Подготовка к ЕГЭ •
материал для подготовки к егэ (гиа) по химии (11 класс)

Пособие-репетитор по химии

Пояснительная записка

Курс «Пособие-репетитор по химии» рассчитан на два учебных года (10-й и 11-й классы). Годовой объем занятий составляет 102 ч (по три академических часа в неделю). В течение первого года обучения рассматриваются вопросы общей и неорганической химии, а также основные типы расчетных и качественных задач. В течение второго года обучения углубленно изучается органическая химия, задачи усложняются и комбинируются, формируется умение анализировать комбинированную задачу, выделять в ней отдельные фрагменты.

В настоящее время вступительные экзамены по химии в различные вузы страны проводятся в трех основных формах: устно (билет включает в себя теоретические вопросы, расчетные и качественные задачи), письменно (в форме контрольной работы) и в форме теста. Каждое занятие курса должно включать в себя обязательную подготовку ко всем перечисленным формам проведения экзаменов.

Для подготовки к устному ответу учащиеся получают конспекты, составленные в форме рабочей тетради. При подготовке к занятию ученик прорабатывает конспект по теме, используя дополнительную литературу (см. список рекомендуемой литературы); информацию, выделенную курсивом, ученик добавляет в конспект самостоятельно. Отметим, что каждый конспект предваряется планом и представляет собой ответ на вопрос программы для поступающих в вузы; в конспекте содержится минимум информации, необходимой абитуриенту, и для детальной проработки темы необходима дополнительная литература.

На следующем этапе подготовки к занятию ученик выполняет тест по теме. На каждый вопрос теста может быть предложен один или несколько правильных ответов; полный правильный ответ оценивается в 2 балла, неполный или полностью неправильный – в 0 баллов. При любой форме сдачи вступительных экзаменов по химии большое внимание уделяется решению расчетных и качественных задач. Все расчетные и качественные задачи, которые должен уметь решать абитуриент, разбиты на блоки. Если в блоке возможно разделение задач по уровню сложности, выделяются уровень А (средний уровень сложности) и уровень В (высокий уровень сложности). В зависимости от уровня подготовки ученика возможен дифференцированный подход к обучению решения задач. В каждом занятии к типовым задачам даются ответы, а для некоторых предлагаются развернутые решения.

Таким образом, на каждом занятии ведется целенаправленная и систематическая подготовка ко всем возможным формам сдачи вступительного экзамена по химии. Такая методика работы оправдывает себя и очень актуальна в условиях постоянно изменяющихся требований вузов.

Литература

Химия. Пособие-репетитор для поступающих в вузы. Под ред. А.С.Егорова. Ростов-на-Дону: Феникс, 2003; Пузаков С.А., Попков В.А. Пособие по химии. М.: Высшая школа, 2004; Лидин Р.А., Молочко В.А., Андреева Л.Л. Химия. Для школьников старших классов и поступающих в вузы. М.: Дрофа, 2001; Левитина Т.П. Справочник по органической химии. СПб.: Паритет, 2002; Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Пособие по химии для поступающих в вузы. М.: Новая волна, 2000.

Тематическое планирование курса
«Пособие-репетитор по химии»

10-й класс, первый год обучения

Занятие 1. Основные химические понятия. Тесты по теме. Задачи на определение количества вещества по базовым формулам.

Занятие 2. Основные химические законы. Тесты по теме. Задачи на основные химические законы.

Занятие 3. Современные представления о строении атома. Тесты по теме. Задачи на определение элементного состава вещества и вывод формулы сложного вещества по известному элементному составу.

Занятие 4. Строение электронной оболочки атома. Тесты по теме. Задачи на определение формулы вещества по продуктам сгорания.

Занятие 5. Периодический закон и система химических элементов Д.И.Менделеева. Тесты по теме. Задачи на изотопы и упражнения на ядерные реакции.

Занятие 6. Химическая связь. Строение вещества. Тесты по теме. Задачи на газы и газовые смеси.

Занятие 7. Гидролиз солей. Тесты по теме. Задачи и упражнения по теме «Гидролиз солей».

Занятие 8. Растворы. Тесты по теме. Задачи на основные способы выражения концентрации раствора (массовая доля, объемная доля, молярная концентрация).

Занятие 9. Теория электролитической диссоциации. Реакции ионного обмена. Тесты по теме. Задачи, связанные с понятием «степень электролитической диссоциации». Упражнения по теме «Реакции ионного обмена».

