Файл: Учебнометодический комплекс дисциплины Для специальности 050102. 65 Биология с дополнительной специальностью Химия.doc

– зависимость скорости движения молекул газа от температуры;

– средняя скорость движения молекул;

1. 
   При какой температуре средняя квадратичная скорость молекул углекислого газа равна 500м/с.
   
2. 
   Вычислить среднюю квадратичную скорость молекул кислорода при 100С.
   
3. 
   Определите значение среднеквадратичной скорости и среднеквадратичной энергии молекул хлороводорода при 450С.
   
4. 
   Вычислите среднюю квадратичную скорость молекул азота при 18С. При какой температуре такую же среднюю скорость будут иметь молекулы аммиака?
   
5. 
   Определите среднюю кинетическую энергию одной молекулы идеального газа при 100С.
   

II. Задачи (каждому студенту номера задач только своего варианта)

Пример задач одного варианта:

1. 
   Найдите относительную молекулярную массу газа и число его молекул, если при н.у. 5 г газа занимают объём 2 л. Как изменится объём газа при увеличении: а) давления на 19016 Па; б) температуры на 80С.
   

2. 
   В закрытом сосуде объемом 6 л находится при 10С смесь, состоящая из 8,8 г CO₂, 3,2 O₂ и 1,2 CH₄. Вычислите общее давление газов смеси, парциальные давления газов и их объемные доли (%).
   

Приложение 1 закона термодинамики к термодинамическим и химическим процессам

Каждому студенту номера задач только своего варианта

Пример задач одного варианта:

1. 
   Найдите изменение внутренней энергии при испарении 0,2 кг этанола при температуре его кипения под давлением 1,013·10⁵ Па. Теплота парообразования спирта при температуре кипения равна 857,7 Дж/г, а удельный объем пара равен 0,607 м³/кг. Объемом жидкости пренебречь.
   
1. 
   Вычислите тепловой эффект реакции 4НCl + О₂ → 2Н₂О (ж) + 2Cl₂ при 298 К и 350К: а) при P=const; б) при V=const. Тепловой эффект образования вещества при стандартных условиях возьмите из справочника.
   

Растворы

Каждому студенту 7 задач своего варианта

Пример задач одного варианта:

1. 
   В одном литре раствора бромида натрия содержится 0,3219 кг бромида натрия. Плотность раствора при 293 К равна 1238,2 кг/м³. выразите концентрацию раствора: а) в молях соли в 1 л раствора; б) в молях соли на 1 кг воды; в) в молярных долях; г) в процентах; д) в молях воды на 1 моль бромида натрия.
   
2. 
   Чему равна активность бромид-ионов в растворе, содержащем по 0,01 моль/л бромидов натрия и алюминия.
   
3. 
   Рассчитать степень диссоциации 0,1М раствора сероводорода по I и II степени исходя из константы диссоциации К₁=1,0 ^. 10^–7; К_II=1,3 ^. 10^–13.
   
4. 
   Механизм релаксационного и электрофоретического эффектов.
   
5. 
   При температуре 18С удельная электропроводность насыщенного раствора хлорида серебра в воде равна 1,259 ^. 10^–6Ом^{–1 .} см^–1; а подвижность катиона Аg⁺ равна 54,4; аниона Сl^– – 65,5. Определите массу хлорида серебра, растворенного в литре раствора.
   
6. 
   Раствор, содержащий бромид натрия массой 0,993 г в воде массой 33,5 г замерзает при –0,944С. Вычислите кажущуюся степень диссоциации соли в этом растворе. Криоскопическая постоянная воды 1,86 К ^. кг/моль.
   
7. 
   Известно, что сильные электролиты диссоциируют на ионы в любых растворах нацело. Какой же смысл вкладывается в понятие степени диссоциации сильного электролита? Приведите пример.
   

---

Электрохимия

Каждому студенту 3 задачи своего варианта

Пример задач одного варианта:

1. 
   Составьте схему работы гальванического элемента, образованного железом и свинцом. Погруженными в 0,005 М растворы их солей. Рассчитайте ЭДС этого элемента и изменение величины энергии Гиббса.
   
2. 
   Определите расход электроэнергии на получение 1 т меди при выходе по току 96%.
   
3. 
   Железо покрыто хромом. Какой из металлов будет корродировать в случае нарушения поверхностного слоя покрытия в атмосфере промышленного района (влажный воздух содержит СО₂, Н₂S, SО₂ и др.)? Составьте схему процессов, происходящих на электродах образующегося гальванического элемента.
   

Кинетика и катализ химических реакций

Каждому студенту нужно определить заданные величины для своей реакции

По значениям констант скоростей при двух температурах определите энергию активации, константу скорости при температуре Т₃, температурный коэффициент скорости и количество вещества, израсходованное за время τ, если начальные концентрации равны С₀, а порядок реакции и молекулярность совпадают.

Пример реакции одного варианта:

Реакция	Т1,К	К1	Т2,К	К2	Т3,К	τ, мин	С0, моль/л
H2 + Br2 → 2HBr	574,5	0,0856	497,2	0,00036	483,2	60	0,09

---

8.4. Методические указания преподавателям

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных со строением химических соединений и общими закономерностями протекания химических процессов.

Преподавание дисциплины включает следующие формы организации учебного процесса: лекции, семинарские занятия, самостоятельная работа студента. Предусмотрен текущий (модульные задания), промежуточный (потоковые контрольные работы) и итоговый контроль (экзамен).

