Сборник задач по химии

СБОРНИК ЗАДАЧ
ПО ХИМИИ

Учебное пособие содержит сведения, необходимые для формирования 
профессио нальных компетенций при подготовке бакалавров 
по направлениям 35.03.03 «Агрохимия и агропочвоведение», 35.03.04 «Агрономия» 
и рекомендуется Федеральным УМО для использования в учебном процессе

Москва
ИНФРА-М
2024

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

УДК 54(075.8)
ББК 24.1я73
 
С23

Р е ц е н з е н т ы:

И.В. Дайдакова, кандидат химических наук, доцент, руководитель 

отдела аналитических проектов НПО ООО «Аналитикум»;

С.П. Торшин, доктор биологических наук, профессор, профессор 

кафедры агрономической, биологической химии и радиологии Российского 
государственного аграрного университета —  МСХА имени 
К.А. Тимирязева

ISBN 978-5-16-018812-6 (print)
ISBN 978-5-16-111699-9 (online)
© Коллектив авторов, 2024

С23

  
Сборник задач по химии : учебное пособие / Н.Л. Багнавец, 

И.И. Дмитревская, А.В. Осипова [и др.]. —  Москва : ИНФРА-М, 
2024. —  238 с. —  (Высшее образование). —  DOI 10.12737/2063439.

ISBN 978-5-16-018812-6 (print)
ISBN 978-5-16-111699-9 (online)
Учебное пособие предназначено для самостоятельной работы студентов 

и состоит из семи глав, посвященных основным разделам общей и неорганической 
химии. Каждая глава включает краткое теоретическое вступление 
с приведением основополагающих понятий и расчетных формул 
для описания процессов различной природы, примеры решения типовых 
задач и тридцать вариантов индивидуальных заданий.

В пособии представлены приложения с физико- химическими величи-

нами, необходимыми для решения расчетных задач. Особенностью данного 
учебного пособия является ориентация на будущую профессио нальную 
деятельность обучающихся.

В глоссарии приведены основные термины и понятия, необходимые 

для понимания изучаемого материала.

Соответствует требованиям федеральных государственных образова-

тельных стандартов высшего образования последнего поколения. 

Учебное пособие содержит сведения, необходимые для формирования 

профессио нальных компетенций студентов по направлениям подготовки 
35.03.03 «Агрохимия и агропочвоведение», 35.03.04 «Агрономия».

УДК 54(075.8)

ББК 24.1я73

Авторский коллектив
Российского государственного аграрного университета — 
МСХА имени К.А. Тимирязева

Багнавец Наталья Леонидовна, кандидат технических наук, доцент, 
доцент кафедры химии (предисловие, гл. 1, 4);
Дмитревская Инна Ивановна, доктор сельскохозяйственных 
наук, профессор, и.о. заведующего кафедрой химии (гл. 7);
Осипова Алла Вячеславовна, кандидат химических наук, доцент, 
доцент кафедры химии (гл. 2, 6, глоссарий);
Елисеева Ольга Владимировна, кандидат биологических наук, доцент, 
доцент кафедры химии (гл. 3);
Григорьева Марина Викторовна, кандидат педагогических наук, 
доцент, доцент кафедры химии (гл. 5);
Жевнеров Алексей Валерьевич, кандидат химических наук, доцент, 
доцент кафедры химии (приложения).

Предисловие

Профессио нальную деятельность специалиста в области агрономии, 
агрохимии и агропочвоведения невозможно представить без 
знаний по фундаментальным естественно- научным дисциплинам, 
к которым относится химия. Данное учебное пособие предназначено 
для самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлениям 
подготовки 35.03.03 «Агрохимия и агропочвоведение» 
и 35.03.04 «Агрономия».
Целями изучения дисциплины «Химия» являются:
 
• освоение студентами теоретических и практических знаний 
в области общей и неорганической химии;
 
• приобретение умений и навыков в области химических 
и физико- химических методов исследования объектов агро-
сферы с целью осознанного решения комплексных задач в процессе 
практической деятельности.
Дисциплина «Химия» включена в обязательную часть дисцип -
лин учебного плана и реализуется в соответствии с требованиями 
ФГОС последнего поколения. Полученные знания и практические 
навыки позволят успешно осваивать последующие учебные дисциплины.