Занятие 10. Окислительно-восстановительные реакции. Тесты по теме. Упражнения по окислительно-восстановительным реакциям (электронный и электронно-ионный баланс).

Занятие 11. Электролиз. Тесты по теме. Задачи на электролиз.

Занятие 12. Классификации химических реакций. Тесты по теме. Задачи на простейшие стехиометрические расчеты, избыток-недостаток, примеси и практический выход реакции.

Занятие 13. Основы термохимии. Тепловые эффекты химических реакций. Тесты по теме. Задачи на основные термохимические расчеты.

Занятие 14. Основы химической кинетики. Состояние химического равновесия. Тесты по теме. Задачи и упражнения по химической кинетике.

Занятие 15. Оксиды. Тесты по теме. Задачи на растворимость.

Занятие 16. Основания. Тесты по теме. Задачи на смешивание растворов.

Занятие 17. Кислоты. Тесты по теме. Задачи на кристаллогидраты.

Занятие 18. Соли. Цепочки превращений веществ (генетическая связь между классами неорганических соединений).

Занятие 19. Общая характеристика металлов. Электрохимический ряд напряжений. Тесты по теме. Задачи на погружение пластинки в раствор соли.

Занятие 20. Щелочные металлы. Тесты по теме. Задачи и упражнения на щелочные металлы.

Занятие 21. Металлы IIa подгруппы. Жесткость воды. Тесты по теме. Задачи и упражнения на металлы IIa подгруппы.

Занятие 22. Алюминий и другие элементы IIIa подгруппы. Тесты по теме. Задачи на смеси.

Занятие 23. Железо и его соединения. Тесты по теме. Задачи на альтернативные реакции.

Занятие 24. Цинк и его соединения. Тесты по теме. Задачи и упражнения на амфотерные металлы.

Занятие 25. Хром и его соединения. Тесты по теме. Качественные задачи по идентификации веществ.

Занятие 26. Марганец. Перманганат калия и продукты его восстановления в различных средах. Тесты по теме. Качественные задачи на обсуждение попарного взаимодействия веществ.

Занятие 27. Водород. Пероксид водорода. Тесты по теме. Качественные задачи на разделение смесей.

Занятие 28. Кислород. Озон. Вода. Тесты по теме. Задачи на водород, кислород и их соединения.

Занятие 29. Галогены и их важнейшие соединения. Тесты по теме. Задачи и упражнения на галогены и их соединения.

Занятие 30. Сера и ее соединения. Тесты по теме. Задачи и упражнения на серу и ее соединения. Задачи на олеум.

Занятие 31. Фосфор и его соединения. Тесты по теме. Задачи и упражнения на фосфор и его соединения.

Занятие 32. Азот и его соединения. Тесты по теме. Задачи и упражнения на азот и его соединения.

Занятие 33. Углерод и его соединения. Тесты по теме. Задачи и упражнения на углерод, кремний и их соединения.

Занятие 34. Кремний и его соединения. Тест по общей и неорганической химии.

Тематическое планирование курса 
«Пособие-репетитор по химии»

11-й класс, второй год обучения

Занятие 1. Теоретические положения органической химии*.

Занятие 2. Классификации реакций в органической химии.

Занятие 3. Алканы.

Занятие 4. Циклоалканы.

Занятие 5. Алкены.

Занятие 6. Диены. Каучуки.

Занятие 7. Алкины.

Занятие 8. Арены. Бензол.

Занятие 9. Гомологи бензола.

Занятие 10. Одноатомные спирты.

Занятие 11. Многоатомные спирты.

Занятие 12. Фенолы.

Занятие 13. Альдегиды. Кетоны.

Занятие 14. Карбоновые кислоты.

Занятие 15. Эфиры.

Занятие 16. Жиры.

Занятие 17. Углеводы. Моносахариды.

Занятие 18. Углеводы. Полисахариды.

Занятие 19. Амины.

Занятие 20. Аминокислоты.

Занятие 21. Пептиды. Белки.

Занятие 22. Понятие о гетероциклах.

Занятие 23. Нуклеиновые кислоты.

Занятие 24. Окислительно-восстановительные реакции в органической химии (обобщение).

Занятие 25–34. Обобщение изученного материала. Анализ и решение заданий вступительных экзаменов различных вузов.

ЗАНЯТИЕ 1
10-й класс (первый год обучения)

Основные химические понятия

В предлагаемом конспекте даны определения основных химических понятий, многие из которых будут рассмотрены более подробно при изучении соответствующих тем курса.

Все окружающие нас физические тела состоят из веществ.

