Периодический закон и периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева на основе представлений о строении атомов. Значение периодического закона для науки.

Химия

Пособие для подготовки к устному экзамену и зачету.

Тюмень 2020

Методические указания к решению типовых задач и упражнений: общая химия, неорганическая химия, органическая химия разработан в соответствии с «Рекомендациями по организации получения основного общего образования в пределах освоения образовательных программ СПО на базе основного общего образования с учетом требований Федеральных государственных образовательных стандартов и получаемой профессии или специальности среднего профессионального образования» и Примерной программой, рекомендованной ФГАУ «ФИРО» 21 июля 2015 г, по специальности 35.02.04. - Технология комплексной переработки древесины, 15.02.14. – Оснащение средствами автоматизации технологических процессов и производств (по отраслям), 13.02.11. – Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям), 23.02.04. – Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям), 08.01.24. – «Мастер столярно-плотничных, паркетных и стекольных работ», 35.02.12. – Садово-парковое и ландшафтное строительство. 08.02.09. – Монтаж, накладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий. 35.02.01. – Лесное и лесопарковое хозяйство», 25.02.08. Эксплуатация беспилотных авиационных систем.

Организация–разработчик: государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Тюменской области «Тюменский колледж производственных и социальных технологий».

 

Разработчик:

Солодовникова Н. С., преподаватель

 

Рассмотрена ПЦК «Технология деревообработки».

Протокол №____________ от «____» __________20___г.

Председатель ПЦК

_________________Быкова Е.Л.

 

Пояснительная записка

Химия, как предмет общеобразовательного цикла изучается в течение первого года обучения. Заканчивается курс химии сдачей зачёта (в группах по специальностям 35.02.04. - Технология комплексной переработки древесины, 15.02.14. – Оснащение средствами автоматизации технологических процессов и производств (по отраслям), 13.02.11. – Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям), 23.02.04. – Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям), 08.01.24. – «Мастер столярно-плотничных, паркетных и стекольных работ», 35.02.12. – Садово-парковое и ландшафтное строительство. 08.02.09. – Монтаж, накладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий25.02.08. Эксплуатация беспилотных авиационных систем.) и устного экзамена (в группе по специальности 35.02.01. – Лесное и лесопарковое хозяйство).

Данное пособие составлялось в помощь студентам при подготовке к устному экзамену или зачёту по предмету.

В первом разделе пособия освещены сорок шесть теоретических вопросов по неорганической, общей и органической химии. На каждый вопрос дан ответ в сжатой форме. Ответы обобщают и систематизируют изученное по всем разделам курса химии. Для удобства подготовки к каждому вопросу составлен план ответа.

Во втором разделе – приведены подробные решения типовых экзаменационных задач. Учащиеся могут воспользоваться этим разделом для освоения основных методов решения задач, а так же для самоконтроля.

       Для более полного изучения материала можно обратиться к списку литературы.

       Надеемся, что данное пособие будет способствовать повышению уровня знаний учащихся по химии – одной из центральных естественнонаучных дисциплин.

 

Желаю успеха при сдаче экзамена (зачёта)!

Оглавление

1. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева на основе представлений о строении атомов. Значение периодического закона для науки………………………………………………..5

2. Строение атомов химических элементов и закономерности в изменении их свойств……………………………………………………………………………..6

3. Строение атома: ядро, электронная оболочка. Валентные возможности атома………………………………………………………………………………..6

4. Виды химической связи ионная, металлическая, ковалентная (полярная неполярная); простые и кратные связи в органических соединениях…………7

5. Классификация химических реакций в органической и неорганической химии……………………………………………………………………………….9

6. Химическое равновесие и условие его смещения: изменение концентрации реагирующих веществ, температуры, давления………………………………9

7. Скорость химических реакций. Зависимость скорости от природы, концентрации реагирующих веществ, температуры, катализатора…………..10

8. Реакции ионного обмена. Условия их необратимости………………………...12

9. Важнейшие классы неорганических соединений (классификация, номенклатура, физические свойства)…………………………………………..12

10. Неметаллы, положение в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева, строение их атомов. Окислительно-восстановительные свойства неметаллов на примере элементов подгруппы кислорода………….15

