Программа элективного курса "Решать задачи может каждый"
элективный курс по химии (8 класс) по теме

ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА

«Решать задачи может каждый»

 (8-9 класс)

                                                                     Учитель химии МБОУ «Оборонинская сош»

                                                                      Моисеенко Надежда Юрьевна

                                             2014 год

Пояснительная записка

Решение расчетных задач занимает важное место в изучении основ химической науки. При решении задач происходит более глубокое и полное усвоение учебного материала, вырабатываются навыки практического применения имеющихся знаний, развиваются способности к самостоятельной работе, происходит формирование умения логически мыслить, использовать приемы анализа и синтеза, находить взаимосвязь между объектами и явлениями. В этом отношении решение задач является необходимым компонентом при изучении такой науки, как химия.

Данный курс по выбору предназначен для учащихся 8-9 классов, Его программа рассчитана на 16 часов и проводится во втором полугодии, так как основные типы задач 9- классники знают, а восьмиклассники отработают и изучат новые типы задач. В дальнейшем большинство задач являются комбинированными.

Каждый блок начинается с теоретического введения, учитель показывает разные решения той или иной задачи. Условия выбора способа решения задач: рациональность и логическая последовательность.

Решение сложных задач - интересный и творческий процесс, результат его чаще всего бывает оригинальным и нестандартным, т.о. решение задач способствует самореализации ученика. Задачи обеспечивают закрепление теоретических знаний, учат творчески   применять их в новой ситуации.  

Знание способов решения простейших задач, основных формул и законов, по которым проводятся расчеты, является обязательным , но не единственным условием того, чтобы справиться с предложенной задачей.   Большое к4оличество типов задач вызывает затруднение  у учащихся. А данный курс приведет в систему все понятия и особенности решения.

Учащиеся сами создадут решебник, что важно и для  учителя и для развития логического мышления учащихся. Данный курс не противоречит содержанию и целям образовательного стандарта по предмету.

  Уметь решать задачи складывается из многих факторов:    

1. Для успешного решения задач необходим прочный теоретический фундамент, т.е. знания о строении веществ, их физических свойствах, способах получения, основных типов превращений.     Очень часто затруднения в решении задач связаны с неумением верно написать уравнение реакции, ошибками в  формулах соединений, проблемы в знаниях основных закономерностей.    

2. Приступая к решению задач, следует, прежде всего, внимательно изучить ее условие. Причем внимание следует обращать не только на численные величины , но и на текст. Очень часто в тексте содержатся подсказки, без учета которых нельзя добиться верного решения. Очень важно, чтобы решающий задачу ,четко представлял себе сущность описанных в ней процессов, видел взаимосвязь происходящих химических превращений и изменений численных параметров.

3. Уяснив условие задачи, необходимо обдумать способ ее решения. Для этого существует два метода. Первый метод предусматривает решение с «конца». При этом обращает внимание на неизвестную величину, которая является целью при решении задачи. Выявляют законы  и формулы, которые нужно использовать для ее вычисления, а также данные, необходимые для проведения таких вычислений, а если этих данных в условии задачи нет, определяют путь, по которому можно их найти, исходя из приведенных в условии величин.

        Второй путь предусматривает решение задачи, исходя из известных величин, содержащихся в условии. При этом анализируют исходные данные, определяют величины, которые они позволяют найти, выявляют направления, позволяющих перейти от этих величин к конечному результату. Нередко приходится комбинировать эти методы.

Задачи:

1.Углубить знания учащихся по химии.

2. Научить правильно и эффективно решать задачи по химии.

3. Создание условий для проявления, развития и саморазвития способностей учащихся.

4.Развить интерес к химии при решении задач с производственным содержанием.

5. Способствовать развитию у учащихся логического мышления и собственного восприятия окружающего мира

6. Предоставить возможность учащимся уточнить собственную готовность выбора химии для итоговой аттестации

Ожидаемые результаты: освоив программу курса, учащиеся приобретут навыки решения проблемных ситуаций, так как в каждой задаче есть проблема и ее можно и нужно решить. А способы решения проблем ученик выбирает сам. Учитель является тьютером на этом этапе, т.е. сопровождает его выбор и решение самого ученика.

