Вопросы к дифференцированному зачету по Химии

ВОПРОСЫ
к дифференцированному зачету по химии
Строение атома
Современные представления о строении атома. Основополагающие идеи
квантовой механики. Состав атомного ядра. Электронная оболочка атома.
Квантово-механические представления о природе электрона. Понятия об
электроннойорбитали и электронном облаке. Распределение электронов по
энергетическим уровням, подуровням и орбиталям. Электронные
конфигурации атомов химических элементов. Электронное строение атомов
хрома, меди, серебра, золота.
Валентные возможности атомов химических элементов в основном и
возбужденном состояниях. Электронная классификация химических
элементов: s-, p-, d-, f-элементы.
Периодический закон и периодическая система
элементов Д.И. Менделеева
Современная формулировка периодического закона. Современное понятие о
химическом элементе. Периодическая система и строение атома.
Порядковый номер, период, группа с точки зрения строения атома.
Периодическое
изменение
свойств
элементов:
радиуса
атома,
электроотрицательности.
Причины
изменения
металлических
и
неметаллических свойств элементов в периодах (малых) и группах (главных).
Строение вещества
Виды химической связи: ковалентная, ионная, металлическая, водородная.
Ковалентная химическая связь. Метод валентных связей. Два механизма
образования ковалентной связи: обменный и донорно-акцепторный.
Основные параметры ковалентной связи: длина и энергия связи, валентный
угол. Основные свойства ковалентной химической связи: полярность,
направленность, насыщаемость.
Типы кристаллических решеток веществ с ковалентной полярной и
неполярной связью: атомные и молекулярные. Физические свойства веществ
с такими кристаллическими решетками.
Ионная химическая связь. Механизм образования ионной связи. Ионные
кристаллические решетки и свойства веществ с таким строением.
Металлическая связь. Свойства металлической связи. Металлические
кристаллические решетки и свойства веществ с таким строением.
Строение молекул. Гибридизация атомныхорбиталей. Типы гибридизации.
Основные типы структур молекул: линейная, треугольная, тетраэдрическая,
угловая, пирамидальная. Полярность молекул.
Водородная химическая связь. Механизм образования. Межмолекулярная и
внутримолекулярная водородные связи.
Агрегатные состояния вещества. Газы. Закон Авогадро для газов.
Молярный объем газообразных веществ (н.у.)
Чистые вещества и смеси. Смеси и химические соединения. Массовая и
объемная доля компонентов в смеси. Массовая доля примесей.
Химические реакции
Классификация химических реакций по тепловому эффекту. Экзо- и
эндотермические реакции. Термохимические уравнения.
Скорость химической реакции. Понятие о скорости реакции. Скорость
гомо- и гетерогенных реакций. Энергия активации.
Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Природа
реагирующих веществ. Температура (правило Вант-Гоффа). Концентрация
(основной закон химической кинетики). Катализ, катализаторы и
ингибиторы.
Химическое равновесие. Обратимые и необратимые химические реакции.
Химическое равновесие. Равновесные концентрации. Динамичность
химического равновесия. Константа равновесия. Гетерогенное равновесие.
Факторы, влияющие на смещение равновесия: концентрация, давление,
температура. Принцип Ле-Шателье.
Растворы
Дисперсные системы. Понятие о дисперсной системе. Дисперсная фаза и
дисперсная среда. Классификация дисперсных систем.
Растворы. Растворы как гомогенные системы, состоящие из частиц
растворителя, растворенного вещества и продуктов их взаимодействия.
Способы выражения концентрации: массовая доля растворенного вещества,
молярность.
Теория электролитической диссоциации. Электролиты и неэлектролиты.
Механизм диссоциации веществ с различными видами химической связи.
Степень электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты.
Константа диссоциации. Диссоциация воды. Ионное произведение воды.
Водородный показатель среды. Реакции обмена в водных растворах
электролитов.
Гидролиз солей. Реакция среды (рН) в растворах гидролизующихся солей.
Случаи гидролиза солей (4 типа солей).
Окислительно-восстановительные реакции
Окислительно-восстановительные
реакции.
Восстановители
и
окислители. Окисление и восстановление. Методы составления уравнений
окислительно-восстановительных реакций. Метод электронно-ионного
баланса. Влияние среды на протекание окислительно-восстановительных
процессов.
Неметаллы
Неметаллические химические элементы, их положение в периодической
системе Д.И. Менделеева, строение их атомов. Неметаллы - простые
вещества. Аллотропия. Химические свойства простых веществ,
образованными атомами неметаллических элементов. Окислительные
свойства:
взаимодействие
с
металлами,
водородом,
менее
электроотрицательными неметаллами, некоторыми сложными веществами.
