристика элемента – заряд ядра атома!

Физический смысл Периодического закона (на примере )

Порядковый номер                                          электронная оболочка (17е-)

                              

                              Ядро                                                             3      - номер периода

                               +17

               17р+           +           18n0    =  атомная масса        2   8  7  - номер группы

Закономерности изменения свойств элементов

в малых периодах (II, III)

- Заряд ядра атома элемента увеличивается;

- Число энергетических уровней не изменяется;

- Число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов увеличивается;

- Радиус атома уменьшается;

- Прочность связи электронов внешнего уровня с ядром увеличивается;

- Энергия сродства к электрону увеличивается;

- Энергия ионизации увеличивается;

- Металлические свойства ослабевают;

- Неметаллические свойства усиливаются;

- Восстановительные свойства ослабевают;

- Окислительные свойства усиливаются.

в группах

    - Число энергетических уровней увеличивается;

    - Число электронов на внешнем энергетическом уровне атомов не изменяется;

    - Радиус атома увеличивается;

    - Прочность связи е- последнего энергетического уровня с ядром уменьшается;

    - Энергия сродства к электрону уменьшается;

    - Энергия ионизации уменьшается;

    - Электроотрицательность уменьшается;

    - Металлические свойства усиливаются;

    - Неметаллические свойства ослабевают;

    - Восстановительные свойства усиливаются;

    - Окислительные свойства ослабевают;

    - Заряд ядра атома элемента увеличивается.

Семейства химических элементов

s-элементы – последним заполняется s-подуровень внешнего энергетического уровня (первые 2 элемента каждого периода);

p-элементы – последним заполняется p-подуровень внешнего энергетического уровня (главные подгруппы III-VIII групп);

d-элементы – последним заполняется d-подуровень предвнешнего энергетического уровня (побочные подгруппы I-VIII групп);

f-элементы – последним заполняется f-подуровень третьего снаружи энергетического уровня (лантаноиды и актиноиды).

Характер оксидов и гидроксидов I-VII групп

Номер группы

I

II

III

IV

V

VI

VII

Оксиды,

их характер

R2O

Осн.

RO

Осн., амф.

R2O3 

Осн., амф., кисл.

RO2 

Кисл.

R2O5

Кисл.

RO3

Кисл.

R2O7

Кисл.

Гидроксиды, их характер

ROH

Осн.

R(OH)2

Осн.,

амф.гидр.

R(OH)3

H3RO3

Осн.,

амф.гидр.,

кислота

H2RO3

Кислота

HRO3

H3RO4

Кислота

H2RO4

Кислота

HRO4

Кислота

ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Вид химической связи зависит от электроотрицательности образующих её элементов.

  1.  Ионная связь

Образуется при взаимодействии атомов элементов, резко отличающихся друг от друга значениями электроотрицательности (Ме + НеМе).

Свойства: ненаправленность, ненасыщаемость.

Соединения: твердые, малолетучие, тугоплавкие вещества (галогениды типичных металлов, щелочи, гидриды металлов).

  1.  Ковалентная связь

Возникает в результате образования общих электронных пар (НеМе + НеМе).

A· + ·В → А : В

Соединения (неполярная ковалентная связь): газообразные, твердые, реже – жидкие вещества (O2, Cl2, Br2, I2, алмаз, графит, сера).

Соединения (полярная ковалентная связь): жидкие и газообразные вещества (HCl, H2O, NH3, кислотные оксиды, кислоты).

  1.  Металлическая связь

Образуется в результате взаимодействия относительно свободных электронов с ионами металлов.

Свойства: ненаправленность.

Соединения: твердые вещества (все Ме, кроме ртути).

  1.  Водородная связь

Образуется между атомом водорода, связанным с атомом электроотрицательного элемента одной молекулы и атомом сильно электроотрицательного элемента другой молекулы.

Механизмы образования ковалентной связи

  1.  Обменный
  2.  Донорно-акцепторный

 

Способы перекрывания электронных облаков

(«а,б,в» - σ-тип, «г» - π-тип)

 

σ-связь – это ковалентная связь, образованная при перекрывании атомных орбиталей по линии, соединяющей центры атомов (прочная связь).

π-связь – это ковалентная связь, образованная при перекрывании атомных орбиталей вне линии, соединяющей ядра атомов (непрочная связь).

Свойства ковалентной связи

Длина связи (l) – это расстояние между ядрами атомов, образующих связь.

Энергия связи (Есв) – это энергия, необходимая для разрыва связи, измеряется в кДж/моль.

