Перечень вопросов для выполнения контрольной работы №2 «Химия. Биотехнология»

1. Основы химической термодинамики.

2. 1 и 2 законы термодинамики.

3. Энтальпия. Энтропия. Свободная энергия Гиббса.

4. Сочетание термодинамического и кинетического подходов для установления причин протекания реакций.

5. Реакционная способность веществ.

6. Состояние динамического равновесия. Обратимые реакции. Константы равновесия.

7. Воздействие условий на равновесие. Принцип Ле Шателье.

8. Скорость реакции. Энтальпийный профиль реакции.

9. Сущность каталитического действия.

10. Характеристики промышленных катализаторов.

11. Типы катализаторов. Гомогенный и гетерогенный катализ.

12. Модернизация технологических процессов за счет использования катализаторов.

13. Специфичность катализаторов. Ферменты.

14. Методы повышения эффективности технологических процессов за счет использования катализаторов.

15. Устройство и предназначение гальванического элемента.

16. Качества гальванических элементов, применяемых на практике.

17. Стоимость электроэнергии, произведенной химическими источниками тока.

18. Топливный элемент. Свинцовый аккумулятор. Перспективы использования в автомобильной промышленности.

19. Электролиз.

20. Гальванотехника. Гальванопластика и гальваностегия.

21. Коррозия металлов. Виды коррозии и методы борьбы с ней.

22. Полупроводники. Области использования полупроводников

23. Явление адсорбции. Адсорбенты в технологических процессах.

24. Качественный, количественный и структурный анализ.

25. Современные методы идентификации веществ и их краткая характеристика.

26. Физико-химические методы анализа. Масс-спектрометрия.

27. Требования к современным методам анализа: точность измерения, экспрессность, автоматизация, легкость расшифровки данных.

28. Физические и химические методы анализа. Области применения, их достоинства и недостатки.

29. Колоночная, тонкослойная, ионообменная, бумажная, жидкостная, газовая хроматография. Перспективы, применение в современных технологиях.

30. Дифракционные методы исследования веществ. Рентгенография. Электронография.

31. Спектроскопические методы исследования.

32. Оптические методы исследования.

33. Классификация органических соединений.

34. Номенклатура названий органических соединений.

35. Виды изомерии. Применение изомеров.

36. Синтез, физические и химические свойства органических растворителей. Области применения.

37. Продукция и объемы производства тонкого органического синтеза.

38. Продукция и объемы производства основного органического синтеза.

39. Углеводороды. Применение в химической промышленности, в быту, перспективы развития химии углеводородов.

40. Применение элементоорганических соединений.

41. Перспективы развития нефтехимии.

42. Первичная переработка нефти. Атмосферно-вакуумная перегонка.

43. Вторичная переработка нефти. Термический крекинг (пиролиз).

44. Каталитический крекинг. Каталитический риформинг. Получение качественных видов топлив.

45. Отличия полимеров от низкомолекулярных соединений.

46. Зависимость свойств полимеров от состава и структуры молекул.

47. Стереоизомерия полимеров.

48. Физические состояния полимеров.

49. Стеклообразное состояние полимеров. Использование в промышленности, быту.

50. Высокоэластическое состояние полимеров. Использование в промышленности, быту.

51. Вязкотекучее состояние полимеров. Использование в промышленности, быту.

52. Современные полимерные материалы. Композиты. Смолы.

53. Каучуки. Эластомеры. Перспективы развития химии каучуков.

54. Полимерные композиционные материалы.

55. Химические волокна. Классификация, перспективы развития технологии химических волокон.

56. Замена традиционных конструкционных материалов на полимерные.

57. Экономическое обоснование целесообразности использования полимерных материалов.

58. Перспективные задачи промышленности ВМС.

59. Применение полимеров в с\х.

60. Переработка полимеров.

61. Использование полимеров в технологических процессах.

62. Основы мембранных технологий.

63. Современные мембранные материалы.

64. Перспективы развития мембранных технологий.

65. Использование мембранных технологий в процессах водоподготовки.

66. Физические и химические свойства воды. Аномалии воды. Показатели качества воды.

67. Водоподготовка в промышленных условиях. Опреснение.

68. Водоподготовка в промышленных условиях. Умягчение.

69. Механическая обработка сточных вод.

70. Извлечение сырьевых ресурсов из морской воды.

71. Физико-химические методы обработки сточных вод.

72. Биологическая обработка сточных вод.

73. Молекулярная биология — фундамент генетической инженерии.