Восстановительные свойства неметаллов в реакциях со фтором, кислородом,
сложными веществами – окислителями (азотной и серной кислотами).
Водородные соединения неметаллов: отношение к воде, изменение кислотноосновных свойств в периодах и группах. Оксиды неметаллов: классификация,
химические свойства. Бескислородные и кислородсодержащие кислоты.
Общие свойства кислот: взаимодействие с металлами, основными и
амфотерными оксидами и гидроксидами, солями.
Металлы
Металлические химические элементы, их положение в периодической
системе Д. И. Менделеева. Особенности электронного строения атомов
металлических элементов. Металлическая связь и металлические свойства.
Общие физические свойства металлов и их восстановительные свойства:
взаимодействие с неметаллами (кислородом, галогенами, серой, азотом,
водородом), водой, кислотами, растворами солей, щелочами). Оксиды и
гидроксиды металлов. Зависимость свойств этих соединений от степеней
окисления металлов.
Металлы побочных подгрупп. d-металлы. Хром, железо, марганец как
простые вещества, их физические и химические свойства. Характер
изменения свойств оксидов и гидроксидов в периодической системе.
Металлы в природе. Способы получения металлов: пиро-гидро- и
электрометаллургия.
Теория химического строения органических соединений.
Основные положения теории химического строения А.М.Бутлерова.
Зависимость свойства вещества от химического строения и взаимного
влияния атомов в молекулах. Электронные эффекты атомов и атомных групп
в молекулах органических веществ.
Строение атома углерода.
Электронная и электронно-графическая формулы атома углерода в основном
и возбужденном состояниях. Образование σ- и π-связи. Гомолитический и
гетеролитический разрыв химической связи. Понятия о свободном радикале,
нуклеофильной и электрофильной частицах. Гибридизация и расположение
атомныхорбиталей в пространстве для атома углерода. Три валентных
состояния атома углерода в органических соединениях. Геометрия молекул
веществ, образованных атомами углерода в различных валентных
состояниях.
Классификация реакций в органической химии.
Типы химических реакций: присоединение, замещение, изомеризация,
отщепление, полимеризация. Классификация реакций по типу реагента
(радикальные, электрофильные, нуклеофильные).
Предельные углеводороды.
Алканы. Гомологический ряд алканов. Общая формула. Первое валентное
состояние атома углерода (sp3-гибридизация). Электронное и
пространственное строение молекулы метана и других представителей
алканов. Изомерия и номенклатура (систематическая (ИЮПАК) и
рациональная) алканов и радикалов. Физические свойства алканов.
Химические свойства алканов. Реакции радикального замещения
(галогенирование, нитрование по Коновалову). Механизм реакции
хлорирования.
Реакции горения и каталитического окисления алканов. Крекинг алканов.
Термокаталитическая обработка алканов: ароматизация, дегидрирование,
изомеризация.
Промышленные и лабораторные способы получения алканов:
гидрирование, гидролиз карбида алюминия, реакция Вюрца, синтез ФишераТропша (каталитическое гидрирование СО). Применение.
Циклоалканы. Гомологический ряд и номенклатура. Строение и изомерия.
Физические свойства. Химические свойства циклоалканов. Особенности
свойств циклоалканов с малым размером цикла. Реакции присоединения и
радикального замещения. Получение ( каталитическое гидрирование и
внутримолекулярная реакция Вюрца).
Непредельные углеводороды.
Алкены. Гомологический ряд и общая формула. Электронное и
пространственное строение этилена и других алкенов. Второе валентное
состояние атома углерода (sp2-гибридизация). Изомерия (углеродного
скелета, положения двойной связи, цис-транс-изомерия). Номенклатура
алкенов и наиболее важных радикалов. Физические свойства.
Химические свойства алкенов. Реакции электрофильного присоединения
( гидрирование, галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация) и их
механизм. Правило Марковникова. Влияние заместителей на реакционную
способность алкенов. Реакции полимеризации. Качественные реакции на
двойную связь. Реакции окисления (горение, реакция Вагнера).
Получениеалкенов. Промышленные способы получения алкенов:
дегидрирование и крекинг алканов. Лабораторные способы получения:
дегидрогалогенированиемоногалогенпроизводныхалканово дегидратация
спиртов. Правило Зайцева. Применение алкенов.
Алкины. Гомологический ряд и общая формула. Электронное и
пространственное строение ацетилена и других алкинов. Третье валентное
состояние атома углерода (sp-гибридизация). Изомерия (межклассовая,
углеродного скелета, положения тройной связи).
Химические свойства алкинов. Особенности реакций присоединения по
тройной связи. Реакции электрофильногоприсоединеня воды (реакция
Кучерова),
галогенов, галогеноводородов (правило Марковникова применительно к
алкинам).
