Окислительно-восстановительные процессы. Электрохимия

Министерство образования и науки Российской Федерации

Тульский государственный университет

Кафедра химии

ХИМИЯ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Для студентов–заочников инженерно-технических

Специальностей вузов

Тула 2007

 

 

Разработали: д.х.н. Аверьянов В.А., к.х.н. Карташова Т.Д., к.х.н. Дмитриева Е.Д., к.х.н. Хлебникова С.Ф.

УДК:67

Д.х.н. Аверьянов В.А., к.х.н. Карташова Т.Д., к.х.н. Дмитриева Е.Д., к.х.н. Хлебникова С.Ф.

Химия. Методические указания, рабочая программа и контрольные задания для студентов–заочников инженерно-технических

Специальностей вузов.

 

Пособие включает программу, методические указания, примеры решения типовых задач и контрольные задания по химии для студентов-заочников инженерно-технических специальностей вузов. Тематические разделы пособия выдержаны в строгом соответствии с содержанием программы курса химии для этих специальностей.

Пособие предназначено для самостоятельной работы студентов-заочников инженерно-технических специальностей вузов.

 

Программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

 

Введение.

 

Химия как предмет естествознания. Связь химии с другими науками и объектами хозяйственной деятельности человека. Химические аспекты охраны окружающей среды.

Химическая реакция – основной объект изучения химии. Вещественная, энергетическая и кинетическая стороны химической реакции.

 

Строение вещества.

Строение атома и систематика химических элементов.

Квантово-механические представления о строении атомов. Волновое уравнение. Орбиталь. Квантовые числа. Электронные формулы. Принципы заполнения многоэлектронных атомов и их реализация. Периодическая система Д.И.Менделеева и электронная структура атомов элементов. Периодические свойства элементов и образуемых ими соединений. Предсказательная сила периодического закона.

Химическая связь.

Химическая связь. Определение и характеристики химических связей. Основные виды связей. Ковалентная связь. Метод валентных связей. Обменный и донорно-акцепторный механизмы образования химических связей. Метод молекулярных орбиталей. σ- и π-Связи. Гибридизация. Пространственное строение молекул. Силы межмолекулярных взаимодействий. Водородная связь.

 

Общие закономерности химических процессов.

 

Вещественная сторона химических реакций.

Закон сохранения вещества. Закон эквивалентов. Стехиометрические уравнения.

Энергетическая сторона химических процессов. Химическое равновесие.

Энергетика химических процессов. Понятие о термодинамических потенциалах. Внутренняя энергия и энтальпия. Первый закон термодинамики. Тепловые эффекты химических реакций. Законы Гесса. Термохимические расчеты. Направленность химических реакций. Факторы, определяющие направленность химических реакций. Энергия Гиббса, ее изменение как критерий направленности химических реакций. Химическое равновесие. Принцип смещения равновесия. Факторы смещения расновесия. Константа равновесия и ее связь с термодинамическими потенциалами.

 

 

2.3. Кинетическая сторона химических реакций.

 

Химическая кинетика. Основное уравнение химической кинетики. Факторы скорости химических реакций: концентрация, давление, температура, катализ. Порядок реакций как показатель количественного влияния концентрации реагентов на их скорость. Методы определения порядков реакций. Константа скорости химической реакции. Уравнения Аррениуса и Вант-Гоффа. Энергия активации как мера количественного влияния температуры на скорость реакции. Гомогенный катализ. Гетерогенный катализ. Фактор адсорбции в гетерогенном катализе.

 

Растворы. Электрохимические процессы.

 

Растворы.

Дисперсные системы. Их классификация. Растворы. Типы растворов. Способы выражения концентрации растворов. Растворы электролитов и неэлектролитов. Водные растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Равновесия в растворах электролитов. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель. Ионные реакции в растворах. Гидролиз солей.

Окислительно-восстановительные процессы. Электрохимия.

Окислительно-восстановительные реакции. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций. Электрохимические процессы. Гальванические элементы. ЭДС гальванического элемента и ее измерение. Понятия об электродных потенциалах. Электродные потенциалы металлических, газовых и окислительно-восстановительных электродов. Уравнение Нернста. Оценка направленности окислительно-восстановительных реакций. Электролиз. Последовательность электродных процессов. Выход по току. Электролиз с нерастворимыми и растворимыми анодами. Практическое значение электролиза.