Программа элективного курса «101 задача по химии»

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА ТУЛУНА «ГИМНАЗИЯ»

 

101 ЗАДАЧА ПО ХИМИИ

авторская педагогическая разработка (программа) для 9-11 классов

количество часов - 102

 

Тулун, 2015 год

 

Содержание

Раздел I. Пояснительная записка…………………………………………………1-3

Раздел II. Содержание программы «101 задача по химии»……………….…..3-4

Раздел III. Тематическое планирование…………………………………………..5-9

Раздел IV. Контрольно-оценочная деятельность………………………………….9

Список литературы………………………………………………………………….10

Приложение ………………………………………………………………………....11-12

 

Раздел I. Пояснительная записка

Решение задач занимает в образовании важное место, так как это один из приемов обучения, позволяющий более глубоко и полно усвоить учебный материал. Чтобы научиться химии, необходимо теоретический материал сочетать с систематическим решением различных задач. В школьной программе существует эпизодическое включение расчетных задач в структуру урока, что снижает дидактическую роль количественных закономерностей, и может привести к поверхностным представлениям у учащихся о химизме процессов в природе, технике. Сознательное изучение основ химии немыслимо без понимания количественной стороны химических процессов.

В результате того, что базовое число часов на изучение химии постоянно сокращается, актуальным становится выбор учащимися элективного курса «Решение задач по химии».

Актуальность курса состоит в том, что его изучение позволит научиться решать основные типы расчетных задач, которые предусмотрены курсом химии основной и средней школы, а также их углубленное решение.

Данная программа позволит компенсировать недостаток практических занятий, дать возможность учащимся не только увидеть, как взаимодействуют вещества, но и измерить, в каких соотношениях они вступают в реакции и получаются в результате реакции. Это делает занятия увлекательными и прививает навыки работы с химическими реактивами и оборудованием, развивает наблюдательность и умение логически мыслить.

Элективный курс «101 задача по химии» адресован, прежде всего, учащимся, склонных к изучению естественнонаучных дисциплин, планирующих продолжить образование по данному профилю.

Умение решать задачи обеспечивает более полное усвоение программного материала по химии, способствует выработке навыков самостоятельного приобретения химических знаний, использования их на практике, позволяет выявлять пробелы в знаниях и умениях учащихся и разрабатывать тактику их устранения. Кроме того, решение задач - отличный способ межпредметных и курсовых связей, а также связи химической науки с жизнью. Таким образом, использование расчётных задач в школе позволяет в значительной мере решать основные функции обучения и воспитания.

Обучающие функции (их можно считать ведущими) обеспечиваются формированием важных структурных элементов знаний, осмыслением химической сущности явления, умением применять усвоенные знания в конкретно заданной ситуации. Решение задач - это активный познавательный процесс.

Воспитывающие функции реализуются формированием мировоззрения, осознанным усвоением материала, расширением кругозора в краеведческих и политических вопросах. Учебные задачи являются действенным средством воспитания трудолюбия, настойчивости, воли, характера.

Развивающие функции проявляются в результате формирования научно- теоретического, логического, творческого мышления, развития смекалки учащихся, в будущем - изобретательности и ориентации на профессию химика. Решение задач - это мыслительный процесс.

Учитывая дидактические функции учебных задач, учитель сможет реализовать образовательные, воспитательные и развивающие цели в их единстве и дидактической связи.

С точки зрения психологов (Л.М.Фридман) задача - это «знаковая модель» проблемной ситуации. Основным содержанием задач являются проблемные ситуации, решение которых возможно в результате творческого поиска.

Цель элективного курса: закрепление, систематизация и углубление знаний учащихся по химии путем решения как типовых так и задач, решение которых основано на более высоком теоретическом уровне.

 

Задачи:

Научить учащихся самостоятельно анализировать конкретную проблемную задачу и находить наилучший способ её решения.

Развить творческие способности, логическое мышление, практические умения.