 Курс рассчитан на 16часов. Содержание курса охватывает все типы решения задач, заложенных в программе 8-9 классов. Такой эмблемой и девизом «Решать задачи может каждый» начинается элективный курс.

Во « Введении» рассматриваются основные  теоретические знания – как основа для решения задач. Для выявления знаний используются различные приемы: химическая тайнопись, эстафета расчетных формул, простые и сложные вещества, прятки с формулами, спринт.

 Вторая часть определяет непосредственное решение задач разных типов: на количество вещества, объем, массу, на примеси, на вывод формул вещества, на избыток и недостаток, задачи с использование доли вещества.

Третья часть курса состоит из поиска нужной информации: составление задач учащимися, защита того или иного решения; составления плана решения, изучение литературы по выбранной теме, практическая деятельность-составление электронного решебника «Основные типы задач»

Четвертая часть-представление результатов

Программа курса предполагает как теоретические, так и практические занятия.

Содержание курса

I. Введение  « Теоретические знания как основа для решения задач»(3 часа)

Первое занятие направлено на определение остаточных знаний учащихся о предмете химии, о свойствах веществ и их превращениях. Используются дидактические игры:

1.Химическая тайнопись.

Цель игры: облегчить запоминание названий химических элементов и их символов.

Атрибуты игры: карточки с названиями химических элементов и их символами.

Например:

Задание. Как можно быстрее соедините названия химических элементов  с их символами.

2. Эстафета расчетных формул

Цель игры: Совершенствовать память, внимание и закрепить умения учащихся записывать физические и математические формулы, по которым ведутся расчеты при решении задач по химии

Атрибуты игры: несколько бумажных листочков, сложенных веером, по числу команд. На обороте каждой страницы веера написано название физической или химической величины (желательно избегать повтора на одном листе)

Описание игры: каждая команда (можно по числу рядов в классе) получает листочек-веер. По сигналу игроки, сидящие за 1 партой, раскрывают первую страницу веера и напротив указанной величины пишут формулу, с помощью которой данная величина может быть найдена или рассчитана, и предают веер на следующую парту. Если величина постоянная, то указывают ее значение. Побеждает та команда, которая быстрее и правильнее справилась с заданием.

3. Найди ошибку.

Цель игры: Закрепить понятие «простое» и «сложное» вещество, развить внимание учащихся, выработать умение быстро находить верные и отвергать неверные суждения.

Атрибуты игры. Карточки на которых написано по 5-6(по числу ученических столов в ряду) строк названий простых и сложных веществ

 Описание игры: Учащиеся разбиваются на три команды ( по числу рядов  в классе). Каждая команда получает от учителя по одной карточке, и по сигналу, игроки, сидящие за первым столом, находят и вычеркивают названия простых и сложных веществу, неверно приведенных  в первой строке карточек, и передают ее ученикам второго стола и т.д. После  игры проводится обсуждение результатов.

4. Прятки с формулами.

Цель игры: развить внимание, наблюдательность и умение составлять формулы неорганических веществ

Атрибуты игры: Карточки с формулами веществ, в которых не вписан знак одного химического элемента, входящего в эту формулу.

5.Назови химический элемент(простое вещество)

Цель игры. Развить у учащихся умение определять по характеристике химического элемента или вещества его название.

Атрибуты игры: карточки  с характеристиками химических элементов (веществ)

Описание игры. Участники игры должны максимально быстро определить название соответствующего элемента или вещества. При этом может быть несколько вариантов. Учитель медленно, по пунктам зачитывает перечисленные на карточке свойства. Можно карточки раздать.

6. Нас четверо.

Закрепить понятия о типах реакций, развить внимание и зрительную память.

Атрибуты игры: карточки с записью уравнений реакций разных типов.

Описание игры: на доске учитель пишет названия типов химических реакций (соединения, разложения. замещения, обмена) и распределяет их среди четырех игроков. На столе в беспорядке находятся карточки с уравнениями химических реакций разных типов. Ученик должен выбрать только  уравнения своего типа. Далее идет проверка выполненного задания и дается определения всех типов реакций.

