Дворникова Наталия Борисовна учебно-методический комплекс

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание Классификация и номенклатура химических соединений. Химические формулы 1. Химическая классификация и номенклатура органических соединений 2. Генетическая связь между отдельными классами неорганических соединений 3. Расчеты по химическим формулам и уравнениям

Подобный материал:

• Шрамкова Наталия Борисовна, доцент учебно-методический комплекс, 525.95kb.
• Плотникова Елена Борисовна учебно-методический комплекс, 484.93kb.
• Ирина Борисовна Бархатова, доцент кафедры вокального искусства института музыки, театра, 252.18kb.
• Швед Наталия Гавриловна, Доцент кафедры связей с общественностью и журналистики ргтэу, 234.14kb.
• Новая система оплаты труда – ключевой механизм модернизации образования горбачева наталия, 76.45kb.
• И. Л. Литвиненко учебно-методический комплекс по дисциплине международный туризм ростов-на-Дону, 398.8kb.
• Учебно-методический комплекс умк учебно-методический комплекс общие основы педагогики, 974.02kb.
• А. Б. Тазаян Учебно-методический комплекс дисциплины "Логика" Ростов-на-Дону 2010 Учебно-методический, 892.49kb.
• А. Б. Тазаян Учебно-методический комплекс дисциплины "Юридическая логика" (для студентов, 1003.39kb.
• И. Д. Алекперов учебно-методический комплекс дисциплины "информатика" Ростов-на-Дону, 952.05kb.

Тема 3. Классы неорганических соединений


Классификация и номенклатура химических соединений. Химические формулы


Вопросы для самостоятельной подготовки:

1. Почему простых веществ в природе значительно больше, чем элементов в периодической системе?
   
2. Чем обусловлена явление аллотропии?
   
3. Назовите простые вещества, являющиеся газообразными или жидкими при обычных условиях.
   
4. По каким свойствам отличаются металлы и неметаллов?
   
5. Приведите примеры различных типов бинарных неорганических соединений. Каковы правила построения их названий?
   
6. Какие вещества называются оксидами, пероксидами и супероксидами?
   
7. Каковы правила построения названия оксидов?
   
8. Что лежит в основе классификации солеобразующих оксидов?
   
9. Каковы классификация и номенклатура гидроксидов, диссоциирующих по типу оснований?
   
10. Каковы классификация и номенклатура гидроксидов, диссоциирующих в воде по типу кислот?
    

Задания для самостоятельной работы:

1. С какими из предложенных соединений (CO₂, CaO, NaOH, Zn, H₂SO₄) вступает в реакцию HNO₃? Написать уравнение реакций.
   
2. Рассчитать эквивалентные массы соединений MnSO₄, Ba(OH)₂, H₂PbO₃.
   
3. К какому типу относится реакция NaOH+ HCl = NaCl + H₂O
   
4. С какими из предложенных соединений (Cr₂(SO₄)₃, LiOH, Na₂SO₄, P₂O₅, Li₂O) вступает в реакцию HCl? Написать уравнение реакций.
   
5. Рассчитать эквивалентные массы соединений Cr₂(SO₄)₃, Sn(OH)₄, H₂PbO₂.
   
6. Приведите пример реакции разложения.
   
7. С какими из предложенных соединений (HNO₃, Ca(OH)₂, Na₂O, K₂CO₃, H₂O) вступает в реакцию Mg(NO₃)₂? Написать уравнение реакций.
   
8. Рассчитать эквивалентные массы соединений H₂TeO₂, Fe₂(SO₄)₃, Ni(OH)₂.
   
9. Какие реакции называются эндотермическими.
   
10. С какими из предложенных соединений (H₂CO₃, CO₂, NaCl, NaOH, K₂O) вступает в реакцию Cu(OH)₂? Написать уравнение реакций.
    

Классификация химических реакций. Составление уравнений реакций. Расчеты по уравнениям


Вопросы для самостоятельной подготовки:

1. Какой закон лежит в основе количественных расчетов по уравнениям реакции?
   
2. Что показывают коэффициенты в уравнении реакции?
   
3. Иногда встречаются записи перед формулой вещества, что в реакцию вступает какая-то часть молекулы вещества?
   
4. Какое из исходных веществ определяет выход продуктов реакции, если одно из них взять в избытке?
   

Задания для самостоятельной работы:

1. Сколько можно получить гидроксида железа (III) при взаимодействии 200 г едкого натра при достаточном количестве хлорида железа (III).
   
2. При алюмотермической реакции было получено 20 кг железа. Вычислите, сколько было взято оксида железа (III) и алюминия для этого процесса.
   
3. Из 120 кг природного известняка при взаимодействии с азотной кислотой было получено 180 кг нитрата кальция. Вычислите процентное содержание примесей в указанном известняке.
   
4. Сколько получится сернистого ангидрида из 100 т сернистого колчедана, содержащего 84,2 % FeS₂.
   
5. Карбонат кальция, взаимодействуя с соляной кислота, превращается в углекислый газ. Вычислите массу углекислого кальция, необходимого для получения 100 л (при н.у.) углекислого газа.
   
