Химия : экспресс-репетитор для подготовки к ЕГЭ
Покупка
Тематика:
Химия
Издательство:
Феникс
Год издания: 2017
Кол-во страниц: 279
Дополнительно
Вид издания:
Практическое пособие
Уровень образования:
Основное общее образование
ISBN: 978-5-222-28377-6
Артикул: 664455.01.99
Уникальность данного пособия заключается в сочетании краткости и полноты изложения курса химии, в возможности максимально быстрого доступа к нужной информации.
Пособие может быть использовано при подготовке к единому государственному экзамену, к химическим олимпиадам.
Рекомендуется учащимся средних общеобразовательных школ, гимназий, лицеев и специализированных колледжей.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
А. С. Егоров, Г. Х. Аминова ХИМИЯ экспресс-репетитор для подготовки к ЕГЭ Àáèòóðèåíò ÐÎÑÒÎÂ-íà-ÄÎÍÓ ÅÍÈÊÑ 2017 Èçäàíèå òðèíàäöàòîå
ÓÄÊ 373.167.1:54 ÁÁÊ 24ÿ729 ÊÒÊ 444 Å 30 Åãîðîâ À.Ñ. Å 30 Õèìèÿ : ýêñïðåññ-ðåïåòèòîð äëÿ ïîäãîòîâêè ê ÅÃÝ / À.Ñ. Åãîðîâ, Ã.Õ. Àìèíîâà. — Èçä. 13-å. — Ðîñ òîâ í/ Ä : Ôåíèêñ, 2017. — 279, [1] ñ. — (Àáèòóðèåíò). ISBN 978-5-222-28377-6 Óíèêàëüíîñòü äàííîãî ïîñîáèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â ñî÷åòàíèè êðàòêîñòè è ïîëíîòû èçëîæåíèÿ êóðñà õèìèè, â âîçìîæíîñòè ìàêñèìàëüíî áûñòðîãî äîñòóïà ê íóæíîé èíôîðìàöèè. Ïîñîáèå ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàíî ïðè ïîäãîòîâêå ê åäèíîìó ãîñóäàðñòâåííîìó ýêçàìåíó, ê õèìè÷åñêèì îëèìïèàäàì. Ðåêîìåíäóåòñÿ ó÷àùèìñÿ ñðåäíèõ îáùåîáðàçîâàòåëüíûõ øêîë, ãèìíàçèé, ëèöååâ è ñïåöèàëèçèðîâàííûõ êîëëåäæåé. ÓÄÊ 373.167.1:54 ÁÁÊ 24ÿ729 ISBN 978-5-222-28377-6 © Åãîðîâ À. Ñ., Àìèíîâà Ã. Õ., 2016 © Îôîðìëåíèå, ÎÎÎ «Ôåíèêñ», 2016
От авторов Атомно-молекулярная теория, закон сохранения массы, периодический закон Д. И. Менделеева, теории строения атома, химической связи, электролитической диссоциации, химического строения органических веществ, а также ряд других законов, теорий и принципов составляют тот теоретический фундамент химии, который позволяет находить общие методологические подходы к решению конкретных химических проблем, способствует пониманию и объяснению различных химических явлений. Освоение фундаментальных принципов химии — важнейшая составляющая химического образования, его основа. На этой основе строится изучение строения и свойств неорганических и органических веществ. При этом выясняется, что знание основных принципов — условие необходимое, но недостаточное для понимания широчайшего спектра фактов и явлений, связанных с химических поведением веществ; оказывается, что в химии (как и в любой другой области знаний) нет правил без исключений, что есть немало такой информации, которая требует простого запоминания и т. д. Типовая программа по химии для поступающих в вузы, специальные программы для поступающих на химические факультеты университетов и в вузы медико-биологического профиля устанавливают тот объем знаний, которым должен владеть абитуриент. Этот объем весьма значителен, поэтому пособия по химии, представляющие его достаточно полно [1—3], — это толстые книги, предназначенные для расширения и углубления знаний, но малопригодные для быстрого систематизированного повторения. В этой книге нами предпринята попытка изложить всю необходимую для абитуриента информацию по неорганической и органической химии, во-первых, в максимально полном объеме, во-вторых, в обобщенном и систематизированном виде и, в-третьих, в краткой и удобной для экспресс-повторения форме. Книга может быть также использована в качестве справочного пособия при решении задач по неорганической и органической химии, при подготовке к тестированию, к участию в химических олимпиадах и т. д.