11. Металлы, их положение в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева, строение их атомов, металлическая связь. Общие химические свойства металлов………………………………………………….16

12. Электрохимический ряд напряжения металлов. Вытеснение металлов из растворов солей другими металлами…………………………………………...17

13. Водородные соединения неметаллов. Закономерности в изменении их свойств, в связи с положением химических элементов в периодической системе Д.И.Менделеева………………..……………………………………….18

14. Оксиды, их классификация, номенклатура, химические свойства…………...19

15. Кислоты, их классификация и свойства на основе представлений об электролитической диссоциации……………………………………………….19

16. Основания, их классификация и свойства на основе представлений о теории электролитической диссоциации……………………………………………….21

17. Соли, их состав и названия, взаимодействие с металлами, кислотами, щелочами, друг с другом с учётом особенностей реакций окисления-восстановления и ионного обмена……………………………………………...23

18. Гидролиз солей…………………………………………………………………...24

19. Электролиз солей………………………………………………………………...25

20. Степень окисления, правила расчёта, постоянные степени окисления………25

21. Окислительно-восстановительные реакции. Окислитель и восстановитель...26

22. Растворы. Классификация растворов…………………………………………...27

23. Строение веществ. Типы кристаллических решёток………………………….27

24. Основные положения теории химического строения органических веществ А.М.Бутлерова. Химическое строение как порядок соединения и взаимного влияния атомов в молекулах……………………………………………………28

25. Изомерия органических соединений и её виды……………………………….29

26. Предельные углеводороды, общая формула и химическое строение гомологов данного ряда. Свойства и применение метана………………………………...30

27. Циклопарафины, их химическое строение, свойства, нахождение в природе, практическое значение и применение………………………………………….34

28. Непредельные углеводороды ряда этилена, общая формула и химическое строение. Свойства и применение этилена……………………………………36

29. Ацетилен-представитель углеводородов с тройной связью в молекуле. Свойства, получение и применение ацетилена………………………………..39

30. Диеновые углеводороды, их химическое строение, получение и практическое значение…………………………………………………………………………..42

31. Ароматические углеводороды. Бензол, структурная формула, свойства, получение. Применение бензола и его гомологов……………………………..45

32. Природные источники углеводородов: газ, нефть, каменный уголь и их практическое использование…………………………………………………....49

33. Предельные одноатомные спирты, их строение, свойства. Получение и применение этилового спирта…………………………………………………..51

34. Многоатомные спирты строение, свойства, применение……………………..53

35. Фенол: строение, свойства, применение.……………………………………....55

36. Альдегиды их химическое строение и свойства. Получение и применение муравьиного и уксусного альдегидов…………………………………………..56

37. Предельные одноосновные карбоновые кислоты, их строение и свойства на примере уксусной кислоты……………………………………………………...58

38. Жиры их состав и свойства. Жиры в природе, превращение жиров в организме. Продукты технической переработки жиров, понятие о синтетических моющих средствах……………………………………………...61

39. Целлюлоза: состав молекул, физические и химические свойства, применение……………………………………………………………….... ……62

40. Глюкоза-представитель моносахаридов: химическое строение, физические и химические свойства, применение……………………………………………..62

41. Крахмал: нахождение в природе, практическое значение, гидролиз крахмала…………………………………………………………………………..64

42. Аминокислоты, их состав и химические свойства: взаимодействие с соляной кислотой, щелочами, друг с другом. Биологическая роль аминокислот и их применение……………………………………………………………………….65

43. Анилин- представитель аминов: химическое строение и свойства; получение и практическое применение……………………………………………………..66

44. Белки как биополимеры. Свойства и биологические функции белков………68

45. Взаимосвязь между различными классами органических соединений………69

46. Синтетические высокомолекулярные соединения: строение, свойства, значение данных соединений в жизни человека………………………………70

Примеры экзаменационных задач……………………………………………..........71

Список литературы…………………………………………………………………..78

 

 

Гидролиз солей.

План ответа:

1. Определение процесса гидролиза.
2. Типы гидролиза.

       Взаимодействие с водой, в результате которого образуется кислота (или кислая соль), и основание (или основная соль), называют гидролизом солей.