6. К раствору, содержащему 27 г хлорида меди (II), прибавили 12 г железных опилок. Сколько меди можно получить при этом?
   
7. Фосфорная кислота может быть получена действием серной кислоты на фосфат кальция: Ca₃(PO₄)₂ + 3H₂SO₄ = 2H₃PO₄ + 3CaPO₄. Исходя из приведенного уравнения, ответьте на следующие вопросы: а) Сколько молей гипса получиться, если для реакции взять 5 моль фосфата кальция; б) Сколько килограммов фосфорной кислоты можно получить с помощью 6 кмоль серной кислоты (при достаточной количестве фосфата кальция); в) сколько серной кислоты надо взять для взаимодействия с 620 мг фосфата кальция?
   
8. При «растворении» магния в серной кислоте образовалось 36 г сульфата магния. Сколько израсходовано магния? Сколько граммов серной кислоты пошло га его растворение?
   
9. Сколько граммов гидроксида меди (II) было получено при взаимодействии раствора, содержащего 35 г сульфата меди (II) с раствором, содержащим 16 г едкого натра?
   

Решение задач по темам: «Классификация и номенклатура неорганических соединений», «Генетическая связь между отдельными классами неорганических соединений», «Расчеты по химическим формулам и уравнениям»


1. Химическая классификация и номенклатура органических соединений


Используя химические элементы, приведенные в Вашем варианте задания (обратите внимание на степень окисления элементов), кислород (степень окисления -2) и водород (степень окисления +1), составьте химические формулы (молекулярные или эмпирические) всех возможных оксидов, гидроксидов, бескислотных кислот, солей и выполните следующие задания:

а) назовите и кратко охарактеризуйте полученные соединения, используя названия классов и групп соединений;

б) составьте уравнения всех возможных реакций взаимодействия полученных оксидов друг с другом;

в) составьте уравнения всех возможных реакций взаимодействия полученных гидроксидов (а также бескислородных кислот) друг с другом;

г) составьте уравнения всех возможных реакций взаимодействия полученных оксидов с типичными кислотами (например, H₂SO₄ или HCl);

д) составьте уравнения всех возможных реакций взаимодействия полученных оксидов с типичными основными гидроксидами (например, Ba(OH)₂ или КОН).

Номер варианта	Названия элементов с указанием степени окисления
1	Литий	Кремний (IV)	Хром (III)
2	Висмут (III)	Азот (V)	Цинк
3	Таллий (I)	Азот (III)	Медь (II)
4	Барий	Углерод (IV)	Скандий (III)
5	Стронций	Фосфор (V)	Железо (III)
6	Кальций	Мышьяк (V)	Титан (IV)
7	Магний	Сера (IV)	Хром (III)
8	Натрий	Сера (VI)	Цинк
9	Бериллий	Сурьма (V)	Ванадий (II)
10	Сурьма (III)	Селен (IV)	Хром (II)

Методические рекомендации. Выполнение задания следует начинать с составления формул оксидов (^+хЭ₂О_х, где х=1, 3, 5, 7 или ^+хЭО_х/2, где х=2, 4, 6, 8) и определения химического характера каждого оксида (кислотный, основный или амфотерный оксид). Затем приступайте к составлению формул гидроксидов (^+хЭ(ОН)_х – для основных и амфотерных оксидов). Здесь наибольшие затруднения обычно вызывает составление формул кислотных гидроксидов (кислородсодержащих кислот). Чтобы составить формулу кислоты, соответствующей данному кислотному оксиду, надо к его формуле прибавить формулу воды. Например:

SO₃ (оксид серы (IV) + H₂O = Н₂ SО₄ (серная кислота)

В некоторых случаях одному и тому же кислотному оксиду могут соответствовать две кислоты (орто- и метакислоты), а могут – три кислоты и больше. Например, кислотному оксиду Р₂О₅ соответствует НРО₃ – метафосфорная, Н₃РО₄ – ортофосфорная, Н₄Р₂О₇ – двуфосфорная. Приступая к составлению формул солей, следует помнить, что многоосновные кислоты могут образовывать как средние, так и кислые соли, а многокислотные основания – средние и основные соли. Для получения формул всех возможных солей, содержащих приведенные в задании химические элементы в указанных степенях окисления, полезно составить таблицу катионов (образующихся при диссоциации оснований и амфотерных гидроксидов по основному типу) и анионов (образующихся при диссоциации кислот и амфотерных гидроксидов по кислотному типу). Затем, комбинируя полученные катионы и анионы (с учетом электронейтральности химических соединений), составьте формулы солей.


2. Генетическая связь между отдельными классами неорганических соединений

Напишите уравнения реакций, при помощи которых можно осуществить приведенные в Вашем варианте превращения. Укажите (при необходимости) условия протекания этих реакций. Назовите каждое из приведенных соединений.