Создать условия для развития учебно-коммуникативных навыков: самостоятельной работы, сотрудничества в разновозрастных группах, ведения диалога и полилога, отстаивания своей точки зрения.

Интегрировать знания учащихся, полученные при изучении математики и физики при решении расчетных задач по химии;

Развить умения самостоятельно работать с литературой, систематически заниматься решением задач, работать с тестами различных типов.

Подготовить учащихся к итоговой аттестации и дальнейшему продолжению образованию по естественнонаучному профилю.

 

Структура программы

Спецкурс «Решение задач по химии» рассчитан на 34 аса в год (т.е. 1 час в неделю в течение года), или 17 часов (т.е. 1 час в неделю в течение одного полугодия). Всего 102 часа (или 51 час). В данной программе сформулированы цели данного курса, указано место и роль курса в обучении; прописаны предполагаемые результаты, система оценки достижений учащихся, инструментарий для оценивания результатов; литература, рекомендованная для учащихся; предложены различные типы расчетных задач в приложении.

Формы, методы, средства освоения учащимися материала:

Методы преподавания курса:
• поисковый;
• учебный диалог;
• решение проблемных задач;
• самостоятельная работа учащихся с различными источниками информации.
Формы организации познавательной деятельности учащихся:
• индивидуальные;
• групповые.
Формы учебных занятий:
• уроки решения ключевых задач;
• уроки защиты творческих задач;
• самостоятельная работа учащихся;
• зачеты;
• контрольные работы.
Занятия в соответствии с программой курса предполагают:
• повторение теоретических вопросов, изученных в основной школе, их углубление и расширение;
• применение теоретических знаний на практике;
• знакомство с основными типами расчетных задач, включая усложненные;
• решение задач повышенного уровня сложности, помогающих соотнести имеющиеся знания с их практическим применением;
• обучение самостоятельному решению задач.
Формами отчётности по изучению данного элективного курса могут быть:

составление сборников авторских задач учащихся по разделу, теме (с решениями);

конкурс (количественный) числа решённых задач;

тренинг по решению задач (по материалу каждой темы)

Ожидаемые результаты после обучения по данной программе

 

После изучения данного элективного курса учащиеся должны знать:

способы решения различных типов задач;

основные формулы и законы, по которым проводятся расчеты;

стандартные алгоритмы решения задач.

После изучения данного элективного курса учащиеся должны уметь:

решать расчетные задачи различных типов;

четко представлять сущность описанных в задаче процессов;

видеть взаимосвязь происходящих химических превращений и изменений численных параметров системы, описанной в задаче;

работать самостоятельно и в группе;

самостоятельно составлять типовые химические задачи и объяснять их решение;

владеть химической терминологией;

пользоваться справочной литературой по химии для выбора количественных величин, необходимых для решения задач.

Пройдя данный курс, учащиеся смогут решать задачи повышенного уровня сложности из сборников задач на базе знаний общеобразовательной школы, а так же решать и составлять нестандартные задачи (смотри приложение 3).

 

Раздел II. Содержание программы

«101 задача по химии» для 9 класса.

1 час в неделю, всего 34 часа (или 17 часов в течение одного полугодия).

Тема I. Вычисления по химическим формулам (12 часов).

Общие рекомендации к оформлению и решению расчётных задач. Вычисление относительной молекулярной массы, массовых отношений и массовых долей элементов в сложном веществе Вывод химических формул по массовым отношениям и массовым долям элементов.

Вычисление массы и объёма по известному количеству вещества.

Вычисление количества вещества по известной массе или объёму или по числу структурных частиц вещества с применением числа Авогадро и закона Авогадро

Тема II. Состав водных растворов (7 часов).

Массовая доля растворённого вещества в растворе. Приготовление растворов с данной процентной концентрацией. Вычисление массы растворителя и растворённого вещества по известной массовой доле вещества и массе раствора. Растворимость. Коэффициент растворимости.

Тема III. Вычисления по уравнениям химических реакций (14 часов).