74. Основные биохимические процессы и их применение в технологии.

75. Снижение энергоемкости и ресурсоемкости биотехнологий по сравнению с традиционными технологиями.

76. Экологическая безопасность биотехнологических процессов.

77. Пищевая биотехнология.

78. Биотехнологические методы синтеза белков.

79. Биотехнологические методы синтеза сахаридов.

80. Биотехнологические методы синтеза поверхностно-активных веществ и биоэмульгаторов.

81. Биотехнологические методы синтеза ферментов.

82. Биотехнологические методы синтеза витаминов.

83. Биотехнологические методы синтеза биологически активных веществ (БАД).

84. Биотехнологические методы синтеза гормональных препаратов.

85. Биотехнологические методы синтеза лекарственных препаратов.

86. Преспективы экологической биотехнологии.

87. Современные биотехнологии охраны окружающей среды.

88. Биологические методы очистки сточных вод.

89. Очистка сточных вод на биофильтрах.

90. Биологические методы очистки газо-воздушных выбросов.

91. Биологические методы переработки твердых отходов.

92. Микробиологическая обработка осадков сточных вод.

93. Биодеградация ксенобиотиков.

94. Биотехнологические методы детоксикации почвы.

95. Биотехнологическое устранение последствий стихийных бедствий и аварий.

96. Биотехнологические методы очистки при загрязнении почвы и водных поверхностей нефтью.

97. Применение генетически модифицированных растений и бактерий для охраны окружающей среды.

98. Перспективы технологической биоэнергетики.

99. Биотехнология производства этилового спирта.

100. Биологическое получение водорода.

101. Биологическое получение метана из отходов.

102. Биологическая переработка минерального сырья.

103. Микробиологические процессы выщелачивания металлов из руд.

104. Сельскохозяйственная биотехнология.

105. Биологические пестициды.

106. Микробиологическая борьба с вредителями.

107. Микробиологические методы борьбы с вредными насекомыми.

108. Биологические методы фиксации молекулярного азота.

109. Биологические и бактериальные удобрения.

110. Производство и переработка продуктов питания с пищевыми добавками.

111. Клеточная биотехнология в растениеводстве.

112. Генетическая модификация сельскохозяйственных культур в отношении стойкости к вредителям и гербицидам.

113. Безвредность генетически модифицированных культур для здоровья человека и для окружающей среды.

114. Мониторинг над коммерческим возделыванием генетически модифицированных сельскохозяйственных культур.

115. Биотехнология в животноводстве.

116. Клеточная инженерия у животных.

117. Применение биотехнологий в медицине и фармацевтике

118. Этические проблемы клонирования человека.

119. Клеточная инженерия у человека.

120. Проблема клонирования тканей и человеческих органов для лечения генетически обусловленных болезней человека.

121. Применение методов генной терапии для борьбы с онкологическими заболеваниями, СПИДом, инфекционными и наследственными болезнями.

122. Перспективы развития биоинформатики в исследовании генома человека.

123. Восстановление поврежденных тканей и органов биотехнологическими методами.

Задачи

I.

Укажите, какое вещество в каждой из перечисленных ниже пар веществ имеет большую энтропию, и дайте этому объяснение.

1. 1 моль NaBr (тв.) и 1 моль НBr (ж.) при 25⁰С

2. 2 моля Н₂O (г.) при 125⁰С и 1 моль Н₂O (г.) при 125⁰С

3. 1 моль НCl (г.) при 25⁰С и 1 моль НCl (г.) при 299 К

4. 1 моль НCl (г.) при 25⁰С и 1 моль Не (г.) при 25⁰С

5. 2 моля Н₂O (г.) при 100⁰С и 2 моля Н₂O (г.) при 373 К

6. 1 моль Ar (г.) при 25⁰С и 1 моль Ar (г.) при 25 К

II.

Для каждого из следующих случаев укажите, приводит ли процесс к повышению или понижению хаотичности, т.е. беспорядка, в системе.

1. 4 Fe (тв.)+ 3 O₂ (г.) → 2Fe₂O₃(тв.)

2. Ba⁺⁺ (водн.) + SO₄^2- (водн.) → BaSO₄ (тв.)

3. этанол (ж.) → этанол (г.)

4. Al (тв.) → Al (ж.)

5. NaBr (тв.) + Н₂O (ж.) → Na⁺ (водн.) + Br ^- (водн.) + Н₂O (ж.)

6. Образование раствора из глюкозы и воды.

III.

