Программа вступительных испытаний по химии Нижний Новгород 2011 I. Теоретические основы химии

Нижегородский государственный технический университет

им. Р.Е. Алексеева

Факультет довузовской подготовки и дополнительных образовательных услуг

УТВЕРЖДАЮ:

Проректор по учебно-методической работе
_______________ Е.Г. Ивашкин

“_____”_______________ 2011 г.

Программа вступительных испытаний по химии

Нижний Новгород 2011

I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИИ
1. Предмет и задачи химии. Место химии среди естественных наук. Химия и проблемы современного общества. Химия и экология.
2. Атомно-молекулярное учение. Атомы. Молекулы. Постоянство состава вещества. Относительная атомная и относительная молекулярная масса. Закон сохранения массы, его значение в химии. Моль - единица количества вещества. Молярная масса. Закон Авогадро и молярный объем газа. Число Авогадро. Относительная плотность газа. Уравнение Менделеева - Клапейрона.
3. Химический элемент. Простое и сложное вещество. Аллотропия. Расчет массовой доли химического элемента в веществе по его формуле. Вывод формулы химических соединений. Знаки химических элементов и химические формулы.
4. Атомное ядро. Изотопы. Стабильные и нестабильные ядра. Радиоактивные превращения.
5. Двойственная природа электрона. Строение электронных оболочек атомов на примере элементов первого, второго, третьего и четвертого периодов Периодической системы. Квантовые числа. Атомная орбиталь. Электронная конфигурация атомов в основном и возбужденном состоянии.
6. Открытие Д.И. Менделеевым периодического закона и создание периодической системы. Значение периодического закона. Современная формулировка периодического закона. Малые и большие периоды, группы и подгруппы. Зависимость свойств элементов от положения в периодической системе.
7. Химическая связь и различные формы существования вещества. Природа химической связи. Типы химических связей: ковалентная (полярная и неполярная), ионная, водородная, металлическая. Механизм образования ковалентной связи: обменный и донорно-акцепторный. Энергия связи. Полярность связи. Кратные связи. Модель гибридизации атомных орбиталей. Связь электронной структуры молекул с их геометрическим строением на примере соединений II периода. Делокализация электронов в сопряженных системах. Механизм образования комплексных соединений. Структурные формулы. Изомерия, ее виды. Структурная и пространственная изомерия. Межмолекулярные взаимодействия. Агрегатные состояния веществ и переходы между ними в зависимости от давления и температуры. Жидкости. Ассоциация молекул в жидкости. Твердые тела. Основные типы кристаллических решеток.
8.Классификация химических реакций: реакции соединения, разложения, замещения, обмена. Окислительно-восстановительные реакции. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций. Количественные характеристики окислительно-восстановительных реакций (ряд стандартных электродных потенциалов).
9. Термохимические уравнения. Закон Гесса. Понятие о скорости химической реакции. Параметры, определяющие скорость реакции. Константа скорости химической реакции. Энергия активации. Катализ и катализаторы. Обратимость химических реакций. Химическое равновесие и условия его смещения. Принцип Ле-Шателье.
10. Растворы. Растворимость веществ. Зависимость растворимости от их природы, от температуры и давления. Тепловые эффекты при растворении. Выражение концентрации растворов (массовая доля, объемная доля, молярная концентрация растворенного вещества в растворе). Твердые растворы.
11. Электролиты и электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Константа диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Ионные уравнения реакций. Ионное произведение воды, понятие о рН раствора. Кислоты, соли и основания в свете теории диссоциации электролитов.
12. Электрохимический ряд напряжений металлов. Электролиз водных растворов и расплавов электролитов. Процессы, протекающие у катода и анода. Применение процессов электролиза.

II. НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
13. Важнейшие классы неорганических соединений.

Оксиды, классификация оксидов (солеобразующие и несолеобразующие, основные, амфотерные, кислотные). Способы получения и свойства оксидов.

Основания, способы их получения и свойства. Щелочи, их получение, свойства и применение. Амфотерные гидроксиды.

Кислоты . Номенклатура кислот. Общие свойства кислот и способы получения. Реакция нейтрализации.