Список основных сокращений амф. — амфотерный В — валентность в-во — вещество вз-ет — взаимодействует г. — газообразный гл. — главный др. — другой, другие ж. — жидкий искл. — исключение кат. — катализатор кисл. окс. — кислотный оксид конц. — концентрированный крист. — кристаллический к-та — кислота м.р. — малорастворимый н.р. — нерастворимый об. — обычный ОВ — органические вещества осн. — основание, осно‹вный осн. окс. — осно‹вный оксид подгр. — подгруппа ПСЭ — периодическая система элементов радиоакт. — радиоактивный разб. — разбавленный р-р — раствор св-ва — свойства с. о. — степень окисления тв. — твердый т. кип. — температура кипения т. пл. — температура плавления х. р. — хорошо растворимый щел. — щелочной щел.-зем. — щелочноземельный эл-з — электролиз ЭО — электроотрицательность Список обозначений е– — электрон Еион. — энергия ионизации Е° — стандартный электродный потенциал Hal — галоген Me — металл HeMe — неметалл Р — давление T(t) — температура hν — свет Кдисс. — константа диссоциации (ионизации) pH — водородный показатель ↑ — увеличивается (повышается) ↓ — уменьшается (понижается)
ЧАСТЬ I НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ 1.1. Определение и предмет химии. Формы существования веществ Определение химии Химия — это область естествознания, наука о веществах и их превращениях. Определение вещества Вещество — форма материи, состоящая из частиц, которые имеют массу покоя, например, атомов, молекул, ионов (в отличие от частиц поля, не имеющих массы покоя). Число природных и синтезированных веществ составляет более 20 млн. Каждое из них при данных условиях обладает определенной совокупностью физических и химических свойств. Физические свойства веществ — Агрегатное состояние: твердое (тв.), жидкое (ж.), газообразное (г.) — Температура кипения (т. кип.) — Температура плавления (т. пл.) — Плотность (ρ), выраженная в г/см 3, кг/дм 3 и др. — Растворимость (например, в воде; выраженная в г/100 г H2O) — Цвет, запах, вкус и др. Например, вода — жидкое при обычных условиях вещество, без цвета, запаха и вкуса; т. кип. 373 K (100º C), т. пл. 273 K (0ºC); ρ = 1 кг/дм 3 или 1 г/см 3. Химические свойства вещества. Химические реакции Способность данного вещества при определенных условиях или при взаимодействии с другими веществами образовывать новые вещества называется его химическими свойствами. Превращения одних веществ в другие вещества называются химическими реакциями. Например, некоторые химические свойства воды проявляются в ходе следующих реакций: 2H2O = эл-з 2H2 + O2 2H2O + 2Na = 2NaOH + H2↑
H2O + CaO = Ca(OH)2 H2O + CH2=CH2 H+ CH3−CH2−OH — — Z). 1H — 8O — 26Fe — — . — — Z
Молекулярные и графические формулы Состав молекул выражается молекулярными химическими формулами. Например: H2, O2, O3, P4, S8 — формулы молекул веществ, образованных атомами одного элемента; HCl, SO3, C6H6, C6H12O6 — формулы молекул веществ, образованных атомами разных элементов. Структура молекул выражается графическими формулами. Например: H−O−H графическая формула молекулы воды; N≡N графическая формула молекулы азота; S O O O графическая формула молекулы оксида серы (VI). Каждая черточка в графической формуле обозначает общую электронную пару, т. е. одну химическую связь. Число связей, образуемых атомом данного элемента, определяется валентностью элемента, которая, в свою очередь, зависит от электронного строения его атомов. Ионы Отдавая или присоединяя электроны, атомы превращаются в заряженные частицы — простые (элементарные) ионы. Для атомов элементов-металлов характерно образование положительно заряженных ионов, т. е. катионов. Например: Na 0 − 1ē → Na + атом натрия катион натрия Для атомов элементов-неметаллов характерно образование отрицательно заряженных ионов, т. е. анионов. Например: Cl 0 + 1 ē → Cl− атом хлора анион хлора (хлорид-ион) Кроме простых, существуют сложные (многоатомные) ионы, атомы в составе которых связаны ковалентными связями. Например: NH4 +, H3O +, [Cu(NH3)4] 2+ — сложные катионы; OH−, NO3 −, SO4 2−, [Ag(CN2)]− — сложные анионы. Определение понятия «ионы» Таким образом, ионы — одноатомные или многоатомные частицы, несущие электрический заряд. В результате электростатического притяжения между катионами и анионами образуются ионные соединения. Например: Na +Cl−, K2 +[SO4] 2−, [NH4] +[NO3]−, [Cu(NH3)4] 2+(OH)2 − (или без зарядов ионов: NaCl, K2SO4, NH4NO3, [Cu (NH3)4] (OH)2). Ионные соединения — это вещества с ионной кристаллической решеткой.