ІІ. Вторая часть – непосредственное решение задач разных типов.(10 часов)

Подбор литературы, способов решения задач, условия задач.

Программой средней общеобразовательной школой предусмотрено решение следующих типов  расчетных задач:

1. Вычисление относительной молекулярной массы вещества по химическим формулам;
2. Вычисление по химическим уравнениям массы или количества вещества по известной массе или количеству вещества одного из вступающих или получающихся в реакции веществ;
3. Расчеты по термохимическим уравнениям;
4. Вычисление массовой доли и массы вещества в растворе;
5. Вычисление по химическим уравнениям объемов газов по известному количеству одного из вступающих в реакцию веществ или получающихся в результате ее.
6. Расчеты объемных отношений газов по химическим уравнениям;
7. Вычисление относительной плотности газов;
8. Расчеты по химическим уравнениям, если одно из исходных веществ взято в избытке;
9. Определение массовой или объемной доли выхода продукта реакции по сравнению с теоретически возможным;
10. Нахождение молекулярной формулы вещества.

Все указанные типы расчетных задач условно можно сгруппировать так:

1. Задачи, для решения которых используют расчеты по химическим формулам(1,7)
2. Задачи, для решения которых используют расчеты по химическим уравнениям(2,3,5,6,8,9,10)
3. Задачи на растворы(4)
4. Задачи на вывод формул(10)

Вычисление относительных молекулярных масс Мr

Мr- величина, которая не имеет единиц измерения. Чтобы узнать относительную молекулярную массу вещества нужно просто сложить относительные атомные массы элементов, образующих вещество, с учетом числа атомов

Задачи для самостоятельного решения.

Вычислите относительные молекулярные массы следующих веществ: оксида меди(II), гидроксида кальция, фосфорной кислоты, сульфата алюминия, метана, бензола, глюкозы. Для вычисления можно пользоваться калькулятором.

Основные количественные характеристики вещества: количество вещества, масса, объем

Основные теоретические сведения.

Важнейшим понятием в химии является количество вещества. Количество вещества характеризует число структурных единиц(атомов, ионов, молекул), которое содержится в определенном образце данного вещества.

         Единицей измерения количества вещества является моль. Моль-это количество вещества, содержащее столько же структурных единиц (атомов, молекул, ионов), сколько их содержится  в 12 граммах изотопа углерода 12С. Согласно этому определению, 1 моль любого вещества содержит одинаковое число структурных единиц. Это число равно 6,02 * 1023, его называют постоянно Авогадро( NА).

Количество вещества(n) cвязано с числом структурных единиц(N) в образце вещества, его массой( m) и объемом(V)- для газообразных веществ при н.у.- следующими уравнениями:

n=m/M; n=V/Vm; n= N/NA

в которых Vm=22,4 л/моль(мл/моль, м3/кмоль), NA=6,02 * 1023 , а молярная масса(M) численно равна относительной молекулярной массе вещества.

Зная две величины в данных уравнениях, можно легко найти третью. Например:

1. Какое количество вещества содержится в 33 г оксида углерода(ІV)?

Задачи для самостоятельного решения.

1.Какое число молекул содержится в 2.5 моль кислорода?

2. Определите объем (н.у.), который займут 0, 25 моль водорода

3.Какую массу будет иметь порция оксида серы(ІV), объем которой 13,44 л(н.у.)

Вычисление массовой доли элемента по химической формуле вещества.

ω- массовая доля вещества. Массовую долю элемента в соединении вычисляют как отношение массы элемента, входящего  в состав данного соединения, к массе всего соединения.

Задания для самостоятельного решения.

Используя алгоритмические предписания, вычислите массовую долю любого элемента в следующих соединениях: гидроксид железа (II), сульфат меди(II), фосфорная кислота, оксид марганца(IV)

1.Основные количественные характеристики вещества: количество вещества, масса, объем

Основные теоретические сведения.