Соли (средние, кислые, основные), их состав, номенклатура, химические свойства. Гидролиз солей. Кристаллогидраты.
14. Металлы, их положение в периодической системе, физические и химические свойства. Металлы и сплавы в технике. Основные способы получения металлов. Коррозия металлов.
15. Щелочные металлы, их характеристика на основе положения в периодической системе и строения атома, химические свойства. Важнейшие соединения натрия и калия.
16. Общая характеристика элементов главной подгруппы II группы периодической системы. Кальций, химические свойства, важнейшие соединения. Жесткость воды и способы ее устранения.
17. Алюминий, характеристика элемента и его соединений на основе положения в периодической системе и строения атома. Химические свойства, важнейшие соединения. Амфотерность оксида и гидроксида алюминия.
18. Элементы побочных подгрупп: хром, марганец, железо, медь, цинк. Основные химические свойства этих металлов, их оксидов, гидроксидов, солей. Окислительно-восстановительные свойства на примерах хромата, дихромата, перманганата калия.
19. Водород, его физические и химические свойства: взаимодействие с неметаллами, оксидами металлов, с органическими веществами. Получение водорода в лаборатории и в технике, его применение.
20. Галогены, их общая характеристика. Сравнение свойств фтора, брома и иода со свойствами хлора. Соединения галогенов в природе, их применение. Хлор, его физические и химические свойства. Получение хлора электролизом в промышленности. Хлороводород, его получение, свойства. Соляная кислота (хлороводородная) и её соли. Применение хлора и его соединений.
21. Общая характеристика элементов главной подгруппы VI группы периодической системы. Сера, её физические и химические свойства. Сероводород. Сульфиды. Оксид серы (IV). Сернистая кислота. Оксид серы (VI). Серная кислота, её свойства и основы производства контактным способом.
22. Кислород, его физические и химические свойства. Аллотропия. Озон. Получение кислорода в лаборатории и в промышленности. Роль кислорода в природе и применение в технике. Круговорот кислорода в природе. Пероксид водорода.
23. Вода. Строение молекулы воды . Физические и химические свойства воды. Значение воды, охрана водоемов от загрязнения.
24. Общая характеристика элементов главной подгруппы V группы периодической системы. Фосфор, его аллотропные формы, физические и химические свойства. Фосфин, фосфиды. Оксид фосфора V, фосфорная кислота и её соли. Фосфорные удобрения.
25. Азот, его физические и химические свойства. Аммиак, его промышленный синтез, физические и химические свойства. Соли аммония. Оксиды азота. Азотная кислота. Химические особенности азотной кислоты. Соли азотной кислоты. Азотные удобрения.
26. Общая характеристика элементов главной подгруппы IV группы периодической системы. Кремний, его физические и химические свойства. Оксид кремния (IV) и кремниевая кислота. Соединения кремния в природе, их использование в технике.
27. Углерод, его аллотропные формы. Химические свойства углерода. Оксиды углерода (II) и (IV), их химические свойства. Угольная кислота и ее соли.

III. ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
28. Теория химического строения органических соединений А.М. Бутлерова. Зависимость свойств органических соединений от химического строения. Изомерия. Электронная природа химических связей в молекулах органических соединений, способы разрыва связей, понятие о свободных радикалах. Принципы номенклатуры органических соединений.
29. Гомологический ряд предельных углеводородов (алканов), их электронной и пространственное строение (sp³ - гибридизация). Номенклатура алканов, их физические и химические свойства. Применение в технике. Предельные углеводороды в природе. Циклопарафины.
30. Этиленовые углеводороды (алкены), гомологический ряд, sp² - гибридизация,  - и  - связи. Номенклатура, изомерия, химические свойства.
31. Общие понятия химии высокомолекулярных соединений: мономер, полимер, элементарное звено, степень полимеризации. Полимеризация, поликонденсация. Зависимость свойств полимеров от их строения. Полиэтилен. Понятие о диеновых углеводородах. Природный каучук, его строение и свойства. Синтетический каучук. Понятие об искусственных и синтетических волокнах.
32. Ацетилен, особенности его строения (sp - гибридизация, тройная связь), гомологический ряд. Получение ацетилена карбидным способом и из метана, химические свойства, применение.
33. Бензол, его электронное строение, химические свойства. Промышленное получение и применение бензола. Понятие о взаимном влиянии атомов на примере толуола.
34. Спирты, их строение, изомерия, номенклатура. Химические свойства спиртов, особенности многоатомных спиртов (глицерин). Применение.
35. Фенол, его строение, взаимное влияние атомов в молекуле. Химические свойства фенола в сопоставлении со свойствами спиртов. Применение фенола.
36. Альдегиды, их строение, химические свойства. Получение и применение муравьиного и уксусного альдегидов.
37. Карбоновые кислоты: строение карбоксильной группы, физические и химические свойства карбоновых кислот. Представители одноосновных кислот: муравьиная (её особенности), уксусная.
38. Сложные эфиры, их строение, получение реакцией этерификации, химические свойства. Жиры, как представители сложных эфиров, их роль в природе, химическая переработка.
39. Углеводы. Строение и свойства глюкозы, роль в природе и применение. Сахароза, её гидролиз.
40. Крахмал и целлюлоза, их строение, химические свойства, роль в природе. Применение целлюлозы и ее производных.
41. Амины, как органические основания, их реакции с водой и кислотами. Анилин и его получение из нитробензола.
42. Аминокислоты, их строение, изомерия. Химические свойства. Альфа - аминокислоты как структурные единицы белков. Строение и биологическая роль белков.
43. Азотсодержащие гетероциклические соединения. Нуклеиновые кислоты. Строение и биологическая роль нуклеиновых кислот.

В А Р И А Н Т № 1 (Вечерняя форма обучения)
1. Кислород, его физические и химические свойства. Озон. Круговорот кислорода в природе. Пероксид водорода.
2. Этиленовые углеводороды (алкены). Номенклатура, изомерия, химические свойства.
3. Определите массовую долю хлорида натрия в растворе, полученном смешением 90 г хлорида натрия со 150 г воды.
4. Рассчитайте объем SO₂ , который можно получить после обжига на воздухе 5,61 кг технического FeS, содержащего 20 % негорючих примесей.

5. Найдите объем (н.у.) метана, который может полностью сгореть в 75 л (н.у.) воздуха. Содержание кислорода в воздухе 21 % (объемный).

В А Р И А Н Т № 3 (Заочная форма обучения)
1. Вода. Строение молекул воды. Физические и химические свойства воды. Значение воды, охрана водоемов от загрязнений.
2. Карбоновые кислоты, номенклатура. Химические свойства на примере муравьиной и уксусной кислот.
3. К 72 г 18 % -ного раствора соляной кислоты добавили 83 мл воды. Вычислите массовую долю соляной кислоты в полученном растворе.
4. Какая масса Fe₂O₃ может быть полностью восстановлена до железа оксидом углерода (II) объемом 127 л (н.у.).

5. Определите объем этана, который сгорел в 700 л воздуха (н.у.) Содержание кислорода в воздухе 21 % (объемный).

В А Р И А Н Т № 4 (Заочная форма обучения)
1. Металлы, их положение в периодической таблице Д. И. Менделеева. Физические и химические свойства металлов.
2. Предельные углеводороды (алканы), гомологический ряд, номенклатура, изомерия, физические и химические свойства.
3. Смешивают 45 г 38 5 –ного раствора серной кислоты с 5 % -ным раствором этой кислоты массой 320 г. Вычислите массовую долю серной кислоты в полученном растворе.
4. Обжиг 200 г известняка привел к полному разложению карбоната кальция. Рассчитайте содержание СаСО₃ в известняке ( % массовые), если при разложении получилось 80 г диоксида углерода.

5. Определите объем воздуха, пошедший на сгорание 12 л пропана (н.у.). Содержание кислорода в воздухе 21 % (объемный).

В А Р И А Н Т № 5 (ИФХФ)
1. Азот, его физические и химические свойства. Аммиак, его промышленный синтез. Азотная кислота, её химические свойства. Азотные удобрения.
2. Сложные эфиры, их строение, получение реакцией этерификации, химические свойства. Жиры, как представители сложных эфиров, их роль в природе, химическая переработка.
3. Дописать уравнение химической реакции. Подобрать коэффициенты, определить окислитель и восстановитель.
Cl₂ + KOH_{(горячий р-р)} = …
4. Написать химические реакции, соответствующие цепочке превращений. Определить вещества X₁ ; X₂ ; X₃ ; X₄ ; X₅ .