Чем больше перекрывание атомных орбиталей, тем больше энергия связи, тем прочнее химическая связь.

Порядок (кратность) связи – это число электронных пар, участвующих в образовании связи.

N=N

Тройная связь (σ+π+π)

О=С=О

Двойная связь (σ+π)

Cl-Cl

Одинарная связь (σ)

Чем больше кратность связи, тем больше прочность (энергия) связи, тем меньше ее длина.

Насыщаемость – это способность атомов образовывать определенное число ковалентных связей.

Направленность связи обуславливает пространственную структуру молекул, т.е. их геометрию.

Полярность связи характеризует степень смещения общей электронной пары к более электроотрицательному атому.

Поляризуемость ковалентной связи – это способность молекул изменять свою полярность под действием внешнего электрического поля.

Гибридизация электронных орбиталей – это процесс взаимодействия атомных орбиталей разной формы, обладающих различной энергией, приводящий к образованию гибридных орбиталей, одинаковых по форме и энергии.

Число гибридных орбиталей равно числу исходных орбиталей!

Тип гибридизации электронных орбиталей определяет пространственную конфигурацию молекулы.

Типы гибридизации

Тип гибридизации

Пространственная конфигурация молекулы

Примеры

sp

Линейная

CO2, C2H2

sp2

Треугольная

Угловая

SO3, C2H4, O3, SO2

sp3

Тетраэдрическая

Пирамидальная

Угловая

CH4, CCl4, NH3, H2O

КРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ РЕШЕТКИ

Кристаллическая решётка – это упорядоченное расположение частиц в кристалле.

 

Сравнительная характеристика кристаллических решеток

Признаки сравнения

Ионная

Атомная

Молекулярная

Металлическая

Частицы, находящиеся в узлах кристаллической решетки

«+» и «-» заряженные ионы

Отдельные атомы

Молекулы

Отдельные атомы и «+» заряженные ионы

Характер связи между частицами кристалла

Ионная связь

Ковалентная связь

Силы межмолекулярных взаимодействий

Металлическая связь

Прочность связи

Прочная

Очень прочная

Слабая

Прочная

Физические свойства

Твердые, тугоплавкие, имеют высокие tкип и tплав. Многие растворимы в воде. Растворы и расплавы проводят электрический ток.

Большая твердость, хрупкость, непластичность, высокие tкип и tплав. В воде практически не растворимы.

Невысокая прочность, легкоплавкость, в основном растворимы в воде, водные растворы не проводят электрический ток.

Металлический блеск, электропроводность, теплопроводность, пластичность.

Примеры веществ

Большинство солей, гидроксиды металлов (NaOH, KOH, NaCl, KF…)

Алмаз С,

бор В, кремний Si, карбид кремния SiC

P4, I2, CO2 (тв.), органические вещества

Металлы и сплавы

(Na, K, Сu…)

ВАЛЕНТНОСТЬ И СТЕПЕНЬ ОКИСЛЕНИЯ

Валентность элемента определяется числом ковалентных связей, образованных атомом элемента в соединении.

Понятие «валентность» применимо только к соединениям с ковалентными связями.

Правила определения степени окисления элемента в соединении

  1.  Свободные атомы и простые вещества имеют степень окисления, равную нулю (Са0, Na0, S0…).
  2.  Кислород в соединениях имеет степень окисления -2. Исключения: в соединениях с фтором степень окисления +2, в пероксидах степень окисления кислорода равна -1.
  3.  Водород в соединениях с неметаллами имеет степень окисления +1, а в гидридах металлов степень окисления водорода -1.
  4.  Фтор во всех соединениях имеет степень окисления -1.
  5.  Металлы в соединениях имеют положительную степень окисления, и ее максимальное значение равно номеру группы в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.
  6.  Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов в нейтральном соединении равна нулю.
  7.  Степень окисления одноатомного иона (например, Fe3+) совпадает с зарядом иона. В данном случае степень окисления железа равна +3.
  8.  Алгебраическая сумма степеней окисления всех атомов, входящих в многоатомный ион, определяет заряд иона.
  9.  Высшая степень окисления элемента равна номеру группы Периодической системы, в которой находится элемент. Низшая степень окисления элемента определяется по формуле: 8-N группы.

10) Значения степеней окисления элемента между высшей и низшей степенями называются промежуточными.

