Контрольная работа должна быть аккуратно выполнена в отдельной тетради; для замечаний рецензента необходимо оставлять широкие поля; писать четким и ясным почерком; номера и условия задач переписывать в том порядке, в котором они указаны в задании. В конце работы следует дать список использованной литературы с указанием года издания. Работы должны быть датированы, подписаны студентом и представлены в университет на рецензирование.
Если контрольная работа не зачтена, ее нужно выполнить повторно в соответствии с указаниями рецензента и выслать на рецензирование вместе с не зачтенной работой. Если есть замечания – необходимо выполнить работу над ошибками в конце тетради, а не в рецензированном тексте. Каждый студент выполняет вариант контрольной работы, номер которой совпадает с двумя последними цифрами номера зачетной книжки (шифры).
Студенты, учебный план которых предусматривает выполнение двух контрольных работ, выбирают задания в соответствии со своим вариантом из таблицы 1. Студенты, учебный план которых предусматривает выполнение одной контрольной работы, выбирают задания в соответствии со своим вариантом из таблицы 2.
Таблица вариантов контрольных заданий приведена в конце пособия. Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, преподавателем не рецензируется и не засчитывается как сданная.
Лабораторные занятия. Для глубокого изучения химии как науки, основанной на эксперименте, необходимо выполнить лабораторный практикум. Он развивает у студентов навыки научного экспериментирования, исследовательский подход к изучению предмета, логическое химическое мышление.
Консультации. В случае затруднений при изучении курса следует обращаться за консультацией в университет к преподавателю, рецензирующему контрольные работы. Консультации можно получить по вопросам организации самостоятельной работы и по другим организационно-методическим вопросам.
Лекции. В помощь студентам читаются лекции по важнейшим разделам курса, на которых излагаются не все вопросы, представленные в программе, а глубоко и детально рассматриваются принципиальные, но недостаточно полно освещенные в учебной литературе понятия и закономерности, составляющие теоретический фундамент курса химии. На лекциях даются также методические рекомендации для самостоятельного изучения студентами остальной части курса. Студенты, не имеющие возможности посещать лекции одновременно с изучением курса по книге, слушают лекции в период установочных или лабораторно-экзаменационных сессий.
Зачет. Выполнив лабораторный практикум, студенты сдают зачет. Для сдачи зачета необходимо уметь изложить ход выполнения опытов, объяснить результаты работы и выводы из них, уметь составлять уравнения реакций. Студенты, сдающие зачет, предъявляют лабораторный журнал с пометкой преподавателя о выполнении всех работ, предусмотренных планом практикума.
Экзамен. К сдаче экзамена допускаются студенты, которые выполнили контрольные задания и сдали зачет по лабораторному практикуму. Экзаменатору студенты предъявляют зачетную книжку, направление на экзамен и зачтенные контрольные работы.
ПРОГРАММА
Содержание курса и объем требований, предъявляемых студенту при сдаче экзамена, определяет программа по химии для инженерно-технических (нехимических) специальностей высших учебных заведений, составленная в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования «Государственные требования к минимуму содержания и уровню подготовки, предъявляемыми к подготовке высококвалифицированных специалистов» соответствующих специальностей.
Программа состоит из введения и пяти разделов. Первые четыре раздела охватывают содержание общей части курса, необходимой для подготовки инженеров любой специальности. Содержание пятого раздела программы отражает специализацию будущих инженеров. Оно изменяется в зависимости от основных направлений (механическое, энергетическое, строительное и т.д.) профилирования подготовки будущих инженеров. Ниже приводится эта программа.
ВВЕДЕНИЕ
Значение химии в изучении природы и развитии техники. Химия как раздел естествознания – наука о веществах и их превращениях. Понятие о материи, веществе и поле. Предмет и задачи химии и связь ее с другими науками.
Развитие химии и химической промышленности в России. Специфическое значение химии в технологических и экономических вопросах отраслей народного хозяйства. Химия и охрана окружающей среды.
Основные химические понятия и законы химии. Законы сохранения и взаимосвязи массы и энергии.
Стехиометрические законы и атомно-молекулярные представления. Химический эквивалент. Молекулярные и атомные массы.