Особенностью дисциплины «Химия» является связь химических 
знаний и навыков с комплексом профессио нальных задач 
по агрохимии и агропочвоведению.
Изучение данной дисциплины направлено на формирование 
у студентов компетенции ОПК-1, в соответствии с которой обучающийся 
способен решать типовые задачи профессио нальной деятельности 
на основе знаний основных законов математических и естественных 
наук с применением информационно- коммуникационных 
технологий.
После прохождения обучения по дисциплине «Химия» обучающийся 
сможет использовать знания и умения в соответствии с индикаторами 
компетенций:
 
• ОПК-1.1 —  основных законов математических, естественно-
научных и общепрофессиональных дисциплин, необходимых 
для решения типовых задач в области агрономии;
 
• ОПК-1.2 —  основных законов математических и естественных 
наук для решения стандартных задач в агрономии.
Первая глава пособия посвящена номенклатуре и свой ствам 
основных классов неорганических соединений и их генетической 

связи. Кроме того, в этой главе приводится классификация химических 
реакций по различным признакам. Материал первой главы 
дает возможность обучающимся вспомнить базовый материал 
средней школы, чтобы изучение последующих глав пособия было 
более осознанным.
Каждая глава учебного пособия, начиная со второй, посвящена 
определенной теме в соответствии с разработанной рабочей программой 
дисциплины. В начале каждой главы представлены теоретические 
основы по теме, далее приведены расчетные формулы, 
позволяющие провести оптимальный выбор траектории решения 
конкретной задачи.
После этого учащиеся могут ознакомиться с примерами решения 
типовых задач, на базе которых смогут самостоятельно решить 
задачи индивидуальных домашних заданий по разделам учебного 
курса. Тридцать вариантов индивидуальных заданий по теме 
размещены в конце каждой главы. Номер варианта индивидуального 
задания совпадает с порядковым номером студента в списке 
учебной группы!
При составлении примеров решения задач и индивидуальных 
заданий особое внимание было уделено практической значимости 
знаний и навыков расчета химических процессов и систем. В пособии 
рассматриваются реальные химические системы и процессы, 
находящие свое отражение в биологии, экологии, в производстве 
и применении удобрений и т.п. Выполнение предложенных в пособии 
заданий позволит обучающимся соответствовать заявленным 
компетенциям в рамках данной дисциплины.
В результате освоения материала учебного пособия обучающиеся 
будут:
знать
 
• основные законы химии;
 
• номенклатуру химических соединений;
 
• алгоритмы решения практических задач;
уметь
 
• вычислять необходимые для решения задачи физические величины;
 
• 
анализировать условие задачи;
 
• использовать определенные методы решения задач;
владеть
 
• методиками решения расчетных задач;
 
• способами выражения физических величин;
 
• навыками применения теоретических знаний для решения практических 
задач.

Глава 1. 

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ 
ВЕЩЕСТВ И ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

Необходимость в написании этой главы продиктована низким 
уровнем подготовки учащихся по программе химии в средней 
школе. Часто у обучающегося возникают вопросы по классификации 
неорганических веществ, еще больше вопросов связано с их 
номенклатурой. В связи с вышесказанным данное учебное пособие 
открывает глава, посвященная классификации и номенклатуре 
неорганических соединений, а также классификации химических 
реакций по различным признакам. В заключении каждого раздела 
главы даны тестовые задания для самоконтроля.

1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОСТЫХ ВЕЩЕСТВ

Все неорганические вещества делятся на две основные группы: 
простые и сложные. Простые вещества состоят из атомов одного 
химического элемента, сложные вещества —  из атомов двух 
или более химических элемен тов.
Простые вещества по характерным химическим свой ствам делятся 
на металлы (например, Na, K, Mg, Ca) и неметаллы (например, 
Cl2, O2, S, P, N2).
С точки зрения электронного строения металлы —  химические 
элемен ты, содержащие на внешнем электронном уровне, как правило, 
от одного до трех электронов. Металлы в химических реакциях 
отдают электроны, проявляя восстановительные свой ства.
Неметаллы —  химические элемен ты, имеющие на внешнем 
электронном уровне от четырех до восьми электронов (исключения: 
водород, гелий, бор). При взаимодействии с металлами неметаллы 
принимают электроны, являясь окислителями.
Среди металлов можно выделить амфотерные вещества, которые 
проявляют как металлические, так и неметаллические свойства. 
К амфотерным металлам относятся бериллий, алюминий, 
цинк, свинец и некоторые другие металлы.

