Подготовимся к ЕГЭ по химии!
материал для подготовки к егэ (гиа, химия, 10 класс) на тему

Занятие 1:Основные химические понятия. Тест по теме «Основные химические понятия». Задачи на определение количества вещества по базовым формулам.

ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ

Все окружающие нас физические тела состоят из веществ.

Вещество – это вид материи, который имеет массу покоя и характеризуется при определенных условиях постоянными физическими и химическими свойствами, позволяющими отличить его от других веществ. Для сравнения: другой вид материи – поле - не имеет массы покоя.

Физические свойства вещества – совокупность сведений о свойствах вещества, которые можно измерить физическими методами. К ним относятся агрегатное состояние, плотность, растворимость, температуры плавления, кипения, цвет, вкус, запах и т.д.

Химические свойства вещества – совокупность сведений о том, с какими др. веществами и при каких именно условиях реагирует данное вещество.

Агрегатное состояние вещества – это физическое состояние, в котором выступает вещество в определенных условиях давления и температуры. В настоящее время выделяют 4 основных агрегатных состояния – твердое, жидкое, газообразное и плазму. Газ характеризуется хаотическим движением слабо взаимодействующих молекул; не имеет постоянной структуры, собственной формы и объема. Жидкость характеризуется наличием комплексов молекул, находящихся в постоянном тепловом движении; имеет объем, но не имеет формы. Твердое вещество – отличается упругостью, имеет определенный объем и форму; может иметь как упорядоченную, так и неупорядоченную структуру, моно- или поликристаллическую. Плазма – полностью или почти полностью ионизированный газ.

Физические явления – явления, при которых изменяется форма или агрегатное состояние вещества или же образуются новые атомы (например, при ядерных реакциях).

Химические явления – явления, при которых одни вещества превращаются в другие, имеющие новый состав и свойства; состав ядер при этом не меняется. Характерными признаками, по которым можно судить о том, что имеет место хим. явление (реакция) являются изменение цвета, изменение запаха, образование осадка, выделение газа, выделение энергии в виде тепла или света.

Приведите примеры физических и химических явлений. В каждом случае химических явлений укажите их признак:

Для выражения состава вещества в химии применяют хим. формулы. Различают формулы эмпирические (или брутто-формулы) – показывают качественный и количественный состав молекулы вещества, и структурные – показывают состав и строение молекулы вещества. Изобразите молекулярные и структурные формулы воды, пероксида водорода, серной кислоты, этана:

Для отражения химических явлений (реакций) используют определенную форму записи - химические уравнения. Любое хим. уравнение должно быть уравнено для отражения закона сохранения массы. В левой части хим. уравнения записывают реагенты, в правой – продукты реакции.

Реагент – исходное вещество, участвующее в хим. реакции (может быть в виде молекул, атомов или ионов).

Продукт реакции – вещество, образующееся в результате хим. реакции.

Приведите пример записи химического уравнения, укажите реагенты и продукты:

Атом ("неделимый") – электронейтральная система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра и электронов. Атом сохраняется во всех хим. превращениях и является носителем свойств хим. элемента.

К основным элементарным частицам относятся протоны, нейтроны, электроны (так же существуют и достаточно изучены позитрон, нейтрино и др.). Протоны и нейтроны составляют ядро атома и имеют общее название – нуклоны. Электроны вращаются вокруг ядра по определенным орбитам.

Главной характеристикой любого атома является заряд ядра (Z), равный числу протонов. Вид атомов с одинаковым зарядом ядра и идентичными хим. свойствами называется химическим элементом. В настоящее время известно более 110 х.э., 89 из которых встречаются в природе, остальные получены искусственным путем.

Молекула – это электронейтральная наименьшая совокупность атомов, образующих определенную структуру посредством хим. связей. Молекула сохраняет все свойства данного вещества. Если молекула состоит из атомов одного элемента, то вещество простое. В сложном веществе молекулы состоят из атомов разных видов. Приведите примеры простых и сложных веществ:

Каждый элемент образует как минимум одно простое вещество. Некоторые химические элементы проявляют способность к аллотропии.

Аллотропия – способность химического элемента образовывать несколько простых веществ, различающихся по строению и свойствам. Различают два вида аллотропии: первая возникает вследствие различия в составе молекул (например, кислород и озон); вторая является следствием различного строения молекул (например, алмаз, графит и карбин). Разные простые вещества, образованные одним и тем же химическим элементом, называются аллотропными модификациями. Вследствие аллотропии число известных простых веществ (400) гораздо больше числа химических элементов.

В природе, как правило, встречаются не чистые вещества, а смеси - системы, возникающие в результате смешения двух и более компонентов, сохраняющих свои свойства. Состав смеси не является постоянным. С помощью физических методов смесь можно разделить на исходные вещества. Различают гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные) смеси.