Вещество – это вид материи, который имеет массу покоя и характеризуется 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 другими веществами и при каких именно условиях реагирует данное вещество.

Агрегатное состояние вещества – это физическое состояние, в котором находится вещество при определенных давлении и температуре. В настоящее время выделяют четыре основных агрегатных состояния – твердое, жидкое, газообразное и плазму. Газ характеризуется хаотическим движением слабо взаимодействующих молекул, не имеет постоянной структуры, собственной формы и объема. Жидкость обычно состоит из молекул, находящихся в постоянном тепловом движении, имеет объем, но не имеет формы. Твердое вещество отличается упругостью, имеет определенные 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 химические явление (реакция), являются изменение цвета и запаха, образование осадка, выделение газа, теплоты или света.

Для выражения состава вещества в химии применяют химические формулы. Различаютэмпирические формулы (или брутто-формулы), они показывают качественный и количественный состав вещества, и структурные формулы, они показывают состав и строение структурных единиц вещества.

Для отражения химических явлений (реакций) используют определенную форму записи –химические уравнения. Любое химическое уравнение должно быть правильно составлено в соответствии с законом сохранения массы веществ. В левой части химического уравнения записывают исходные реагенты, в правой – продукты реакции.

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

Продукт реакции – вещество, образующееся в результате химической реакции.

Атом (от греч. atomos – неделимый) – электронейтральная система взаимодействующих элементарных частиц, состоящая из ядра и электронов. Атом сохраняется во всех химических превращениях и является носителем свойств химического 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 движутся вокруг ядра.

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

Молекула – это электронейтральная наименьшая совокупность атомов, образующих определенную структуру посредством химических связей. Молекула сохраняет все свойства данного вещества. Если молекула состоит из атомов одного элемента, то вещество – простое. В сложном веществемолекулы состоят из атомов разных видов.

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

Аллотропия – способность химических элементов 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, называют 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 смешивания 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•10–27 кг), в химии используют атомную единицу массы (а.е.м.).

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

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

Относительная молекулярная масса (Мr) – отношение массы молекулы вещества к 1/12 части массы атома углерода-12. Величина Мr – безразмерная, она вычисляется как сумма всех Аrэлементов, 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 углерода-12 (примерно 6,02•1023 – число Авогадро,NA).

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

Валентность элемента – способность атома данного химического элемента образовывать определенное число химических связей с атомами других 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 возбужденное состояние.

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

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

Тест по теме 
«Основные химические понятия»

(Возможно несколько правильных ответов)

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

а) одинаковы; б) больше у азота;

в) больше у этилена; г) зависят от давления.

2. Масса 10 м3 воздуха при н.у. равна (в кг):

а) 20,15; б) 16,25; в) 14,50; г) 12,95.

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

а) 2,7•1021 и 1,8•1021; б) 4,5•1020 и 3,0•1020;

в) 2,7•1025 и 1,8•1025; г) 1,2•1025 и 1,1•1025.

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

а) 0,667; б) 0,5; в) 0,3; г) 12.

5. Из приведенных ниже веществ к простым относятся:

а) серная кислота; б) сера;

в) водород; г) бром.

6. Атом, имеющий массу 2,66•10–26 кг, соответствует элементу:

а) сера; б) магний;

в) кислород; г) цинк.

7. Частица, являющаяся химически делимой, это:

а) протон; б) молекула;

в) позитрон; г) атом.

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 до получения электронной конфигурации ближайшего инертного газа.

10. Какое из следующих явлений является химическим?

а) Плавление льда; б) электролиз воды;

в) возгонка йода; г) фотосинтез.

Ключ к тесту

Задачи на определение количества вещества
по базовым формулам

(По известным массе, объему, числу структурных единиц)

Уровень А

1. Сколько атомов хрома содержится в 2 г дихромата калия?

Ответ. 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%.

Ответ. Атомов железа больше, чем атомов магния в 1,04 раза.

3. Какой объем (в л) занимают:

а) 1,5•1022 молекул фтора;

б) 38 г фтора;

в) 1•1023 молекул кислорода?

Ответ. а) 0,558; б) 22,4; в) 3,72.

4. Найти массу (в г) одной молекулы: а) воды;

б) плавиковой кислоты; в) азотной кислоты.

Ответ. а) 2,99•10–23; б) 3,32•10–23; в) 1,046•10–22.

5. Сколько молей вещества содержится в:

а) 3 г трифторида бора;

б) 20 л хлористого водорода;

в) 47 мг пентаоксида фосфора;

г) 5 мл воды?