1. Строение атомов и систематика химических элементов
Основные сведения о строении атомов. Состав атомных ядер. Изотопы. Современное понятие о химическом элементе.
Электронные оболочки атомов. Постулаты Бора. Двойственная корпускулярно-волновая природа электрона. Характеристика поведения электронов в атомах. Размещение электронов в атомах. Электронные аналоги. Нормальное и возбужденное состояние атомов.
Периодическая система элементов и периодический закон Д. И. Менделеева. Экспериментальное обоснование периодической системы. Общенаучное значение периодического закона. Изменение свойств химических элементов в периодах и группах периодической системы. Электроотрицательность. Окисление и восстановление.
2. Химическая связь
Химическая связь и валентность элементов. Образование молекул из атомов. Основные виды и характеристики химической связи. Основные представления о ковалентной связи. Валентность химических элементов. Метод валентных связей. Насыщаемость и направленность ковалентных связей. Гибридизация электронных орбиталей.
Полярность связи. Метод молекулярных орбиталей, связывающие, разрыхляющие и несвязывающие МО. Ионная связь. Степень окисления. Координационное число.
Строение простейших молекул. Электрическая полярность молекул и ее количественная характеристика.
3. Типы взаимодействия молекул
Агрегация однородных молекул. Конденсация паров и полимеризация. Силы Ван-дер-Ваальса. Водородная связь.
Агрегация разнородных молекул. Комплексообразование. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи в комплексных соединениях.
Строение кристаллов. Особенности кристаллического состояния вещества. Кристаллические системы. Типы кристаллических решеток. Металлическая связь. Реальные кристаллы.
Свойства веществ в различных состояниях. Особенности свойств поверхности жидких и твердых тел.
II. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
1. Энергетика химических процессов и химическое сродство
Энергетические эффекты химических реакций. Внутренняя энергия и энтальпия. Термохимические законы. Стандартная энтальпия образования химических соединений. Энергетические эффекты при фазовых переходах. Термохимические расчеты. Энтропия и ее изменение при химических процессах и фазовых переходах. Энергия Гиббса и ее изменение при химических процессах.
2. Химическая кинетика и равновесие в гомогенных системах
Скорость химических реакций. Гомогенные и гетерогенные системы. Зависимость скорости гомогенных реакций от концентрации реагирующих веществ. Закон действующих масс. Зависимость скорости гомогенных реакций от температуры. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Химическое равновесие в гомогенных системах. Ускорение гомогенных реакций. Гомогенный катализ. Цепные реакции. Фотохимические реакции. Радиационно-химические реакции.
3. Химическая кинетика и равновесие в гетерогенных системах
Фазовые переходы и равновесия. Скорость гетерогенных химических реакций. Химическое равновесие в гетерогенных системах. Основные факторы, определяющие направление реакций и химическое равновесие. Принцип Ле Шателье. Правило фаз.
Различные виды сорбции. Адсорбционное равновесие. Гетерогенный катализ.
III. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ СОЕДИНЕНИЙ
1. Свойства химических элементов и элементарных веществ
Химические элементы в периодической системе. Классификация элементов по химической природе. Классификация элементарных веществ. Аллотропия, полиморифизм. Физические свойства элементарных веществ. Химические свойства элементарных веществ.
2. Простые соединения химических элементов
Общий обзор простых соединений элементов и характер химической связи в них. Простые соединения водорода: бескислородные кислоты, гидриды. Соединения галогенов – галиды. Соединения кислорода – оксиды и гидроксиды. Сульфиды, нитриды, карбиды.
3. Комплексные соединения
Атомы и ионы как комплексообразователи. Различные типы лигандов и комплексных соединений. Соединения комплексных анионов. Соединения комплексных катионов и нейтральные комплексы.
4. Органические соединения
Строение и свойства органических соединений. Изомерия. Особенности свойств органических соединений.
Классификация органических соединений. Углеводороды и галогенпроизводные. Кислород и азотсодержащие органические соединения.
IV. РАСТВОРЫ И ДРУГИЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ.
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
1. Основные характеристики растворов и других дисперсных систем