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ ПРОТЕКАНИЯ

Классификация химических реакций

Основа классификации

Типы реакций

1

Число и состав исходных и полученных веществ

Реакции соединения

Реакции разложения

Реакции замещения

Реакции обмена

Реакции, идущие без изменения состава вещества

2

Агрегатное состояние исходных и полученных веществ

Гомогенные

Гетерогенные

3

Направление протекания реакции

Необратимые

Обратимые

4

Участие катализатора

Каталитические

Некаталитические

5

Тепловой эффект

Экзотермические

Эндотермические

6

Изменение степени окисления элементов

Реакции без изменения степени окисления

Окислительно-восстановительные реакции

Типы окислительно-восстановительных реакций

Межмолекулярные

Внутримолекулярные

Реакции диспропорционирования (самоокисление-самовосстановление)

Н2S + Cl2 → S + 2HCl

2H2O → 2H2 + O2

Cl2 + H2O → HClO + HCl

Методы расстановки коэффициентов в уравнениях ОВР

Для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций необходимо знать химические формулы исходных веществ и продуктов реакции. Формулы продуктов устанавливаются экспериментально или на основании известных химических свойств веществ. Правильно записанная реакция является выражением закона сохранения массы веществ (Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате её). Это значит, что в правой и левой частях уравнения должно быть одинаковое число атомов.

  1.  Метод электронного баланса

Используют его, как правило, для составления уравнений простых окислительно-восстановительных реакций. В основе лежит положение о том, что общее число электронов, отданных восстановителем должно равняться общему числу электронов, принятых окислителем. Подсчет числа перешедших электронов лежит в основе составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.

  1.  Запишем формулы исходных веществ и продуктов реакции:

FeCl3 + H2S → FeCl2 + S + HCl;

  1.  Определим, какое вещество является окислителем, а какое восстановителем и их степени окисления до и после реакции. Хлорид железа (III) выполняет роль окислителя, так как содержит положительно заряженный ион железа с относительно высоким зарядом, способный восстанавливаться до промежуточной степени окисления. Сероводород является восстановителем, так как в его состав входит бескислородный анион S2-, содержащий избыточные электроны:

Fe+3Cl3 + H2S-2 → Fe +2Cl2  + S+ HCl

  1.  Составим электронные уравнения, выражающие процессы окисления и восстановления. По изменению степеней окисления определим число электронов, отдаваемых восстановителем, и число электронов, принимаемых окислителем:  

Fe+3 +1e= Fe+2 

2

восстановление, окислитель

S-2 – 2e = S0

1

окисление, восстановитель

  1.  Множители электронного баланса запишем в уравнение окислительно-восстановительной реакции как основные стехиометрические коэффициенты:

2FeCl3 + H2S → 2FeCl2 + S + HCl

  1.  Подберем стехиометрические коэффициенты остальных участников реакции, перейдем от схемы к уравнению реакции (ставим знак равенства вместо стрелки):

2FeCl3 + H2S = 2FeCl2 + S + 2HCl

  1.  Проверим правильность написания путем подсчета атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения реакции.

  1.  Метод электронно-ионного баланса (метод полуреакций)

Для подбора коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных

реакций, протекающих в водном растворе при участии ионов, используют метод электронно-ионного баланса.

Метод электронно-ионного баланса складывается из следующих этапов:

  1.  записывают формулы реагентов данной реакции:

K2Cr2O7 + H2SO4 + H2S

  1.  устанавливают химическую функцию каждого из них (здесь K2Cr2O7 − окислитель, H2S – восстановитель, H2SO4 − кислая среда).
  2.  записывают (на следующей строчке) формулы реагентов в ионном виде, указывая только те ионы (для сильных электролитов), молекулы (для слабых электролитов и газов) и формульные единицы (для твердых веществ), которые примут участие в реакции в качестве окислителя (Cr2O72− ), среды (Н+) и восстановителя (H2S):

Cr2O72− + H+ + H2S

  1.  определяют восстановленную форму окислителя и окисленную форму восстановителя, что должно быть известно в условии задачи (так, здесь дихромат-ион переходит в катионы хрома (III), а сероводород − в серу); эти данные записывают на следующих двух строчках, составляют электронно-ионные уравнения полуреакций восстановления и окисления и подбирают дополнительные множители для уравнений полуреакций:

Cr2O72− + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O

1

восстановление, окислитель

H2S − 2e = S(т) + 2H+    

3

окисление, восстановитель

  1.  суммируя уравнения полуреакций, составляют ионное уравнение данной реакции, т.е. дополняют запись:

Cr2O72− + 8H+ + 3H2S = 2Cr3+ + 7H2O + 3S(т)

  1.  на основе ионного уравнения составляют молекулярное уравнение данной реакции, т.е. дополняют запись, причем формулы катионов и анионов, отсутствующие в ионном уравнении, группируют в формулы дополнительных продуктов (K2SO4):

K2Cr2O7 + 4H2SO4 + 3H2S = Cr2(SO4)3 + 7H2O + 3S(т) + K2SO4

  1.  проводят проверку подобранных коэффициентов по числу атомов элементов в левой и правой частях уравнения (обычно достаточно только проверить число атомов кислорода).
  2.  окисленная и восстановленная формы окислителя и восстановителя часто отличаются по содержанию кислорода (сравните Cr2O72− и Cr3+). Поэтому при составлении уравнений полуреакций методом электронно-ионного баланса в них включают пары Н+2О (для кислой среды) и ОН2О (для щелочной среды).
  3.  Если при переходе от одной формы к другой исходная форма (обычно − окисленная) теряет свои оксид-ионы (ниже показаны в квадратных скобках), то последние, так как они не существуют в свободном виде, должны быть в кислой среде соединены с катионами водорода, а в щелочной среде − с молекулами воды, что приводит к образованию молекул воды (в кислой среде) и гидроксид-ионов (в щелочной среде):

кислая среда [O2−] + 2H+ = H2O
щелочная среда [O2−] + H2О = 2 ОН

  1.  Недостаток кислорода в исходной форме (чаще − в восстановленной) по сравнению с конечной формой компенсируется добавлением молекул воды (в кислой среде) или гидроксид-ионов (в щелочной среде):

кислая среда H2O = [O2−] + 2H+
щелочная среда 2 ОН= [O2−] + H2О

Часто слабокислотную и слабощелочную среду условно называют нейтральной, при этом в уравнения полуреакций слева вводят только молекулы воды. В этом случае при составлении уравнения приходится после подбора дополнительных множителей записывать дополнительное уравнение, отражающее образование воды из ионов Н+ и ОН.

Для кислой среды:

избыток nО + 2nH+nH2O

недостаток nО + nH2O → 2nH+

Для щелочной среды:

избыток nО + nH2O → 2nОH-

недостаток nО + 2nОH-nH2O

Для нейтральной среды:

избыток nО + nH2O → 2nОH-

недостаток nО + nH2O → 2nH+

Скорость химической реакции
Для гомогенных реакций:  

Для гетерогенных реакций:

где  - изменение количества вещества одного из исходных веществ или одного из продуктов реакции;  – интервал времени (t2-t1); V – объем газа или раствора;  = с1 – с2 – изменение концентрации вещества; S – площадь поверхности соприкосновения веществ.

Факторы, влияющие на скорость химической реакции:

  1.  Природа реагирующих веществ
  2.  Концентрация веществ
  3.  Температура
  4.  Присутствие катализатора или ингибитора
  5.  Давление
  6.  Площадь соприкосновения

Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ устанавливает закон действующих масс: скорость химической реакции прямо пропорциональна произведению концентрации реагирующих веществ в степенях, равных коэффициентам перед формулами веществ в уравнении реакции.

mA + nB = pC + qD – общий вид реакции

кинетическое уравнение реакции

где  - скорость химической реакции; сА – молярная концентрация вещества «А»;                      сВ – молярная концентрация вещества «В»; m и n – коэффициенты в уравнении реакции.

Зависимость скорости химической реакции от температуры определяется правилом Вант-Гоффа: при повышении температуры на каждые 10оС скорость большинства химических реакций увеличивается в 2-4 раза.

математическое выражение правила

где - скорость химической реакции при t1;  - скорость химической реакции при t2;  - температурный коэффициент, который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 10оС.

Катализаторы – это вещества, ускоряющие химическую реакцию, но сами в ней не расходующиеся.

Ингибиторы – это вещества, замедляющие химическую реакцию, но сами в ней не расходующиеся. Обратное действие катализаторов.

Обратимые химические реакции. Химическое равновесие

Реакции, которые одновременно протекают в прямом и обратном направлениях, называют обратимыми.

Состояние химического обратимого процесса, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции, называется химическим равновесием.

Смещение химического равновесия осуществляется по принципу Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказать внешнее воздействие (изменить концентрацию, температуру, давление), то равновесие смещается в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие.