Важнейшим понятием в химии является количество вещества. Количество вещества характеризует число структурных единиц(атомов, ионов, молекул), которое содержится в определенном образце данного вещества.

         Единицей измерения количества вещества является моль. Моль-это количество вещества, содержащее столько же структурных единиц (атомов, молекул, ионов), сколько их содержится  в 12 граммах изотопа углерода 12С. Согласно этому определению, 1 моль любого вещества содержит одинаковое число структурных единиц. Это число равно 6,02 * 1023, его называют постоянно Авогадро( NА).

Количество вещества(n) cвязано с числом структурных единиц(N) в образце вещества, его массой( m) и объемом(V)- для газообразных веществ при н.у.- следующими уравнениями:

n=m/M; n=V/Vm; n= N/NA

в которых Vm=22,4 л/моль(мл/моль, м3/кмоль), NA=6,02 * 1023 , а молярная масса(M) численно равна относительной молекулярной массе вещества.

Зная две величины в данных уравнениях, можно легко найти третью. Например:

2. Какое количество вещества содержится в 33 г оксида углерода(ІV)?

Задачи для самостоятельного решения.

3. Какое число молекул содержится в 2.5 моль кислорода?
4.  Определите объем (н.у.), который займут 0, 25 моль водорода
5. Какую массу будет иметь порция оксида серы(ІV), объем которой 13,44 л(н.у.)

Массовая, объемная и молярная доля вещества в смеси. Массовая доля элемента в соединении

Основные теоретические сведения.

Массовую долю вещества в смеси или растворе вычисляют как отношение массы вещества, входящего в состав смеси, к массе всей смеси.

        Массовую долю часто выражают в процентах. Для этого отношение массы вещества к массе смеси умножают на 100 %:

ω=m(в-ва)/m(смеси)*100%

Аналогично объемную долю вещества вычисляют как отношение объема вещества к объему смеси.

Ψ=V(в-ва)/V(смеси)*100%

Молярную долю вещества - как отношение количества вещества одного из компонентов смеси к сумме количеств веществ всех компонентов смеси:

χ=n(в-ва)/n(смеси)*100%

Массовую долю элемента в соединении вычисляют как отношение массы элемента, входящего в состав данного соединения, к массе всего соединения:

ω=m(эл-та)/m(в-ва)*100%

Зная молекулярную формулу соединения, массу элемента, входящего в состав, вычисляют как произведение молярной массы элемента на число атомов этого элемента в соединении.

В этом случае массовую долю элемента в соединении рассчитывают как отношение этой величины к молярной массе всего соединения.

ω (элемента)=M(эл-та)*N/M(в-ва)

задача для примера

2.1 25 г оксида магния смешали с 35 г оксида алюминия, Определите массовую долю оксида магния в данной смеси.

Задачи для самостоятельного решения

2.2 Вычислите объемную долю азота в смеси газов, содержащей 32л азота, 48 л углекислого газа, 36 л гелия и 15 л водорода

2.3 вычислите молярную и массовую долю (в%) оксида углерода(ІІ) в смеси, содержащей 16.8 л (н.у.) и 13,44 л (н.у.) оксида углерода(ІV)

Вывод формул соединений

Основные теоретические сведения

При определении формул химических соединений необходимо различать простейшую(или эмпирическую) формулу соединения и его истинную(или молекулярную) формулу.

         Простейшая или эмпирическая формула показывает соотношение числа атомов каждого элемента в молекуле (формульной единице) вещества.

Например: простейшая формула оксида фосфора(V) Р2О5. Она показывает, что на каждые два атома фосфора в молекуле данного оксида приходится 5 атомов кислорода.

         Истинная или молекулярная формула показывает точный качественный и количественный состав одной молекулы данного соединения.

Так истинная формула оксида фосфора(V) Р4О10. Она показывает, что одна молекула данного оксида образована четырьмя атомами фосфора и десятью атомами кислорода.