Сохранение массы веществ при химических реакциях. Вычисление массы продукта реакции по массе исходного вещества. Вычисление объёмов реагирующих и образующихся газов по закону объёмных отношений.

Вычисление массы продукта реакции по массе исходного вещества. Вычисление массы продукта реакции, если одно из исходных веществ взято в избытке. Вычисление выхода продукта реакции в процентах от теоретически возможного выхода. Вычисление объёмов газов. реагирующих Вычисление массы (объёма) продукта реакции по массе исходного вещества, содержащего примеси.

 

Содержание программы «101 задача по химии» для 10 класса.

1 час в неделю, всего 34 часа (или 17 часов в течение одного полугодия).

Тема I. Вывод формулы вещества (7 часов).

Вывод формул углеводородов по принадлежности к тому или иному классу. Вывод формул по продуктам сгорания органических веществ. Вывод формул по массовым долям и массовым отношениям. Вывод формул газообразных веществ по относительной плотности газов.

Тема II. Решение задач по уравнениям химических реакций (17 часов)

Реакции замещения. Правило Зайцева. Реакции присоединения и окисления. Правило Марковникова. Реакции полимеризации и поликонденсации. Вычисления по уравнениям именных реакций в органической химии. Определение процентного состава смесей органических веществ. Определение состава смеси, все компоненты которой реагируют с указанными реагентами. Определение состава смеси, все компоненты которой выборочно реагируют с указанными реагентами. Вывод формул органических и неорганических веществ по уравнениям химических реакций.

Тема III. Качественные реакции в органической химии (10 часов).

Качественные реакции на углеводороды. Качественные реакции на кислородсодержащие органические вещества. Качественные реакции на азотсодержащие органические вещества. Решение практических задач «Идентификация органических веществ»

Содержание программы «101 задача по химии» для 11 класса.

1 час в неделю, всего 34 часа (или 17 часов в течение одного полугодия).

Тема I. Строение атома и Периодический закон (2 часа).

Состав ядра атома, определение числа нейтронов. Вычисление средней относительной атомной массы элемента по процентному содержанию в природе различных изотопов данного элемента. Составление электронных формул элементов. Квантовые числа.

Тема II. Газовые законы (2 часа).

Закон объёмных отношений, Закон Авогадро, уравнение состояния идеального газа Клапейрона-Менделеева. Влияние температуры и давления на агрегатное состояние вещества.

Тема Ш. Растворы электролитов (12 часов).

Процентная и молярная концентрация растворов. Гидролиз. Вычисление константы диссоциации и константы равновесия. Произведение растворимости. Определение pH растворов.

Тема IV. Закономерности протекания химических реакций (4часа)

Расчеты по термохимическим уравнениям (тепловой эффект). Расчеты по термохимическим уравнениям (закон Гесса). Скорость химической реакции. Химическое равновесие.

Тема V.Вычисления по химическим уравнениям (8 часов).

Определение вещества и его массы (объема), оставшегося после реакции непрореагировавшим. Вычисление массы (объема) продукта реакции по известной массе (объему) исходного вещества, содержащего определенную долю примесей. Вычисления, связанные с избытком вещества (избыток не реагирует с продуктом реакции). Вычисления, связанные с избытком вещества (избыток реагирует с продуктом реакции). Определение состава соли (кислая или средняя) по массам веществ, вступающих в реакции. Определение состава 2-3 компонентной смеси по массам веществ, образующихся в ходе одной или нескольких реакций.

Тема V. Качественные реакции в неорганической химии(6 часов)

Качественные задачи на химические превращения заданных веществ в определенных условиях. Качественные задачи на идентификацию веществ. Качественные задачи на разделение смеси веществ. Решение практических задач «Идентификация неорганических веществ»

 

Раздел III. Тематическое планирование

Календарно-тематическое планирование, 9 класс

 

Календарно-тематическое планирование, 10 класс

 

Календарно-тематическое планирование, 11 класс

Раздел IV. Контрольно-оценочная деятельность
Критерии оценивания умений учащихся решать расчётные задачи:
Отметка «5»: в логическом рассуждении и решении нет ошибок, задача решена рациональным способом.