Пример: 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 + Q

                                                              2V      1V       2V 

Увеличение концентрации исходных веществ

Равновесие смещается в сторону образования продукта реакции SO3

Уменьшение концентрации продуктов реакции

Уменьшение температуры смеси

Увеличение давления

Равновесие смещается в сторону образования исходных веществ

SO2 и O2

Увеличение концентрации продуктов реакции

Уменьшение концентрации исходных веществ

Увеличение температуры смеси

Уменьшение давления

Катализаторы и ингибиторы не оказывают влияния на смещение химического равновесия.

РАСТВОРЫ. ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

Растворы – это однородные (гомогенные) системы, состоящие из двух или более компонентов и продуктов их взаимодействия.

Пример: раствор H2SO4 состоит из:

  1.  растворителя – H2O
  2.  растворенного вещества – H2SO4
  3.  гидратированных ионов, находящихся в растворе

Как правило, смеси твердых веществ являются гетерогенными системами.

Растворимость – это свойство вещества растворяться в воде или в другом растворителе.

Коэффициент растворимости показывает максимальную массу вещества, которую можно растворить в 100 г растворителя при данной температуре.

    

Способы выражения состава раствора

  1.  Массовая доля растворенного вещества в растворе (w):

где  – масса растворенного вещества;  – масса раствора; – общий объем раствора;   – плотность раствора.

  1.  Молярная концентрация раствора:

где с – молярная концентрация; n – количество растворенного вещества; V – объем раствора.

Теория электролитической диссоциации (1887 г., Сванте Аррениус)

Электролиты при растворении в воде распадаются (диссоциируют) на «+» и                     «-» ионы – процесс электролитической диссоциации.

Под действием электрического тока ионы приобретают направленное движение: катионы движутся к катоду, анионы к аноду.

Степень диссоциации () зависит от природы электролита и растворителя, температуры, концентрации раствора.

          

Реакции ионного обмена

Все реакции в водных растворах электролитов являются реакциями между ионами – ионными реакциями, уравнение этой реакции – ионными уравнениями.

Условия протекания реакций ионного обмена до конца:

  1.  Образование осадка
  2.  Образования газа
  3.  Образование малодиссоциирующего вещества

Алгоритм составления ионных уравнений:

  1.  Написать уравнение реакции в молекулярной форме.
  2.  Определить причину, за счет которой реакция обмена идет до конца и отметить это в уравнении реакции соответствующим образом (↑ или ↓).
  3.  Запишите ионы диссоциирующих веществ, указав их число и заряды.
  4.  Отметьте одинаковые ионы (они не принимают участие в реакции) в левой и правой частях уравнения реакции.
  5.  Запишите строкой ниже оставшиеся ионы и вещества (сокращенное ионное уравнение).
  6.  Сформулируйте вывод на основе сокращенного ионного уравнения.

Пример: FeCl3 + 3NaOHFe(OH)3↓ + 3NaCl

Fe3+ + 3Cl- + 3Na+ +3OH- → Fe(OH)3↓ + 3Na+ + 3Cl-

Fe3+ + 3OH-Fe(OH)3

Вывод: реакция ионного обмена идет до конца, так как образуется осадок.

Гидролиз

Гидролиз – это реакция обменного (гидролитического) разложения веществ водой.

Гидролизу подвергаются многие вещества:

  1.  Карбиды: CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2
  2.  Нитриды: Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH3
  3.  Фосфиды: Ca3P2 + 6H2O = 3Ca(OH)2 + 2PH3
  4.  Галогениды: SiCl4 + 3H2O = H2SiO3↓ + 4HCl
  5.  Углеводы: C12H22O11 + H2O = C6H12O6 + C6H12O6
  6.  Сложные эфиры, в т.ч. жиры:

и др.

Гидролиз соли – это процесс обменного взаимодействия ионов соли с молекулами воды.

Факторы, влияющие на степень гидролиза солей: химическая природа соли, температура, концентрация ионов Н+ и ОН- в растворе.

Случаи гидролиза солей

Кислота

Основание

Сильный электролит

(NaOH, KOH, LiOH, Ca(OH)2

Слабый электролит

(NH4OH, Zn(OH)2, Al(OH)3…)

Сильная

KNO3, Na2SO4, KMnO4, NaI

Гидролиз не идет.

Среда нейтральная.

Цвет индикаторов не изменяется.

ZnCl2, Al2(SO4)3, Fe(NO3)2, NH4Cl…

Гидролиз по катиону.

Среда кислая.

Красная окраска лакмуса.

Слабая

Na2CO3, Na2SiO3, K2S, NaF…

Гидролиз по аниону. Среда щелочная.