Различают несколько типов гидролиза солей:

1. Соли сильного основания и сильной кислоты (например, KBr, NaNO₃) при растворении в воде не гидролизуются, и раствор соли имеет нейтральную среду.
2. Соли сильного основания и слабой кислоты, например Na₂CO₃, CH₃COONa, K₂S, NaCN, K₂SiO₃.

Запишем уравнение реакции гидролиза ацетата натрия:

СН₃СООNa + Н₂О ↔ 2NaOH +СН₃СООН

СН₃СОО^- + Na⁺ +H₂O ↔ 2Na⁺ +2OH^- + СН₃СООН

СН₃СОО^- + H₂O ↔ 2 OH^- + СН₃СООН

Таким образом, раствор ацетата натрия проявляет щелочную реакцию.

При гидролизе солей многоосновных кислот гидролиз протекает ступенчато.

1. Соли слабого основания и сильной кислоты, например, Al₂(SO₄)₃, FeCl₂, CuBr₂, NH₄Cl.

 Рассмотрим гидролиз хлорида железа (II). Гидролиз идёт ступенчато, суммарно мы получим.

FeCl₂ + Н₂О ↔ FeCl₂↓+ 2HCl

Fe²⁺ + 2Cl^- + H₂O ↔ FeCl₂↓+ 2H⁺ + 2Cl^-

Fe²⁺ + H₂O ↔ FeCl₂↓+ 2 H⁺

Реакция среды при данном гидролизе будет кислая.

1. Соли слабого основания и слабой кислоты при растворении в воде образуют малодиссоциирующие кислоты и соли. Реакция среды в растворах подобных солей зависит от относительной силы кислоты и основания. Другими словами, водные растворы таких солей могут иметь нейтральную, кислую и щелочную среду в зависимости от константы диссоциации образующихся кислот и солей.

 

Электролиз солей.

1. Определение электролиза?
2. Растворимые и нерастворимые аноды.
3. Продукты электролиза солей.
4. Практическое значение электролиза.

 

Электролиз – это окислительно-восстановительная реакция, протекающая под действием электрического тока. При этом отрицательный электрод – катод выступает в качестве восстановителя, он отдаёт электроны. Положительный электрод – анод, наоборот, представляет собой окислитель, он забирает электроны. Так, если в расплав или раствор хлорида натрия NaCl=Na⁺+Cl^- поместить электроды и пропустить электрический ток, то на катоде выделится натрий Na⁺ +е^-= Na, а на аноде – хлор 2Cl^--2 е^-= Cl₂.

       Для процесса электролиза важно, из какого материала изготовлен анод. Различают растворимые и нерастворимые аноды. Нерастворимый анод не меняется в процессе электролиза, он может быть изготовлен из графита, платины, растворимый анод расходуется. Примером растворимого анода может служить медный, цинковый, железный. Если анод растворим, то на нём образуются ионы металла, из которого он изготовлен. В результате масса анода уменьшается. Например, если анод медный, то происходит следующий процесс: Cu-2 е^-= Cu²⁺. Таким образом, анод окисляет сам себя. Медь в виде ионов уходит в раствор или расплав.

Чтобы показать продукты электролиза, можно привести пример электролиза расплава солей, хлорида калия:

KCl =K⁺+Cl^-;

на катоде: К⁺+е^-→К⁰;

на аноде: 2Cl^—e^-→Cl₂⁰

суммарное уравнение электролиза:

2KCl =2K+Cl₂

Практическое значение электролиза.

 В промышленности получают хлор и гидроксид натрия, алюминий и щелочные металлы. С его помощью очищают медь, никель и др. металлы (рафинирование).

 

Примеры экзаменационных задач.

 

Химия

Пособие для подготовки к устному экзамену и зачету.

Тюмень 2020

Методические указания к решению типовых задач и упражнений: общая химия, неорганическая химия, органическая химия разработан в соответствии с «Рекомендациями по организации получения основного общего образования в пределах освоения образовательных программ СПО на базе основного общего образования с учетом требований Федеральных государственных образовательных стандартов и получаемой профессии или специальности среднего профессионального образования» и Примерной программой, рекомендованной ФГАУ «ФИРО» 21 июля 2015 г, по специальности 35.02.04. - Технология комплексной переработки древесины, 15.02.14. – Оснащение средствами автоматизации технологических процессов и производств (по отраслям), 13.02.11. – Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям), 23.02.04. – Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям), 08.01.24. – «Мастер столярно-плотничных, паркетных и стекольных работ», 35.02.12. – Садово-парковое и ландшафтное строительство. 08.02.09. – Монтаж, накладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий. 35.02.01. – Лесное и лесопарковое хозяйство», 25.02.08. Эксплуатация беспилотных авиационных систем.