При выводе простейшей формулы соединении я необходимо помнить, что индексы в ней пропорциональны количествам вещества элементов, образующих данное соединение и содержащегося в определенной порции данного вещества. Например:1

моль воды содержит 2 моль атомов водорода и 1 моль атомов кислорода (т.е. n(Н):n(О)=2:1, а формула воды Н2О). Таким образом, чтобы определить простейшую формулу вещества, необходимо рассчитать количество вещества элементов, образующих данное соединение.

Чтобы установить истинную или молекулярную формулу, необходимо знать относительную молекулярную или молярную массу данного соединения. Молекулярная масса в целое число раз больше массы, которая отвечает простейшей формуле. На это число нужно умножить индексы в простейшей формуле, чтобы получить молекулярную формулу. Например, простейшая формула глюкозы СН2О, относительная молекулярная масса, отвечающая этой формуле, равна 30. Истинна молекулярная масса глюкозы равна 180, т.е. в 6 раз больше. Таким образом, истинная формула глюкозы (СН2О)6, или С 6Н 12О6.

3.1 Массовые доли железа и серы в соединении равны соответственно 46,67% и 53,33%. Определите формулу этого соединения.

Задачи для самостоятельного решения.

3.2 Найдите формулы веществ, имеющих следующий элементный состав

а) ω (Mn)=61,8%, ω (O)=36%,  ω(H)=22%

б) ω(С)=42,8%, ω(О)=57,2%

Расчет количества вещества, массы, объема исходных веществ и продуктов реакции.

По химическим уравнениям можно рассчитать количество вещества, массу и объем реагирующих веществ и продуктов реакции. Для этого прежде всего  необходимо составить уравнение химической реакции и верно расставить коэффициенты.

Расчеты по химиче6ским формулам удобней всего вести  с использованием количества вещества. Количество вещества вступивших в реакцию и образовавшихся в результате реакции соединений пропорциональны друг другу и относятся к друг к другу как коэффициенты пред формулами этих веществ в уравнении. Например: 2+3 Cl2=2 Fe Cl3, соответствует следующее соотношение между количествами веществ железа, хлора и хлорида железа(III):

n (Fe): n( Cl2): n (Fe Cl3)=2:3:2

Таким образом, зная количество вещества одного из реагирующих веществ или продуктов реакции, можно найти количество вещества других участников данной реакции, а по количеству вещества нетрудно рассчитать их массу или объем.

Следует отметить ,что объем вступивших в реакцию газообразных веществ и объемы газообразных продуктов реакции, измеренные при одинаковых условиях, так же относятся к друг к другу, как коэффициенты пред соответствующими формулами в уравнении реакций.

Например:

3 H2+N2=2NH3

Объемы реагирующих азота и водорода и объем образовавшегося аммиака связаны следующими соотношением:

V (H2): V( N2): V( NH3)=3:1:2

Задачи для самостоятельного решения.

Рассчитайте массу воды, образующуюся в результате взаимодействия 0,5 моль оксида алюминия  с серной кислотой при нагревании

Расчет количества теплоты по термохимическому уравнению реакций.

Одни химические реакции протекают с выделением теплоты, а другие- с поглощением.

Количество теплоты, которое выделяется в результате реакции, называется тепловым эффектом данной химической реакции. По тепловому эффекту химические реакции подразделяют на две группы: экзотермические и эндотермические. Эндотермическими называются реакции, которые протекают с выделением теплоты

Пример: Н2+Cl2=2 НCl+184,6 кДж

Эндотермическими называются реакции, которые протекают с поглощением теплоты.

Например: N2+О2=2NO-90,4 кДж

Задача для самостоятельного решения.

Вычислите, сколько теплоты поглощается при окислении 14 г азота. Термохимическое уравнение реакции окисления азота: N2+O2=2NO-180,8 кДж

Расчеты по химическим уравнениям реакций, если одно из исходных веществ взято в избытке.

Вещества реагируют друг с другом строго в определенных количествах. Однако исходные вещества для проведения реакции могут быть взяты в любых количествах. Таким образом, одно из реагирующих веществ может оказаться в избытке, а другое - в недостатке. В этом случае необходимо определить, какое из реагирующих веществ находится в избытке, а какое в недостатке., и дальнейшие расчеты производить по веществу, находящемуся в недостатке, это определено тем, что вещество, находящееся в недостатке, прореагирует полностью, таким образом, количество вещества данного реагента нам точно будет известно.