Малиновая окраска фенолфталеина.

CH3COONH4, (NH4)2CO3, (CH3COO)3Al…

Гидролиз и по катиону, и по аниону.

Среда может быть различной. Окраска индикаторов в соответствии с характером среды.

Особые случаи гидролиза:

2AlCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Al(OH)3↓ + 6NaCl + 3CO2

2CuSO4 + 2Na2CO3 + H2O → (CuOH)2CO3↓ + CO2↑ + 2Na2SO4

2ZnCl2 + 2K2CO3 + H2O → (ZnOH)2CO3↓ + 4KCl + CO2 

НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ВАЖНЕЙШИЕ КЛАССЫ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Классификация неорганических соединений

Классификация оксидов

Несолеобразующие

Солеобразующие

Основные

Амфотерные

Кислотные

N2O, NO, CO, SiO

Na2O, CaO…

ZnO, Al2O3, BeO…

SO2, SO3, P2O5

Классификация оснований

1. По числу гидроксогрупп в молекуле:

а) Однокислотные (NaOH, NH4OH…)

б) Двухкислотные (Ca(OH)2, Fe(OH)2…)

в) Трехкислотные (Mn(OH)3, Fe(OH)3…)

2. По степени диссоциации:

а) Сильные основания, или щелочи (NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2…)

б) Слабые основания (Cu(OH)2…)

Классификация кислот

1. По числу атомов водорода в молекуле:

а) Одноосновные (HCl, HClO3, HNO3…)

б) Двухосновные (H2S, H2SO4, H2SiO3…)

в) Трехосновные (H3PO4, H3AsO4…)

г) Четырехосновные (H4P2O7…)

2. Содержание атомов кислорода:

а) Бескислородные (HBr, H2S…)

б) Кислородсодержащие (H2SO4, HClO4, H3PO4…)

Классификация солей

Генетические связи между классами неорганических веществ

MeMexOyMex(OH)y → Соль

Амф. → АмфxOyHxАмфyOz или Амфx(OH)y → Соль

НеMe → НеMexOyHxHeMeyOz → Соль

Химические свойства классов неорганических веществ

Реагент

О.О.

А.О.

К.О.

Щелочь

Амф.Г.

К-та

Соль

H2O

О.О.

-

соль

соль

-

соль + Н2О

соль + Н2О

-

щелочь

А.О.

соль

-

соль

соль + Н2О

-

соль + Н2О

-

-

К.О.

соль

соль

-

соль + Н2О

соль + Н2О

-

-

кислота

Щелочь

-

соль + Н2О

соль + Н2О

-

соль + Н2О

соль + Н2О

соль + основание

диссоц.

Амф.Г.

соль + Н2О

-

соль + Н2О

соль + Н2О

-

соль + Н2О

-

-

К-та

соль + Н2О

соль + Н2О

-

соль + Н2О

соль + Н2О

-

соль + кислота

диссоц.

Соль

-

-

-

соль + основание

-

соль + кислота

соль + соль

гидролиз




1. Нормативная база бухгалтерского учета
2. внутреннего редактора книги ~ за ее безупречную интуицию вкус и логику; Наталию Бродскую ~ за тита
3. Тема сталинизма
4. соціально значущі психічні властивості людини за умов що знання та цінності визначають світосприйняття ст
5. Экологические проблемы при добыче и обогащении угля
6. Тема проекта работы Указать тему в соответствии с заданием
7. мучил людей Сократ выбирал известного политического деятеля или просто известного человека после того ка
8. Ребёнок вырастает человеком там где царит надежда на лучшее а не страх перед худшим
9. а Линии магнитного поля
10. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата ветеринарних наук Харків 2001 Д
11. гексенал кетамин натрия оксибутират спирт этиловый галотан фторотан Отметить средство для неинг
12. по теме Информационная культура Выполнил- Нежданов Александр ПК 12 В период перехода к информац
13. фашистских захватчиков социальное положение населения было крайне тяжелым
14. на тему Маркетинговые исследования важнейший этап процесса управления маркетингом Выполн
15. Варіант 1 2 3 4 5 6 7
16.  Согласно СК РФ если лицо наряду с гражданством иностранного государства имеет гражданство Российской Феде
17. Почему дети не проявляют свои врожденные способности
18. Честь и достоинство Честь и достоинство Цель- воспитание высоких
19. Возникнув как результат интернационализации политической хозяйственной и культурной жизни углубления ме
20. TverSocil cse chllenge I