1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ СЛОЖНЫХ ВЕЩЕСТВ

На рис. 1.1 представлена классификация неорганических веществ. 
Как видно, к основным сложным соединениям в неорганической 
химии относят оксиды, гидроксиды и соли.

Неорганические вещества

Простые

Металлы
Неметаллы


Оксиды
Гидроксиды
Соли

Другие

Кислотные

Кислоты

Кислые

Амфотерные

Амфотерные

Средние

Основные

Основные

Основные

Сложные

Рис. 1.1. Классификация неорганических веществ

Номенклатура неорганических веществ включает химические 
формулы и названия. Химическая формула отражает состав 
вещества, она записывается с помощью символов химических 
элемен тов, из которых состоит вещество, и индексов, показывающих 
число атомов каждого химического элемента в молекуле. 
Химическое название отражает состав веществ с помощью слова 
или группы слов. В настоящее время используется международная 
номенклатура неорганических веществ.
Оксиды. Оксидами называют соединения, состоящие из двух 
элемен тов, одним из которых является кислород в степени окисления –
2. В оксидах атомы кислорода соединяются только с атомами 
других элемен тов и не связаны между собой.
Названия оксидов элемен тов, имеющих постоянную степень 
окисления, составляются из двух слов «оксид + название элемента 
в родительном падеже»:
Na2O —  оксид натрия, СаO —  оксид кальция, ZnО —  оксид цинка.
Если элемент образует несколько оксидов, то после названия 
элемента указывается его степень окисления римской цифрой 
в скобках:
МnО —  оксид марганца (II), МnО3 —  оксид марганца (VI).
По химическим свой ствам оксиды делятся на солеобразующие 
и несолеобразующие. Оксиды, которые при химических реакциях 
образуют соли, называются солеобразующими. Солеобразующие 
оксиды подразделяются на основные, кислотные и амфотерные.
К основным оксидам относятся только оксиды металлов: щелочных (
Li, Na, K, Rb, Cs, Fr), щелочноземельных (Ca, Sr, Ba, Ra), 

магния, а также всех остальных металлов в их низших степенях 
окисления. Например, Na2O, CaO, BaO, Cu2O, CrO, MnO —  основные 
оксиды. Основным оксидам соответствуют основания (основные 
гидроксиды):

 Na2O    NaOH
 СrО
  Сr(ОН)2
оксид     основание
 оксид
 основание
натрия    гидроксид
 хрома (II)
 гидроксид
               натрия
 хрома (II)

К кислотным оксидам относятся оксиды неметаллов, а также металлов 
в высших степенях окисления (+5, +6, +7). Например, SO2, 
SO3, СО2, СrО3, Мn2О7 —  кислотные оксиды. Кислотным оксидам 
соответствуют кислоты:

SO2    Н2SO3
 N2О5 
 НNO3
оксид      сернистая
 оксид
 азотная
cеры (IV)     кислота
 азота (V)
 кислота

К амфотерным оксидам относятся оксиды амфотерных металлов (
оксиды бериллия, цинка, алюминия), а также оксиды 
некоторых металлов побочных подгрупп периодической системы 
элемен тов Д.И. Менделеева в промежуточных степенях окисления. 
Например, MnO2, Fe2O3, Cr2O3 —  амфотерные оксиды. 
Гидроксиды амфотерных оксидов проявляют свой ства и кислот, 
и оснований:

 
Zn(OH)2 
 
ZnO  

H2ZnO2
 
гидроксид цинка 
 оксид цинка 
 цинковая кислота

Основания —  сложные вещества, молекулы которых состоят 
из атома металла и одной или нескольких гидроксильных групп 
(OH–). Например, Fe(OH)2, Ca(OH)2. Основания соответствуют 
основным оксидам.
Название оснований складывается из слов «гидроксид» и названия 
металла в родительном падеже: Ва(ОH)2 —  гидроксид бария; 
NaOH —  гидроксид натрия.
Если металл образует несколько гидроксидов, то указывают 
степень его окисления римской цифрой в скобках. Например, 
Fe(ОН)2 —  гидроксид железa (II).
Число гидроксильных групп в молекуле основания определяет 
его кислотность. Например, NaOH —  однокислотное основание, 
а Ва(OH)2 — двухкислотное основание.