Гомогенной называется смесь, в которой между компонентами нет поверхности раздела (воздух, истинные растворы)

Гетерогенной называется смесь, в которой между компонентами есть поверхность раздела (песок и соль, вода и масло, вода и мел).

Поскольку использовать при расчетах абсолютные значения масс атомов неудобно (например, масса атома водорода = 1,6710-27кг), в химии используют а.е.м.

Атомная единица массы (а.е.м., углеродная единица) – 1/12 часть абсолютной массы атома изотопа углерода –12, составляет примерно 1,6610-27кг.

Относительная атомная масса (Аr) – отношение массы атома к 1/12 части массы атома изотопа углерода-12. Величина безразмерная.

Относительная молекулярная масса (Мr) – отношение массы молекулы вещества к 1/12 части массы атома изотопа углерода-12. Величина безразмерная, складывается из суммы всех Аr элементов, входящих в состав данной молекулы.

Единицей количества вещества в химии является моль.

Моль – это количество вещества, содержащее столько структурных единиц (молекул, атомов, ионов, электронов и др), сколько их содержится в 12 г изотопа углерода-12 (примерно 6,021023 – число Авогадро, NA).

Молярная масса – масса 1 моль вещества, отношение абсолютной массы вещества к его количеству, численно равна Мr, но измеряется в г/моль.

Рассчитайте относительные молекулярные и молярные массы фосфорной кислоты, хлорида натрия, гидроксида алюминия:

Валентность элемента – способность атома данного химического элемента образовывать определенное число хим. связей с атомами других химических элементов. Обычно валентность равна числу неспаренных электронов на внешнем уровне атома; но возможны исключения. Так, если элемент образует ковалентные связи и по обменному, и по донорно-акцепторному механизму, его валентность определяется общим числом орбиталей на внешнем уровне (NH4+, HNO3, N2O5).  Одни элементы проявляют постоянную валентность, другие – переменную. Причиной переменной  валентности является возможность распаривания электронов в атомах многих элементов при переходе в возбужденной состояние.

С помощью электронно-графических формул объясните, почему химический элемент углерод проявляет переменную валентность:

Степень окисления – характеристика способности атомов химического элемента отдавать и принимать электроны. Величина условная, рассчитывается исходя из предположения, что в молекуле вещества только ионные связи. Может принимать и положительные, и отрицательные значения, быть целочисленной, дробной, равной нулю.

Определите валентность и степень окисления каждого элемента в соединениях: оксид алюминия, пероксид натрия, карбид кальция, азотная кислота, ион аммония:

Гибридизация - выравнивание электронных орбиталей по форме и энергии. Отдельные s,p,d и др. электронные орбитали какого-либо атома способны при образовании связей с другими атомами "смешиваться", образуя новые, так называемые "гибридные" орбитали.

Схематично изобразите sp3-гибридизацию в молекуле метана:

ТЕСТ ПО ТЕМЕ «ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПОНЯТИЯ»

1. Объемные доли азота и этилена (С2Н4) в смеси одинаковы. Массовые доли газов в этой же смеси:

2. Масса 10м3 воздуха при н.у. равна:

3. 465 мг фосфата кальция содержат следующее число катионов и анионов соответственно:

4. Число моль молекул воды, содержащееся в 18,061022 молекулах воды, равно:

5. Из приведенных ниже веществ к простым относятся:

6. Атом, имеющий массу 2,6610-26 кг, соответствует элементу…

7. Частица, являющаяся химически делимой, это…

8. Об углероде, как о простом веществе, говорится в утверждении:

А) углерод распространен в природе в виде изотопа с массовым числом 12;

Б) углерод при горении, в зависимости от условий, может образовывать два оксида;

В) углерод входит в состав карбонатов;

Г) углерод имеет несколько аллотропных модификаций.

9. Валентность атома – это…

А) число химических связей, образованных данным атомом в соединении;

Б) степень окисления атома;

В) число отданных или принятых электронов;

Г) число электронов, недостающее для получения электронной конфигурации ближайшего инертного газа.

10. Какое из следующих явлений является химическим?

КЛЮЧ К ТЕСТУ

ЗАДАЧИ НА ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА ПО БАЗОВЫМ ФОРМУЛАМ (ПО ИЗВЕСТНЫМ МАССЕ, ОБЪЕМУ, ЧИСЛУ СТРУКТУРНЫХ ЕДИНИЦ)