Организация–разработчик: государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Тюменской области «Тюменский колледж производственных и социальных технологий».

 

Разработчик:

Солодовникова Н. С., преподаватель

 

Рассмотрена ПЦК «Технология деревообработки».

Протокол №____________ от «____» __________20___г.

Председатель ПЦК

_________________Быкова Е.Л.

 

Пояснительная записка

Химия, как предмет общеобразовательного цикла изучается в течение первого года обучения. Заканчивается курс химии сдачей зачёта (в группах по специальностям 35.02.04. - Технология комплексной переработки древесины, 15.02.14. – Оснащение средствами автоматизации технологических процессов и производств (по отраслям), 13.02.11. – Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям), 23.02.04. – Техническая эксплуатация подъемно-транспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям), 08.01.24. – «Мастер столярно-плотничных, паркетных и стекольных работ», 35.02.12. – Садово-парковое и ландшафтное строительство. 08.02.09. – Монтаж, накладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий25.02.08. Эксплуатация беспилотных авиационных систем.) и устного экзамена (в группе по специальности 35.02.01. – Лесное и лесопарковое хозяйство).

Данное пособие составлялось в помощь студентам при подготовке к устному экзамену или зачёту по предмету.

В первом разделе пособия освещены сорок шесть теоретических вопросов по неорганической, общей и органической химии. На каждый вопрос дан ответ в сжатой форме. Ответы обобщают и систематизируют изученное по всем разделам курса химии. Для удобства подготовки к каждому вопросу составлен план ответа.

Во втором разделе – приведены подробные решения типовых экзаменационных задач. Учащиеся могут воспользоваться этим разделом для освоения основных методов решения задач, а так же для самоконтроля.

       Для более полного изучения материала можно обратиться к списку литературы.

       Надеемся, что данное пособие будет способствовать повышению уровня знаний учащихся по химии – одной из центральных естественнонаучных дисциплин.

 

Желаю успеха при сдаче экзамена (зачёта)!

Оглавление

1. Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева на основе представлений о строении атомов. Значение периодического закона для науки………………………………………………..5

2. Строение атомов химических элементов и закономерности в изменении их свойств……………………………………………………………………………..6

3. Строение атома: ядро, электронная оболочка. Валентные возможности атома………………………………………………………………………………..6

4. Виды химической связи ионная, металлическая, ковалентная (полярная неполярная); простые и кратные связи в органических соединениях…………7

5. Классификация химических реакций в органической и неорганической химии……………………………………………………………………………….9

6. Химическое равновесие и условие его смещения: изменение концентрации реагирующих веществ, температуры, давления………………………………9

7. Скорость химических реакций. Зависимость скорости от природы, концентрации реагирующих веществ, температуры, катализатора…………..10

8. Реакции ионного обмена. Условия их необратимости………………………...12

9. Важнейшие классы неорганических соединений (классификация, номенклатура, физические свойства)…………………………………………..12

10. Неметаллы, положение в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева, строение их атомов. Окислительно-восстановительные свойства неметаллов на примере элементов подгруппы кислорода………….15

11. Металлы, их положение в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева, строение их атомов, металлическая связь. Общие химические свойства металлов………………………………………………….16

12. Электрохимический ряд напряжения металлов. Вытеснение металлов из растворов солей другими металлами…………………………………………...17

13. Водородные соединения неметаллов. Закономерности в изменении их свойств, в связи с положением химических элементов в периодической системе Д.И.Менделеева………………..……………………………………….18

14. Оксиды, их классификация, номенклатура, химические свойства…………...19

15. Кислоты, их классификация и свойства на основе представлений об электролитической диссоциации……………………………………………….19

16. Основания, их классификация и свойства на основе представлений о теории электролитической диссоциации……………………………………………….21