Амфотерные гидроксиды. Амфотерными называются такие 
гид роксиды, которые могут проявлять как основные, так и кислотные 
свой ства.
Амфотерные гидроксиды соответствуют амфотерным оксидам. 
Например, Ве(ОН)2, Аl(ОН)3, Zn(OH)2, Fe(OH)3, Cr(OH)3 —  амфотерные 
гидроксиды.
Кислоты. Кислотами называют сложные вещества, в состав 
которых входят катионы водорода и анионы кислотных 
остатков.
Кислоты можно классифицировать по нескольким признакам:
1) по наличию или отсутствию кислорода в составе кислоты:
а) бескислородные (водные раство ры H2S, Н2Те, HF, HCl, HBr, 
HI, а также HSCN и HCN);
б) кислородсодержащие (Н3РО4, H2SO4, а также гидроксиды металлов 
в высших степенях окисления +5, +6, +7 —  HMnO4, H2CrO4);
2) по числу атомов водорода в составе кислоты, способных замещаться 
атомами металлов, т.е. по основности:
а) одноосновные (НСl, HNO3);
б) двухосновные (H2S, H2SO4);
в) трехосновные (Н3РО4, H3AsO4).
Названия некоторых кислот и их анионов представлены 
в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Названия кислот и кислотных остатков

№ 
п/п
Формула 
кислоты
Название кислоты
Анион
Название аниона

1
НСl
Хлороводородная 
(соляная)
Сl–
Хлорид-анион

2
НВr
Бромоводородная
Вr–
Бромид-анион

3
HI
Йодоводородная
I
Йодид-анион

4
H2S
Сероводородная
HS—

S2—
Гидросульфид-анион 
Сульфид-анион

5
HClO
Хлорноватистая
ClO—
Гипохлорит-анион

6
HClO2
Хлористая
ClO2
–
Хлорит-анион

7
НСlO3
Хлорноватая
СlO3
–
Хлорат-анион

8
HClO4
Хлорная
ClO4
–
Перхлорат-анион

9
H2SO3
Сернистая
HSO3
—

SO3
2—
Гидросульфит-анион 
Сульфит-анион

№ 
п/п
Формула 
кислоты
Название кислоты
Анион
Название аниона

10
H2SO4
Серная
HSO4
–

SO4
2–
Гидросульфат-анион 
Сульфат-анион

11
HNO2
Азотистая
NO2
–
Нитрит-анион

12
HNO3
Азотная
NO3
–
Нитрат-анион

13
H3PO4
Ортофосфорная
Н2РО4
–

НРО4
2–

РО4
3–

Дигидрофосфат-анион 
Гидрофосфат-анион
Ортофосфат-анион

14
H2CO3
Угольная
НСО3
–

СО3
2–
Гидрокарбонат-анион 
Карбонат-анион

15
H2SiO3
Кремниевая
HSiO3
–

SiO3
2–
Гидросиликат-анион 
Силикат-анион

16
HMnO4
Марганцовая
МnО4
–
Перманганат-анион

17
Н2СrO4
Хроматы
СrO4
2–
Хромат-анион

18
HCN
Циановодородная
CN–
Цианид-анион

Соли —  сложные вещества, состоящие из металла (или катиона 
аммония) и кислотного остатка.
Соли принято делить на средние, кислые и основные.
Средняя соль —  продукт полного замещения водорода кислоты 
металлом или гидроксогруппы основания кислотным остатком. 
Например, Na2SO4, MgCl2 —  средние соли, соответственно сульфат 
натрия и хлорид магния.
Кислая соль —  продукт неполного замещения водорода многоосновной 
кислоты металлом (или катионом NH4
+). Например, 
NaHSO4 —  кислая соль гидросульфат натрия. К названию соли добавляется 
приставка «гидро».
Основная соль —  продукт неполного замещения гидроксогрупп 
многокислотного основания кислотными остатками. Например, 
MgOHCl —  основная соль гидроксохлорид магния. К названию основной 
соли добавляется приставка «гидроксо».
Комплексные соли —  соли, в состав которых входят комплексные 
ионы. Например, соль K3[Fe(CN)6] —  гексацианоферрат (III) 
калия —  относится к комплексным солям, так как в ее состав входит 
комплексный анион [Fe(CN)6]3–.
Особенности строения, номенклатура и свой ства комплексных 
соединений будут рассмотрены в данном пособии в гл. 7.

Окончание табл. 1.1