Реакции окисления. Реакции полимеризации (тримеризации). Реакции
замещения атома водорода при тройной связи (кислотые свойства алкинов).
Качественные реакции.
Способы получения алкинов.Электрокрекинг метана, дегидрирование
алканов и алкенов, дегидрогалогенированиедигалогенпроизводныхалканов
(правило Зайцева), карбидный способ. Синтез гомологов ацетилена с
использованием ацетиленидов. Применение алкинов.
Диеновые углеводороды (алкадиены). Особенности электронного строения
диенов. Эффект сопряжения. Общая формула. Международная и тривиальная
номенклатура. Химические свойства: реакции 1,2- и 1,4-присоедиенния;
реакции полимеризации (дивинил, изопрен, хлоропрен). Синтетический
каучук. Способы получения диеновых углеводородов: синтез Лебедева,
дегидрирование алканов. Применение.
Ароматические углеводороды (арены). Электронное и пространственное
строение бензола. Эффект сопряжения (образование ароматической πэлектронной системы).Гомологи бензола, номенклатура, общая формула.
Номенклатура дизамещенных производных бензола (орто-, мета-, параположения заместителей). Изомерия. Физические свойства.
Химические свойства бензола.Реакционная способность аренов. Реакции
электрофильного замещения и их механизм (галогенирование,
алкилирование и нитрование). Реакции присоединения (гидрирование и
галогенирование). Отношение к перманганату калия и бромной воде.
Способы получения бензола. Дегидрирование циклоалканов,
дегидроциклизацияалканов, тримеризация ацетилена.
Гомологи бензола.Особенности химических свойств. Взаимное влияние
атомов в молекулах замещенных аренов. ОриентантыIиII рода и их влияние
на реакционную способность. Реакции окисления. Получение замещенных
ароматических углеводородов: ароматизация алканов и циклоалканов,
алкилирование бензола, реакция Вюрца-Фиттига.Применение ароматических
углеводородов.
Генетическая связь между классами углеводородов.Взаимопревращения
между классами предельных, непредельных и ароматических углеводородов.
Природные источники и переработка углеводородов.
Природные и попутные нефтяные газы; их состав и использование.
Нефть. Состав и свойства нефти. Продукты переработки нефти. Фракционная
переработка нефти. Крекинг. Ароматизация нефти.
Каменный уголь. Коксование каменного угля и важнейшие продукты этого
процесса.
Кислородсодержащие органические соединения
Спирты. Классификация спиртов по строению углеводородного радикала,
классификация спиртов по атомности. Изомерия и номенклатура предельных
одноатомных спиртов. Изомерия и номенклатура предельных многоатомных
спиртов. Физические свойства спиртов. Химические свойства спиртов.
Способы получения алканолов.
Фенолы. Номенклатура и изомерия фенолов. Электронное строение
молекулы фенола. Физические свойства фенолов. Химические свойства
фенолов. Способы получения. Применение фенола.
Альдегиды и кетоны. Номенклатура и изомерия предельных альдегидов.
Электронное строение молекулы. Физические свойства альдегидов.
Химические свойства альдегидов. Применение важнейших альдегидов.
Карбоновые кислоты. Классификация карбоновых кислот по основности,
по строению углеводородного радикала. Номенклатура и изомерия
насыщенных монокарбоновых кислот. Электронное строение молекулы
карбоновой кислоты. Физические свойства насыщенных монокарбоновых
кислот. Химические свойства насыщенных монокарбоновых кислот.
Применение важнейших насыщенных монокарбоновых кислот. Важнейшие
представители ненасыщенных монокарбоновых кислот.
Сложные эфиры. Жиры. Изомерия. Номенклатура. Физические свойства.
Химические свойства. Применение. Понятие о поверхностно-активных
веществах (ПАВ).
Углеводы. Биологическая роль углеводов. Классификация углеводов.
Структура моносахаридов. Физические свойства. Химические свойства.
Важнейшие представители моносахаридов. Применение глюкозы. Строение
дисахаридов. Физические свойства. Химические свойства.Важнейшие
представители полисахаридов. Биологическая роль крахмала.
Азотсодержащие органические соединения
Амины. Классификация. Номенклатура. Изомерия. Физические свойства.
Химические свойства. Простейший представитель аминов – анилин.
Аминокислоты. Классификация. Аминокислоты организма. Физические
свойства. Химические свойства.
Белки. Классификация. Строение белковых молекул. Физические свойства.
Химические свойства. Функции белков в организме.
Понятие о гетероциклических соединениях. Нуклеиновые кислоты.
Строение молекул. Значение ДНК, РНК и АТФ.