17. Соли, их состав и названия, взаимодействие с металлами, кислотами, щелочами, друг с другом с учётом особенностей реакций окисления-восстановления и ионного обмена……………………………………………...23

18. Гидролиз солей…………………………………………………………………...24

19. Электролиз солей………………………………………………………………...25

20. Степень окисления, правила расчёта, постоянные степени окисления………25

21. Окислительно-восстановительные реакции. Окислитель и восстановитель...26

22. Растворы. Классификация растворов…………………………………………...27

23. Строение веществ. Типы кристаллических решёток………………………….27

24. Основные положения теории химического строения органических веществ А.М.Бутлерова. Химическое строение как порядок соединения и взаимного влияния атомов в молекулах……………………………………………………28

25. Изомерия органических соединений и её виды……………………………….29

26. Предельные углеводороды, общая формула и химическое строение гомологов данного ряда. Свойства и применение метана………………………………...30

27. Циклопарафины, их химическое строение, свойства, нахождение в природе, практическое значение и применение………………………………………….34

28. Непредельные углеводороды ряда этилена, общая формула и химическое строение. Свойства и применение этилена……………………………………36

29. Ацетилен-представитель углеводородов с тройной связью в молекуле. Свойства, получение и применение ацетилена………………………………..39

30. Диеновые углеводороды, их химическое строение, получение и практическое значение…………………………………………………………………………..42

31. Ароматические углеводороды. Бензол, структурная формула, свойства, получение. Применение бензола и его гомологов……………………………..45

32. Природные источники углеводородов: газ, нефть, каменный уголь и их практическое использование…………………………………………………....49

33. Предельные одноатомные спирты, их строение, свойства. Получение и применение этилового спирта…………………………………………………..51

34. Многоатомные спирты строение, свойства, применение……………………..53

35. Фенол: строение, свойства, применение.……………………………………....55

36. Альдегиды их химическое строение и свойства. Получение и применение муравьиного и уксусного альдегидов…………………………………………..56

37. Предельные одноосновные карбоновые кислоты, их строение и свойства на примере уксусной кислоты……………………………………………………...58

38. Жиры их состав и свойства. Жиры в природе, превращение жиров в организме. Продукты технической переработки жиров, понятие о синтетических моющих средствах……………………………………………...61

39. Целлюлоза: состав молекул, физические и химические свойства, применение……………………………………………………………….... ……62

40. Глюкоза-представитель моносахаридов: химическое строение, физические и химические свойства, применение……………………………………………..62

41. Крахмал: нахождение в природе, практическое значение, гидролиз крахмала…………………………………………………………………………..64

42. Аминокислоты, их состав и химические свойства: взаимодействие с соляной кислотой, щелочами, друг с другом. Биологическая роль аминокислот и их применение……………………………………………………………………….65

43. Анилин- представитель аминов: химическое строение и свойства; получение и практическое применение……………………………………………………..66

44. Белки как биополимеры. Свойства и биологические функции белков………68

45. Взаимосвязь между различными классами органических соединений………69

46. Синтетические высокомолекулярные соединения: строение, свойства, значение данных соединений в жизни человека………………………………70

Примеры экзаменационных задач……………………………………………..........71

Список литературы…………………………………………………………………..78

 

 

Периодический закон и периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева на основе представлений о строении атомов. Значение периодического закона для науки.

План ответа:

1. История открытия периодического закона Д.И.Менделеева.

2. Современная формулировка периодического закона.

3. Периодическая система  (таблица) химических элементов.

4. Период: изменение строения атома и химических свойств элементов в периоде, физический смысл номера периода.

5. Группа: изменение строения атома и химических свойств элементов в главной подгруппе, физический смысл номера группы.

6. Значение периодического закона для развития науки.

Ещё до открытия Д.И.Менделеева в науке уже было понятие о естественной группе элементов (галогены, щелочные металлы и др.). Менделеев систематизировал элементы, взяв за основу массу атомов (атомный вес). Позже, было открыто строение атома и  установлена зависимость, что чем больше вес атома, тем больше протонов и нейтронов в ядре и соответственно выше заряд ядра. В связи с этим открытием современная формулировка периодического закона приобрела следующий вид.