Для того, чтобы определить какое вещество находится в избытке, а какое в недостатке, необходимо вычислить массы и ли количество вещества этих веществ и сравнить их. Если масса или количество вещества реагентов, участвующих в химической реакции, одинаковы, то в избытке будет то вещество, количество которого больше в соответствии с  условием задачи.

Задача для самостоятельного решения.

Вычислите массу сульфата натрия, образующегося при взаимодействии растворов, содержащих 20г гидроксида натрия и 24,5 г серной кислоты.

Определение массовой доли продукта по сравнению с теоретически возможным

При проведении расчетов по уравнениям реакций полагают, что исходные вещества полностью превращаются в продукты реакции, и что количество вещества. Образующихся в результате реакции, строго соответствуют количествам вступивших в реакции  веществ в соответствии с законом сохранения массы вещества. Однако на практике масса продуктов реакции(mпрак) почти всегда бывает меньше, чем масса тех же продуктов, рассчитанная теоретически.

Это может происходить из-за того, что реагирующие вещества не полностью вступают в реакцию, из-за потерь в ходе проведения реакции, из-за побочных процессов.

Поэтому часто вычисляют долю выхода продуктов реакции или просто выход продукта реакции(η). Выход можно рассчитать по формуле:

η=mпрак/mтеор*100%. η=Vпрак/Vтеор*100%. η=nпрак/nтеор*100%. Следует отметить , что выход реакции всегда меньше 100%

Задачи для самостоятельного решения.

В лаборатории в результате реакции нитрования 78г бензола было получено 105 г нитробензола. Вычислите массовую долю выхода нитробензола от теоретически возможного.

Вычисление массы продукта по известной массе исходного вещества, содержащего примеси

ІІІ. часть –создание электронного решебника «Основные типы задач»(3 часа)

ІV. Представление результатов. Защиту электронного решебника осуществить  в рамках недели химии.(1 час)

Формы работы

- лекции;

-практикумы;

-самостоятельная работа с литературой;

-работа в Internet  и электронными носителями;

-защита  электронного решебника.

В результате обучения учащиеся должны овладеть знаниями о:

- о типах задач

- об основных способах решения

- о возможности использования задач в повседневной жизни

Освоив элективный курс, учащиеся должны уметь:

-самостоятельно находить информацию по решению задач;

- определять тип задачи;

-работать со справочной литературой,  Internet, электронными носителями;

-формулировать условия задачи, кратко записывать условие задачи;

-оформлять решение задачи;

-выступать  с защитой работы.

Ожидаемые результаты

1.Данным решебником могут пользоваться все ученики школы.

2. Учащиеся являются членами заочной школы химиков в г. Костроме

3. Участвуют в олимпиадах

4. Данный курс можно использовать как курс дистанционного обучения учащихся школ Зебляковского образовательного округа

Поурочное планирование элективного курса «Решать задачи может каждый»

Литература.

1. Габриелян О.С. и др. Задачи и по химии и способы решения» 8-9 классы М. «Дрофа», 2004

2.Денисова В.Г. « Сборник элективных курсов» Волгоград. Издательство «Учитель», 2006  

3. Маршанова Г.Л. « 500 задач по химии» М. « Издат-школа» «РАЙЛ» , 1997

4. Образовательный коллекция. Самоучитель. «Химия для всех-21» Решение задач

5. Савинкина Е.В., Логинова Г.П. « химия. Сборник задач» 8-9 классы М. « АСТ-ПРЕСС», 2001

6. Свитанько И.В. « Нестандартные задачи по химии»М.ТОО « ВЕНТАНА-ГРАФ»,1994

7. Тыльдсепп А.А. Корк В.А  «Мы изучаем химию» М. «Просвещение», 1988

8. Штемплер Г.И. Пичугина Г.А. « Дидактические игры при изучении химии» М. «Дрофа» ,2003