Отметка «4»: в логическом рассуждении и решении нет существенных ошибок, но задача решена нерациональным способом или допущено не более двух несущественных ошибок.
Отметка «3»: в логическом рассуждении и решении нет ошибок, но допускается существенная ошибка в математических расчетах.
Отметка «2»: имеются существенные ошибки в логическом рассуждении и в решении.
Критерии оценивания письменных контрольных работ:
Отметка «5»: ответ полный и правильный, возможна несущественная ошибка.
Отметка «4»: ответ неполный или допущено не более двух несущественных ошибок.
Отметка «3»: работа выполнена не менее чем наполовину, допущена одна существенная ошибка и при этом две-три несущественные.

Отметка «2»: работа выполнена меньше, чем наполовину, или содержит несколько существенных ошибок.

Методика диагностики знаний и умений учащихся.

Каждое знание и умение оценивается в баллах: 2 – высокий уровень сформированности (знаю, владею в полном объеме); 1 – средний (знаю, владею с помощью преподавателей, одноклассников, учебника); 0 – низкий (не владею знаниями, умениями).

Количественная оценка вычисляется по формуле:

К = сумма баллов/(количество отметок 4).

Полученный коэффициент соотносится с качественной характеристикой

 

Методические рекомендации.

Обобщения в процессе обучения решению задач позволяют выделять и формировать у учащихся относительно устойчивые инвариативные знания и элементы действий, дают им возможность воспринимать свойства химических соединений и их количественные соотношения независимо от частных задач определенного вида или группы. Обобщение умений решать задачи может быть эмпирическим и теоретическим.

Эмпирическое обобщение основано на сравнении. Учащиеся, сравнивая решения некоторой группы задач, находят в них и выделяют одинаковые теоретические знания, общие логические и математические действия, которые помогают осознать многообразие задач, выделить в них части решения и оперировать ими в процессе решения различных по сложности задач.

Теоретическое обобщение знаний и действий при решении задач осуществляется путем анализа и синтеза эмпирических знаний о действиях в ходе решения какой-либо задачи с целью выделения существенных внутренних связей как в структуре химической задачи, так и в процессе ее решения.

Основные приоритеты методики изучения элективного курса таковы:

междисциплинарная интеграция, содействующая становлению целостного мировоззрения;

обучение на основе опыта и сотрудничества;

учет индивидуальных особенностей и потребностей учащихся

интерактивность (работа в малых группах, тренинги);

личностно-деятельностный и субъект-субъектный подход (большее внимание к личности учащегося, а не к целям учителя, равноправное их взаимодействие);

Ведущее место при изучении курса следует отвести методам поискового характера, стимулирующего познавательную активность учащихся. Значительной должна быть доля самостоятельной работы. Приобретение навыков и умений в решении задач во многом зависит от самостоятельной работы учащихся. Повысить самостоятельность при решении задач позволяет применение метода проблемного обучения. Используя этот метод, учитель не проводит анализ нового типа задачи, но дает для самостоятельного решения серию задач с постепенным усложнением содержания таким образом, что каждая последующая задача включает в себя предыдущую. Это помогает ученикам после решения одной задачи проанализировать последующую. Так как задачи усложняются постепенно, то их решение не вызывает затруднений у учащихся, они привыкают к самостоятельной работе, не ожидая готового решения, быстро приобретают навык в решении типовых задач.