А

1. Сколько атомов хрома содержится в 2 г бихромата калия? (8,191021)
2. Каких атомов – железа или магния больше в земной коре и во сколько раз? Массовая доля железа в земной коре составляет 5,1%, магния – 2,1%. (атомов железа больше, чем атомов магния в 1,04 раза)
3. Какой объем занимают: а) 1,51022 молекул фтора, б) 38 г фтора, в) 1 1023 молекул кислорода (0,558 л; 22,4 л; 3,72 л)
4. Найти массу одной молекулы: а) воды, б) плавиковой кислоты, в) азотной кислоты. (2,9910-23; 3,3210-23; 1,04610-22)
5. Сколько молей вещества содержится в: а) 3 г фторида бора, б) 20 л хлористого водорода, в) 47 мг пентаоксида фосфора, г) 5 мл воды? (0,044 моль; 0,893 моль; 0,33 ммоль; 0,28 моль)
6. 0,4 г металла содержит 6,021021 атомов. Определить металл. (Кальций)
7. На одной чашке весов находится некоторое количество медных стружек, на другой чашке весов – порция магния, содержащая 75,251023 атомов магния, при этом весы находятся в состоянии равновесия. Какова масса порции медных стружек? (300 г)
8. Вычислить количество вещества атомарного кальция, содержащегося в 62 кг фосфата кальция. (600 моль)
9. В образце сплава меди с серебром число атомов меди равно числу атомов серебра. Вычислить массовую долю серебра в сплаве. (62,8%)
10. Найти массу одной молекулы поваренной соли. (9,7210-23)
11. Найти молярную массу вещества, если масса одной его молекулы составляет 5,3110-23 г. (32 г/моль)
12. Найти молярную массу газообразного вещества, если 112 мл его при н.у. имеют массу 0,14 г. (28 г/моль)
13. Найти молярную массу газообразного вещества, если при н.у. 5 г этого вещества занимают объем 56 л. (2 г/моль)
14. Где содержится больше атомов водорода: в 6 г воды или в 6 г этилового спирта? (в 6 г этилового спирта)
15. Сколько граммов кальция содержится в 1 кг гипса? (232,5 г)
16. Соль Мора имеет формулу Fe(NH4)2(SO4)2 6H2O. Вычислите в этом веществе массовую долю : а) азота, б) воды, в) сульфат-ионов. (7,14%; 27,55%; 48,98%)

Б

1. К 100 г 20% раствора соляной кислоты добавили 100 г 20% раствора гидроксида натрия. Сколько молекул соли и воды содержит полученный раствор? (5,651024 молекул воды и 3,011023 молекул соли)
2. Определить массу 8,2 л газовой смеси гелия, аргона и неона (н.у.), если на 1 атом гелия в этой смеси приходится 2 атома неона и 3 атома аргона. (10 г)
3. В каком соотношении по массе необходимо смешать 2%-ные растворы хлорида калия и сульфата натрия, чтобы в итоговом растворе ионов натрия было по массе в 4 раза больше, чем ионов калия? (6,46:1)
4. Плотность жидкого кислорода при температуре -183С равна 1,14 г/см3. Во сколько раз увеличится объем кислорода при переходе его из жидкого состояния в газообразное при н.у.? (в 798 раз)
5. Чему равна массовая доля серной кислоты в растворе, в котором числа атомов водорода и кислорода равны между собой? (73,13 %)
6. Вычислить объем углекислого газа (н.у.), который добавили к 5,6 л (н.у.) угарного газа, если известно, что число электронов в полученной смеси стало в 14,5 раза больше числа Авогадро. (11,2 л)
7. В образце иодида кальция общее число атомов меньше, чем в 1 г хлорида натрия, но больше, чем в 1 г бромида алюминия. Определить область допустимых значений массы иодида кальция. (1,47 г < m < 3,35 г)
8. Вещество Х содержит только ионы с электронной конфигурацией 1s22s22p6. Суммарное число молей ионов в три раза больше числа молей вещества Х. Массовая доля металла в веществе Х меньше 50%. Определить вещество. (фторид магния)
9. Сколько молекул содержится в стакане воды? (6,691024)
10. Чему равна масса одного кубометра воздуха при н.у.? (1 кг 295 г)
11. Вычислить массу бромид-ионов, которые попадут в организм с 10 мл микстуры, в 200 мл которой содержится по 2 г бромида натрия и бромида калия. (145 мг)
12. Вычислить массу нитрата хрома (III), в которой содержится 1026 протонов. (338 г)

Тит Лукреций Кар (I век до н.э.)

Поэма «О ПРИРОДЕ ВЕЩЕЙ»

…существуют тела, которых мы видеть не можем…

Ведь осязать, как и быть осязаемым, тело лишь может.

И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,

Платье сырее всегда, и, на солнце вися, оно сохнет;

Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает,

Да и не видно того, как она исчезает от зноя.

Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,

Что недоступны они совершенно для нашего глаза…

Ибо лежит за пределами нашего чувства

Вся природа начал. Поэтому, раз недоступны

Нашему зренью они, то от нас и движенья их скрыты…

Вот посмотри: всякий раз, когда солнечный свет проникает

В наши жилища и мрак прорезает своими лучами,

Множество маленьких тел в пустоте, ты увидишь, мелькая,

Мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света.

Знай же: идет от начал всеобщее это блужданье…

Так, исходя от начал, движение мало-помалу

Наших касается чувств, и становится видимым также

Нам и в пылинках оно, что движутся в солнечном свете,

Хоть незаметны толчки, от которых оно происходит…