Курс лекций включает две части: строение и состояние вещества и термодинамику и кинетику химического процесса.

На семинарских занятиях студенты учатся использовать методологию предмета для решения различных конкретных физико-химических задач: записывать уравнения радиоактивного распада и ядерных реакций, определять электронные конфигурации атомов, атомарных ионов и двухатомных молекул, описывать геометрию и определять дипольный момент многоатомных молекул, интерпретировать простейшие электронные, колебательные и ЯМР-спектры, рассчитывать энергии химических процессов исходя из данных по энергии химических связей, вычислять энтальпии, энтропии, энергии Гиббса и константы равновесия химических процессов из базовых данных по стандартным энтальпиям образования и энтропиям веществ, рассчитывать равновесный состав из начального и константы равновесия, решать задачи по химической кинетике, и др.

Для успешного усвоения курса предлагаются задания, составляющие основу самостоятельной работы студента. Эти задания каждый студент выполняет самостоятельно, используя конспекты лекций, учебную литературу, необходимые данные для решения предложенных задач из справочников, электронных баз данных, и представляет результаты работы к конкретному сроку преподавателю. Кроме этого, самостоятельная работа студента предусматривает подготовку к семинарам, потоковым контрольным работам и экзамену.

Рейтинговая система обучения

Общие положения

В соответствии с государственным образовательным стандартом для специальности «Биология и химия» конечной целью является приобретение студентами знаний о фундаментальных законах, закономерностях и основных методах физико-химической науки; умений и навыков работы в лаборатории физической химии. На изучение дисциплины отводится 68 часов аудиторных занятий. Распределение занятий по видам учебной деятельности представлено в таблице 1.

---

Таблица 1

Распределение аудиторных занятий по видам учебной деятельности

Вид учебных занятий	Число часов
Лекции	28
Лабораторные занятия	40

В основу организации учебной работы положена рейтинговая система обучения.

Текущий контроль

Под текущим контролем понимается оценка работы студента, формирующаяся из баллов, полученных за работу на просеминаре и задач к нему, а также из оценок за лабораторные работы.
Самостоятельная работа

Самостоятельная работа должна присутствовать во всех основных видах учебной деятельности, основным из которых является освоение теоретической части рабочей программы. Результатом ее освоения является выполнение индивидуального задания. Каждый студент должен выполнить пять индивидуальных заданий:

• 
  законы идеального газа и идеальных газовых смесей;
  
• 
  приложение 1 закона термодинамики к термодинамическим и химическим процессам;
  
• 
  растворы;
  
• 
  электрохимия;
  
• 
  кинетика и катализ химических реакций.
  

Индивидуальное задание включает набор задач, количество которых в зависимости от изучаемого раздела может варьировать от одной до семи. В первом индивидуальном задании также предусмотрены общие для всех студентов теоретические вопросы.

При работе над индивидуальным заданием студент может получить консультацию у преподавателя.


Обобщающий контроль

Обобщающий контроль знаний студентов осуществляется путем проведения письменных контрольных работ: по одной в блоках «Химическая термодинамика», «Электрохимия», «Кинетика и катализ», и по две в блоках «Равновесия» и «Растворы». Каждая контрольная работа включает 3 задачи.

Кроме того, обобщающий контроль предусматривает КСР (контроль самостоятельной работы) для таких блоков, как «Химическая термодинамика», «Равновесия», «Кинетика и катализ химических реакций» и тестовый контроль по каждому блоку. Для самоконтроля подготовленности к сдаче КСР, студентам предлагается набор задач и теоретических вопросов.
Итоговый контроль

Итоговый контроль проводится в виде сдачи экзамена.
Механизм формирования рейтинга

Количественной мерой успеваемости студента является его рейтинг или иными словами суммарное количество баллов, набранное им при выполнении всех видов учебной работы.

---

Общая структура рейтинга при изучении курса «Физическая химия» представлена в таблице 2. В ней приведены численные значения (в баллах) каждого вида учебной деятельности.
Таблица 2

Структура рейтинга по курсу физической химии

Вид контроля	Форма учебной работы	Рейтинг (Rmax)
		В баллах	в %
Текущий	1. Просеминар 2. Задачи к просеминару 3. Лабораторный практикум	5×9=45 3×9=27 5×9=45	17,5 10,5 17,5
	Итого	117	45,5
Самостоятель­ная работа	Индивидуальное задание	5×10=50	19,5
	Итого	50	19,5
Обобщаю­щий	1. Контрольная работа 2. КСР 3. Тест	7×5=35 3×10=30 5×5=25	13,6 11,7 9,7
	Итого	90	35
ИТОГО		257	100

Максимальное количество баллов, которое может набрать студент при изучении курса «Физическая химия», составляет 257.

Для получения отличной оценки в зачётную книжку необходимо набрать 230 баллов (90%) и более.

Для получения оценки «хорошо» в зачётку (по желанию студента) – 205-229 балла (80%) и оценки «хорошо» с подтверждением на экзамене (50:50) – 192-195 баллов (75%)

Для допуска к экзамену необходимо получить не менее 128,5 баллов.

Если самостоятельные и лабораторные работы сдаются не в намеченные сроки, то студент получает только допуск к экзаменам.


II. Материалы, устанавливающие содержание и порядок проведения промежуточных и итоговых аттестаций

---