 

Список литература для учащихся и учителя:

1. Я.Л.Гольдфарб, Ю.В.Ходаков, Ю.Б.Додонов, М. «Просвещение», 1987г. Приложение к «Сборнику задач и упражнений по химии».
2. Г.И.Штемплер, А.И.Хохлов «Методика решения расчётных задач по химии в 8-11 классах» М. «Просвещение» 2001 г.
3. Н.Е.Кузьменко, В.В.Ерёмин «2400 задач по химии для школьников, поступающих в ВУЗы» М. «Дрофа» 1999 г.
4. И.Н.Семёнов «Задачи по химии повышенной сложности для абитуриентов», издательство ЛГУ 1991 г. (1-4 выпуски).
5. Р.А.Лидин, Е.Е.Якимова, Н.А.Вотинова «Химия. Решение задач в 8-9 и 10-11 классах» М. «Дрофа» 1999 г.
6. Б.Н.Баженов «Сборник задач и упражнений по органической химии» ИГУ Иркутск 1998 г.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Примеры заданий

1. Вычислите молярную и эквивалентную концентрации растворенного вещества:

1) если в растворе объемом 2 л содержится азотная кислота массой 12,6 г. (0,1 М, 0,1 н.);

2) если в растворе объемом 200 мл содержится гидроксид калия массой 5,6 г;

3) если в растворе объемом 740 мл содержится нитрат меди (II) массой 22,27 г. (0,16 М, 0,32 н.);

4) если в растворе объемом 0,65 л содержится сульфат цинка массой 25,35 г;

5) если в растворе объемом 2,5 л содержится нитрат железа (III) массой 60,5 г.

2. Определите массу растворенного вещества, содержащегося в следующих растворах:

1) раствор объемом 500 мл с концентрацией 0,1 М КОН. (2,8 г);

2) раствор объемом 2 л с концентрацией 0,5 М AℓCℓ3;

3) раствор объемом 200 мл с концентрацией 0,025 М NH4NO3. (0,40 г);

4) раствор объемом 750 мл с концентрацией 0,4 М H2SO4;

5) раствор объемом 3 л с концентрацией 0,05 М Zn(NO3)2;

6) раствор объемом 300 мл с концентрацией Fe2(SO4)3 0,3 н. (^ 6 г);

7) раствор объемом 100 мл с концентрацией MgSO4 0,1 н. (0,6 г);

8) раствор объемом 1,5 л с концентрацией Ba(OH)2 0,08 н. (10,26 г);

9) раствор объемом 200 мл с концентрацией Na2CО3 0,01 н. (0,106 г);

10) раствор объемом 500 мл с концентрацией КОН 0,1 н. (^ 2,8 г)

3. Определите, в каком объеме раствора с концентрацией 1 М H2SO4 содержится серная кислота массой 4,9 г. (50 мл.)

4. Определите молярную и эквивалентную концентрации растворенного вещества:

1) раствора с массовой долей гидроксида натрия 40 %, плотность которого равна 1,4 г/мл. (14 М; 14 н.);

2) раствора с массовой долей ортофосфорной кислоты 20 %, плотность которого равна 1,1 г/мл. (2,25 М; 6,75 н.);

3) раствора с массовой долей хлорида кальция 20 %, плотность которого равна 1,178 г/мл;

4) раствора с массовой долей карбоната натрия 10 %, плотность которого равна 1,105 г/мл.

5. В воде объемом 500 мл растворили гидроксид натрия массой 60 г, плотность полученного раствора равна 1,12 г/мл. Определите молярную и эквивалентную концентрации растворенного вещества. (3 М; 3 н.)

6. Смешали 1 л раствора с массовой долей гидроксида калия 10 % ( = 1,092 г/мл) и 0,5 л раствора с массовой долей гидроксида калия 5 % ( = 1,045 г/мл). Объем смеси довели водой до 2 л. Определите молярную и эквивалентную концентрации растворенного вещества в полученном растворе. (1,2 М; 1,2 н.)

7. К раствору объемом 500 мл с массовой долей аммиака 28 % ( = 0,9 г/мл) прибавили воду объемом 1 л. Определите молярную концентрацию аммиака в полученном растворе. (4,94 М.)

8. К раствору объемом 3 л с массовой долей азотной кислоты 10 % ( = 1,054 г/мл) прибавили раствор объемом 5 л с массовой долей той же кислоты 2 % ( = 1,009 г/мл). Вычислите массовую долю HNO3 в полученном растворе, его молярную и эквивалентную концентрации. (5 %; 0,82 М; 0,82 н.)