Номер варианта	«Цепочка» превращений
1	Fe → Fe2O3 → Fe(NO3)3 → Fe(OH)3 → Fe2O3 →Fe
2	Al2O3 → KAlO2 → Al(OH)3 → Al2O3 → Al → AlI3
3	CH4 → СO2 → CaCO3 → Ca(HCO3)2 → CO2 → CO
4	SiO2 → Na2SiO3 → H2SiO3 → SiO2 → Si → Mg2Si
5	Ca3(PO4)2 → P4 → H3PO4 → Ca(H2PO4)2 → Ca3(PO4)2
6	P → P2O5 → H3PO4 → Na2HPO4 → Na3PO4 → Ag3PO4
7	KHSO3 → K2SO3 → K2SO4 → K2S → H2S → S
8	Al → AlCl3 → Al(OH)3 → Al(NO3)3 → Al2O3 → KAlO2
9	Fe(NO3)2 → FeO → Fe → FeCl3 → Fe(OH)3 → Fe(NO3)3
10	FeCO3 → FeO → FeCl2 → FeCl3 → Fe(NO3)3 → Fe2O3

Методические рекомендации. Чтобы выполнить задание, надо по формулам соединений, участвующих в «цепочке» превращений, определить, к какому классу соединений относится каждое вещество, и какими свойствами оно может поэтому обладать. Возможно, придется вспомнить не только общие для представителей данного класса свойства, но и свойства специфические для данного соединения.


3. Расчеты по химическим формулам и уравнениям


Закончите химическое уравнение схемы реакции, приведенной в Вашем варианте задания. Используя числовые данные таблицы, выполните необходимые расчеты и заполните таблицу в соответствии с Вашим вариантом.

В таблице использованы следующие обозначения:

V(А) – объем вещества А, занимаемый им при его парциальном давлении Р^*(А) и температуре Т(А);

V₀(А) – объем вещества А, занимаемый им при нормальных условиях;

n(A) и n(В) – количество вещества А и количество вещества В;

m(В) и m(С) – масса вещества В и масса вещества С;

N(B) – число структурных единиц (атомов, ионов, молекул) вещества В.

№ вар	Схема превращения А+ В + …→ С + Д +…	V (A)	P* (A)	T (A)	V0 (A)	n (A)	m (B)	n (B)	n (B)	n (C)	m (C)
1	Cl2(г)+KOH(гор.р.)→KCl+KClO3+…	1,2л	1,03·105 Па	323К			5,6г
2	Сl2(г)+КОН(хол.р.)→KCl+KClO +…	1,5л	104 кПа	21°С			5,6г
3	O2(г)+FeS2(тв)→Fe2O3+SO2	1,0л	506 кПа	300°С			6,0г
4	O2(г)+NH3(г) N2+H2O	2,0л	104 кПа	573К			0,51г
5	O2(г)+NH3(г) NO+H2O	2,5л	1,05·105 Па	473К			0,68г
6	NH3(г)+СuO(тв)→Cu+N2+…	1,2л	1,02·105 Па	21°С			8,0г
7	CO2(г)+Al(тв)Al2O3+C	3,0л	0,5·105 Па	22°С			1,62г
8	NH3(г)+CrO3(тв)→Cr2O3+N2+…	1,5л	101 кПа	20°С			3,0г
9	O2(г)+FeCl2(p)+HCl→FeCl3+…	2,0л	103 кПа	19°С			31,75г
10	NO2(г)+NH3(г)N2+H2O	0,5л	1,5·105 Па	573К			0,68г

Методические рекомендации. Чтобы заполнить таблицу, необходимо решить шесть задач: первую – с использованием соотношения, позволяющего привести объем газа к нормальным условиям; вторую – с использованием соотношения, устанавливающего связь между объемом, занимаемым веществом при реальных условиях (давлении и температуре, отличающихся от нормальных), и количеством этого вещества (эту задачу можно решить иначе, используя результат, полученный при решении предыдущей задачи); третью, четвертую и шестую – с использованием соотношений, устанавливающих взаимосвязь между количеством вещества, его массой и числом его частиц; пятую – с использованием соотношений между количествами веществ, участвующих в реакции, согласно уравнению этой реакции. Обратите внимание: чтобы определить количество вещества С, необходимо определить, что находится в недостатке – вещество А или вещество В. Оформляя контрольную работу, приведите ход решения каждой задачи, все математические преобразования и расчеты. Все расчеты должны быть приведены с корректной точностью и правильно выбранными единицами измерения физических величин. Например, универсальная газовая постоянная R, входящая в уравнение Менделеева - Клапейрона (возможно, Вы захотите его применить) имеет значение 8,314 Дж·моль^-1·К^-1. обратите внимание: объему, взятому в м³, соответствует давление, выраженное в Па, а объему, взятому в л, соответствует давление, выраженное в кПа. Применяя универсальную газовую постоянную, Вам придется, возможно, привести в соответствие единицы объема и давления. Температура Т может быть выражена в °С и в К (Т К = 273 + Т°С), но в ряде случаев (например, в уравнении Менделеева - Клапейрона, уравнении состояния идеального газа) она должна быть выражена и применена только в К. чтобы предотвратить ошибки, связанные с выбором единиц измерения физических величин, математические действия производите не только с числами, но и с единицам измерения.