Понятие о простых и сложных веществах Все вещества можно разделить на простые и сложные. Простые вещества — это вещества, состоящие из атомов одного элемента. Например: простые вещества-металлы Fe (железо), медь (Cu) и др.; простые вещества-неметаллы Si (кремний), H2 (водород), Cl2 (хлор), N2 (азот) и др. Обратите внимание, что названия простых веществ, как правило, совпадают с названиями химических элементов. Число существующих простых веществ (около 400) больше числа химических элементов, что объясняется явлением аллотропии. Аллотропия — явление образования нескольких простых веществ одним элементом. Простые вещества, образованные одним и тем же элементом, называются аллотропными видоизменениями (модификациями). Они могут отличаться составом молекул (например, O2 — кислород и O3 — озон) или структурой (например, аллотропные модификации углерода C — алмаз и графит). Сложные вещества — это вещества, состоящие из атомов разных элементов. Например: CO2 (углекислый газ), NaCl (хлорид натрия), C6H6 (бензол), C12H22O11 (сахароза) и др. Формы существования и примеры простых и сложных веществ сведены в следующей таблице: Форма существования Примеры веществ Простые вещества Свободные (химически несвязанные) атомы Благородные газы: гелий He, аргон Ar и др. Атомы, связанные друг с другом в атомной кристаллической решетке. Алмаз C, графит C, кремний Si и др. Газообразные и жидкие вещества, состоящие из молекул. Водород H2, кислород O2, хлор Cl2, бром Br2 и др. Твердые вещества с молекулярной кристаллической решеткой. Иод I2, ромбическая сера S8, белый фосфор P4 и др. Ионы и атомы, образующие металлическую кристаллическую решетку. Свободные металлы: медь Cu, железо Fe, алюминий Al и др. Сложные вещества Газы и жидкости, состоящие из молекул. Углекислый газ CO2, аммиак NH3, хлороводород HCl, вода H2O, этанол C2H5OH и др. Твердые вещества с молекулярной кристаллической решеткой. Лед H2O, мочевина (NH2)2CO, фруктоза C6H12O6 и др. Твердые вещества с ионной кристаллической решеткой (ионные соединения). Хлорид натрия NaCl, гидроксид бария Ba(OH)2, фенолят калия C6H5OK и др.
1.2. Важнейшие классы неорганических веществ 1.2.1. Оксиды Определение Оксиды — соединения двух элементов, один из которых кислород в степени окисления –2. Классификация, номенклатура Оксиды Солеобразующие Осно‹вные Амфотерные Кислотные Оксиды, гидраты которых являются основаниями. Оксиды металлов со степенями окисления +1 и +2 (реже +3). Примеры: Na2O — оксид натрия, CaO — оксид кальция, CuO — оксид меди (II), CoO — оксид кобальта (II), Bi2O3 — оксид висмута (III), Mn2O3 — оксид марганца (III) Оксиды, гидраты которых являются амфотерными гидроксидами. Оксиды металлов со степенями окисления +3 и +4 (реже +2). Примеры: Al2O3 — оксид алюминия, Cr2O3 — оксид хрома (III) SnO2 — оксид олова (IV) MnO2 — оксид марганца (IV) ZnO — оксид цинка, BeO — оксид бериллия Оксиды, гидраты которых являются кислородсодержащими кислотами. Оксиды неметаллов. Примеры: P2O3 — оксид фосфора (III), CO2 — оксид углерода (IV), N2O5 — оксид азота (V), SO3 — оксид серы (VI), Cl2O7 — оксид хлора (VII). Оксиды металлов со степенями окисления +5, +6 и +7 Примеры: Sb2O5 — оксид сурьмы (V), CrO3 — оксид хрома (VI), MnO3 — оксид марганца (VI), Mn2O7 — оксид марганца (VII) C +2 rO (осн.) C +3 r2O3 (амф.) C +6 rO3 (кисл.) Изменение характера оксидов при увеличении с. о. металла M +2 nO, M +3 n2O3 M +4 nO2 (амф.) M +6 nO3, M +7 n2O7 Несолеобразующие (безразличные, индифферентные) CO, SiO, N2O, NO ⎫⎪⎪⎬⎪⎪⎭ (осн.) ⎫⎪⎪⎬⎪⎪⎭ (кисл.)
твердые жидкие газообразные Физические свойства Агрегатное состояние CaO, CuO, Li2O и др. осн. оксиды; ZnO, Al2O3, Cr2O3 и др. амф. оксиды; SiO2, P2O5, CrO3 и др. кисл. оксиды SO3, Cl2O7, Mn2O7 и др. CO2, SO2, N2O, NO, NO2 и др. растворимые нерастворимыe Растворимость в воде а) основные оксиды щелочных и щелочноземельных металлов; б) практически все кислотные оксиды (исключение: SiO2) а) все остальные основные оксиды; б) все амфотерные оксиды в) SiO2 Химические свойства Общими свойствами основных, кислотных и амфотерных оксидов являются кислотно-основные взаимодействия, которые иллюстрируются следующей схемой: I. Кислотноосновные свойства Основный оксид Кислотный оксид Основание Кислота + + Соль +H2O +H2O + + Примеры: CaO + H2O = Ca (OH)2 (только для оксидов основный основание щелочных и щелочно- оксид земельных металлов) SO3 + H2O = H2SO4 (кроме SiO2) Кислотный кислота оксид