9. Хлороводород объемом 100 л (н. у.) растворили в воде объемом 1 л. Полученный раствор занимает объем 1,09 л. Вычислите массовую долю хлороводорода в растворе, его молярную и эквивалентную концентрации. (14 %; 4,09 М; 4,09 н.)

10. Вычислите, какой объем раствора с массовой долей азотной кислоты 60 % ( = 1,373 г/мл) потребуется для приготовления растворов объемом 1 л с концентрацией: а) 0,2 М HNO3; б) 0,2 н HNO3. (15,3 мл.)

11. Определите молярную и эквивалентную концентрации раствора, полученного при смешивании 200 мл 8 М и 300 мл 2 М растворов серной кислоты. (4,4 М; 8,8 н.)

Примеры типовых задач

1.Определите плотность по водороду газовой смеси, состоящей из аргона объемом 56 л и азота объемом 28 л. Объемы газов приведены к нормальным условиям.

2. Рассчитайте среднюю молярную массу воздуха, имеющего следующий состав (в% по объему): 21% кислорода, 78% азота, 0,5% аргона, 0,5% углекислого газа.

3.Имеется газовая смесь, массовые доли газов, в которой равны (в%): водорода -35, азота -65. Определите объемные доли газов в смеси.

4. В оксиде молибдена отношение массы молибдена к массе атомарного кислорода равно 2. Определите простейшую формулу оксида.

5. При сгорании органического вещества массой 1,96 г образовалось 6,16 г углекислого газа и 2,52 г воды. Плотность паров этого вещества по воздуху равна 1,93. определить молекулярную формулу вещества.

6. К раствору серной кислоты объемом 400 мл, плотность которого равна 1,1 г/мл, а массовая доля серной кислоты 0,15, добавили воду массой 60 г. Определите массовую долю серной кислоты в полученном растворе.

7. Определите массу раствора с массовой долей сульфата меди (П) 10% и массу воды, которые потребуются для приготовления раствора массой 500 г с массовой долей сульфата меди 2%.

8. В воде растворили гидроксид калия массой 11,2 г, объем раствора довели до 200мл. Определите молярную концентрацию полученного раствора.

9. Определите молярную концентрацию раствора, полученного при растворении сульфата натрия массой 42,6 г в воде массой 300 г, если плотность полученного раствора равна 1,12 г/мл.

10. Коэффициент растворимости хлорида аммония при температуре 15С равен 35 г. Определите массовую долю хлорида аммония в насыщенном при температуре 15С растворе.

11. После взрыва 0,02 л смеси водорода с кислородом осталось 0,0032 л кислорода. Вычислите объемные доли газов в исходной смеси.

12. Какая масса раствора с массовой долей гидроксида натрия 4% потребуется для полной нейтрализации соляной кислоты массой 30 г с массовой долей соляной кислоты 5%?

13. При растворении в соляной кислоте смеси железа и алюминия массой 11 г выделился водород объемом 8,96 л. Определите массу каждого металла в исходной смеси.

14.К раствору, в котором находится нитрат алюминия, массой 42,6 г прилили раствор, содержащий карбонат натрия массой 37,2 г. Осадок прокалили. Определите массу остатка после прокаливания.

15. Через раствор массой 50 г с массовой долей иодида натрия 15% пропустили избыток хлора. Выделился иод массой 5,6 г. Определите выход продукта реакции.

16. При электролизе расплава хлорида калия на катоде получили калий массой 7,8 г. Определите объем хлора, который выделится на аноде. Объем рассчитайте при нормальных условиях.

17.Тепловой эффект горения метана равен +892 кДж. Какой объем кислорода в литрах (н.у.) затратился на сгорание метана, если при этом выделилось 1991 кДж теплоты?

18. Рассчитайте, какое количество кислорода получилось при электролизе водного раствора карбоната натрия