+ H₂O + CuO + Cu(OH)₂ + Cl₂ NaOH(водн. р-р)

Этилен  X₁  X₂  X₃  X₄  X₅

5. При упаривании раствора хлорида калия массой 4500 г с массовой долей соли 2,5 % получили раствор 1500 г. Определите массовую долю соли в полученном растворе.

6. При электролизе 7 % -го водного раствора КОН объемом 134 мл и плотностью 1,06 г/см³ на аноде выделилось 33,6 л газа (н.у.). Определите концентрацию раствора КОН после электролиза. Какой объем 20 % -го раствора соляной кислоты плотностью 1,14 г/мл потребуется на нейтрализацию раствора, полученного после электролиза ?
7. Массовая доля крахмала в картофеле составляет 23 %. Какую массу глюкозы можно получить из 1,7 тонны картофеля, если выход продукта реакции составляет 78 % от теоретического ?
В А Р И А Н Т № 6 (ИФХФ)
1. Алюминий, характеристика элемента и его соединений на основе положения в периодической системе Д. И. Менделеева и строения атома. Химические свойства алюминия, важнейшие соединения, получение в промышленности.
2. Углеводы. Строение и химические свойства глюкозы, роль в природе и применение.
3. Дописать уравнение химической реакции. Подобрать коэффициенты, определить окислитель и восстановитель.
Zn + HNO_{3 (разбавл.)} = …
4. Написать химические реакции, соответствующие цепочке превращений. Определить вещества X₁ ; X₂ ; X₃ ; X₄ ; X₅ .

+ HCl + NaOH (спирт. р-р) Ni катал. C(актив.) + Сl₂

Этилен  X₁  X₂  X₃  X₄  X₅

- H₂ t = 420⁰C Свет

5. Найдите массовую долю сульфата меди в растворе плотностью 1,04 г/см³, из 170 мл которого при пропускании достаточного количества сероводорода выпало 8,4 г осадка.

6. В раствор сульфата меди была опущена железная пластинка массой 6,3 г. После выдержки в растворе масса пластинки составила 6,72 г. Определите массу выделившейся на пластинке меди.
7. Определите массу глюкозы, которая потребуется для получения этилового спирта, если известно, что при нагревании полученного спирта с концентрированной серной кислотой образуется 16 мл диэтилового эфира плотностью 0,925 г/см³ с выходом продукта реакции 60 %.
В А Р И А Н Т № 7 (ИФХФ, вечерняя форма обучения)
1. Углерод, его аллотропные формы. Химические свойства углерода. Оксиды углерода (II) и (IV), их химические свойства. Угольная кислота и её соли.
2. Общие понятия о химии высокомолекулярных соединений: мономер, полимер, элементарное звено, степень полимеризации. Реакции полимеризации и поликонденсации. Применение полимеров в промышленности.
3. Дописать уравнение химической реакции. Подобрать коэффициенты, определить окислитель и восстановитель.
Br₂ + NaOH_{(горячий р-р)} = …
4. Написать химические реакции, соответствующие цепочке превращений. Определить вещества X₁ ; X₂ ; X₃ ; X₄ ; X₅ .

+ NaOH(сплав) t = 1000⁰C C(актив.) +Br₂ (Fe) + NH₃ (t,P)

Ацетат натрия  X₁  X₂  X₃  X₄  X₅

-H₂ t = 420 ⁰C

5. Растворимость KМnO₄ составляет 25 г на 100 г воды при 65 ⁰С. Рассчитайте массовую долю соли в насыщенном растворе.

6. Масса твердого остатка после восстановления водородом 1,52 г смеси оксидов железа (II) и меди (II) составляет 1,2 г. Вычислите массовую долю оксида меди (II) в исходной смеси.
7. Органическое соединение массой 27 г, содержащее кислород, полностью реагирует с 34,8 г оксида серебра (I) в аммиачном растворе. При сжигании того же соединения объемы затраченного кислорода и полученного углекислого газа равны. Определите это соединение.