Ответ. а) 0,044; б) 0,893; в) 0,33; г) 0,28.

6. Металл массой 0,4 г содержит 6,02•1021 атомов. Определить металл.

Дано:

N = 6,02•1021 атомов,
m(M) = 0,4 г.

Найти:

металл.

Решение

Искомый металл – Ca.

Ответ. 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?

Ответ. 300 г.

8. Вычислить количество вещества кальция, содержащегося в 62 кг фосфата кальция.

Ответ. 600 моль.

9. В образце сплава меди с серебром число атомов меди равно числу атомов серебра. Вычислить массовую долю серебра в сплаве.

Ответ. 62,8%.

10. Найти массу одной структурной единицы поваренной соли NaCl.

Ответ. 9,72•10–23 г.

11. Найти молярную массу вещества, если масса одной его молекулы составляет 5,31•10–23 г.

Ответ. 32 г/моль.

12. Найти молярную массу газообразного вещества, если 112 мл его при н.у. имеют массу 0,14 г.

Ответ. 28 г/моль. 

13. Найти молярную массу газообразного вещества, если при н.у. 5 г этого вещества занимают объем 56 л.

Ответ. 2 г/моль.

14. Где содержится больше атомов водорода: в 6 г воды или в 6 г этилового спирта?

Ответ. В 6 г этилового спирта.

15. Сколько граммов кальция содержится в 1 кг гипса?

Ответ. 232,5 г.

16. Вычислите в соли Мора, которая имеет формулу Fe(NH4)2(SO4)2•6H2O, массовые доли (в %):

а) азота; б) воды; в) сульфат-ионов.

Ответ. а) 7,14; б) 27,55; в) 48,98.

Уровень В

1. К 100 г 20%-го раствора соляной кислоты добавили 100 г 20%-го раствора гидроксида натрия. Сколько структурных единиц соли NaCl и молекул воды содержит полученный раствор?

Ответ. 5,65•1024 молекул воды и 3,01•1023
структурных единиц соли NaCl.

2. Определить массу 8,2 л газовой смеси гелия, аргона и неона (н.у.), если на один атом гелия в этой смеси приходится два атома неона и три атома аргона.

Ответ. 10 г.

3. В каком соотношении по массе необходимо смешать 2%-е растворы хлорида калия и сульфата натрия, чтобы в итоговом растворе ионов натрия было по массе в четыре раза больше, чем ионов калия?

Ответ. 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.?

Ответ. В 798 раз.

5. Чему равна массовая доля серной кислоты в растворе, в котором числа атомов водорода и кислорода равны между собой?

Решение

Раствор H2SO4 состоит из H2SO4 и H2O. Пусть (H2SO4) = x моль, тогда (H в H2SO4) = 2xмоль;

(H2O) = y моль, тогда (H в H2O) = 2y моль.

Сумма (H в р-ре) = (2x + 2y) моль.

Определим количество вещества атомарного кислорода:

(O в H2SO4) = 4x моль, (O в H2O) = y моль.

Сумма (O в р-ре) = (4x + y) моль.

Поскольку числа атомов O и H равны между собой, то 2x + 2y = 4x + y.

Решая уравнение, получаем: 2x = y. Если

x = (H2SO4) = 1 моль, то y = (H2O) = 2 моль.

m(H2SO4) = (H2SO4)•M(H2SO4) = 1•98 = 98 г;

m(H2O) = (H2O)•M(H2O) = 2•18 = 36 г;

m(р-ра) = m(H2SO4) + m(H2O) = 98 + 36 = 134 г.

Массовая доля серной кислоты в растворе:

Ответ. 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.

Ответ. 11,2 л.

7. В образце йодида кальция общее число атомов меньше, чем в 1 г хлорида натрия, но больше, чем в 1 г бромида алюминия. Определить область допустимых значений массы йодида кальция.

Ответ. 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.

Ответ. Фторид магния.

9. Сколько молекул содержится в стакане воды емкостью 200 мл?

Ответ. 6,69•1024.

10. Чему равна масса одного кубометра воздуха при н.у.?

Ответ. 1 кг 295 г.

11. Вычислить массу бромид-ионов, которые попадут в организм с 10 мл микстуры, если в 200 мл микстуры содержится по 2 г бромида натрия и бромида калия.

Ответ. 145 мг.

12. Вычислить массу нитрата хрома(III), в которой содержится 1026 протонов.

Ответ. 338 г.