Предскажите, каким будет изменение энтропии системы ΔS в перечисленных ниже реакциях — положительным или отрицательным?

1. Н₂O (ж.) → Н₂O (г.) при 25⁰С

2. CaO (тв.) + CO₂(г.) → CaCO₃ (тв.)

3. H₂ (г.) + I₂ (г.) → 2HI(г.)

4. Ag⁺ (водн.) + Cl^-(водн.)→ Ag Cl(тв.)

5. Испарение хлороформа (ж.)

6. Смешение 10 г этилового спирта и 25 г воды

7. Осаждение Ag Cl(тв.) при смешении NaCl(водн.) и AgNO₃(водн.)

8. N₂ (г.) + 3Cl₂(г.) → 2NCl ₃(г.)

IV.

Укажите, какой из следующих процессов является самопроизвольным, объясните, какой знак будет у ΔG₂₉₈:

1. Скатывание камня вниз по склону холма;

2. Ржавление железных деталей;

3. Набирание букв при печатании книги;

4. Развитие ребенка во взрослого человека;

5. Появление пыли на чистом столе;

6. Смешивание масла и воды;

7. Реакция фотосинтеза.

V.

Какие из перечисленных ниже реакций осуществимы при комнатной температуре (ΔG298 < 0):

1. N₂ (г.) + 3Cl₂(г.) → 2NCl₃(г.); ΔН = +460 кДж; ΔS = -275 Дж/К;

2. N₂ (г.) + 3F₂(г.) → 2NF₃(г.) ; ΔН = -249кДж; ΔS = -278 Дж/К;

3. N₂F₄ (г.) → 2NF₂(г.); ΔН = 85 кДж; ΔS = 198 Дж/К;

VI

Определит, при какой температуре перечисленные реакции становятся термодинамически разрешенными?

1. N₂ (г.) + 3Cl₂(г.) → 2NCl₃(г.); ΔН = +460 кДж; ΔS = -275 Дж/К;

2. N₂ (г.) + 3F₂(г.) → 2NF₃(г.) ; ΔН = -249кДж; ΔS = -278 Дж/К;

3. N₂F₄ (г.) → 2NF₂(г.); ΔН = 85 кДж; ΔS = 198 Дж/К;

VII.

При растяжении резиновой ленточки цепные молекулы резины выстраиваются вдоль направления растяжения. Определите знаки величин ΔН и ΔS для процесса растяжения полоски резины.

VIII.

Предскажите знаки величин ΔG, ΔH, ΔS следующих процессов:

1. Плавление льда при 0⁰С

2. Плавление льда при 25⁰С

3. Плавление льда при -25⁰С

IX

При какой температуре данная реакция протекает самопроизвольно?

1. N₂ (г.) + 3Н₂(г.) → 2NН₃(г.); ΔН = - 46,2 кДж; ΔS = -198,2 Дж/К;

2. N₂ (г.) + O₂ (г.) → 2NO(г.), ΔН = -90,37 кДж; ΔS = -3,5 Дж/К;

3. N₂ (г.) + 3Cl₂(г.) → 2NCl ₃(г.); ΔН = +460 кДж; ΔS = -275 Дж/К;

X

Как в соответствии с правилом Ле Шателье сдвинется химическое равновесие при следующем внешнем воздействии:

• увеличение температуры

• увеличение давления

• увеличение концентрации исходных веществ

• увеличение концентрации продуктов

  1. N₂ (г.) + 3Н₂(г.) → 2NН₃(г.); ΔН = - 46,2 кДж;

  2. N₂ (г.) + O₂ (г.) → 2NO(г.); ΔН = -90,37 кДж

  3. N₂ (г.) + 3Cl₂(г.) → 2NCl ₃(г.); ΔН = +460 кДж;

  4. 2SO₂ (г.) + O₂ (г.) → 2SO₃(г.); ΔН = -234 кДж;

  5. 2Н₂O₂ (г.) →2Н₂ O (г.) + O₂ (г.); ΔН = -106 кДж

  6. СO (г.) + 2Н₂ (г.) → СН₃ОН(г.); ΔН =-90,7 кДж

  7. С(тв.) + O₂ (г.) → СO₂(г.); ΔН = -393,5 кДж;

Подписано в печать 15.11.2004 г. Формат 60х80¹/₁₆

Бумага кн.-журн. П.л. 1,8. Гарнитура Таймс.

Тираж 200 экз. Заказ № 2531

Воронежский государственный аграрный

университет им. К.Д. Глинки

Типография ВГАУ