Программа элективного курса" Решение нестандартных задач по химии"
рабочая программа по химии (9 класс) на тему

Программа элективного курса «Решение нестандартных задач по химии»

Пояснительная записка

Элективный курс «Решение нестандартных задач по химии» предназначен для учащихся 10-11 классов_и носит предметно - ориентированный характер.

В связи с сокращением количества часов для изучения химии в старшей школе многие учащиеся не успевают усвоить способы решения задач разных типов, падает интерес к науке химии, большинство детей равнодушно или негативно относятся к изучению химии, считая ее «наукой, где много надо запоминать». С другой стороны, в перспективе многие из них собираются продолжать образование в ВУЗах и колледжах химического профиля. Поэтому возникла необходимость создания данной программы.

Учащиеся смогут прорешать задачи, встречающиеся в школьной программе и, кроме того, познакомиться с новыми типами задач.

Содержание занятий построено таким образом, что сначала в краткой форме даётся теоретический материал, а затем решаются задачи по данной теме.

Задачи взяты из разных сборников задач для поступающих в ВУЗы.

Содержание курса поможет ученикам подготовиться к поступлению в ВУЗ или колледж, получить реальный опыт решения сложных задач и ответить на вопросы «Могу ли я?», «Хочу ли я?».

Цели данного элективного курса:

- проверить готовность учащихся к усвоению материала повышенного уровня сложности

- устранить пробелы в знаниях;

- познакомить учащихся с видами деятельности, необходимыми для успешного усвоения программы,

      - сформировать умение правильно оформлять и решать задачи,

      - развить способность учащихся ориентироваться среди различных типов задач

Интеграция знаний по химии, физике (газовые законы), математике (решение задач с помощью уравнений ) позволяет создать положительную мотивацию обучения.

Формами отчётности по изучению данного элективного курса могут быть:

- составление сборников авторских задач учащихся по разделу, теме

(с решениями);

- составление творческих расчётных задач по различным темам (например, «Медицина», «Экология» и т. д.)

- зачёт по решению задач.

Планируемый результат:

Пройдя данный курс, учащиеся смогут решать задачи повышенного уровня сложности из сборников задач (см. список литературы) на базе знаний выпускника основной школы.

Требования к уровню освоения содержания:

В результате изучения программы элективного курса ученик должен  знать/понимать

важнейшие химические понятия: относительные атомная и молекулярная массы,

моль, молярная масса, молярный объем, массовая доля, молярная концентрация

основные законы химии: сохранения массы веществ, постоянства состава, газовые законы

уметь

• проводить самостоятельный поиск химической информации с использованием различных источников (научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов Интернета); использовать компьютерные технологии для обработки и передачи химической информации и ее представления в различных формах;
• решать    задачи изученных типов

использовать    приобретенные   знания   и   умения    в    практической деятельности    и повседневной жизни для:

• экологически грамотного поведения в окружающей среде;

       приготовления растворов заданной концентрации в быту и на производстве.

Учебно-тематический план

Тема 1. Вывод неизвестного элемента

1) Состав оксида некоторого металла может быть выражен простейшей формулой Ме20з. Известно, что оксид массой 76,5 г содержит металл массой 40,5 г. Какой металл образует оксид? (алюминий)

2) Некоторый элемент проявляет в оксиде степень окисления +4. Массовая
доля этого элемента в оксиде составляет 71,17%. Какой это элемент?

 Ответ:   селен.

3) Оксид элемента имеет состав ЭОз. Массовая доля кислорода в этом оксиде составляет 60%. Какой элемент образует оксид?     Ответ: сера.

4) Элемент массой 16 г, взаимодействуя с молекулярным кислородом массой
6,4 г, образует оксид состава ЭО. Определите, что это за элемент.

 Ответ:    кальций.        

Тема 2. Газовые законы

Закон постоянства состава (Ж. Пруст, 1808) — все индивидуальные вещества имеют постоянный качественный и количественный состав, независимо от способа их получения.

Закон кратных отношений (Дж. Дальтон, 1803) — если два элемента могут образовывать между собой несколько соединений, то массовые доли любого из' элементов в этих соединениях относятся друг к другу как небольшие целые числа.

Пример. FeO и Fe203

w2(Fe) = 56/(56+ 16) = 0,778;

w2{Fe) = 2 • 56/(2 •  56 + 3 • 16) = 0,7;

w,{Fe)/w2{Fe) = 1,111 = 10:9.

Закон       объемных       отношений       (Ж.       Гей-Люссак,       1808) объемы      газов,      вступающих      в      реакцию,      а      также      объемы газообразных      продуктов      реакции      относятся      друг      к      другу как небольшие целые числа.

Пример. Н2 + Сl2 = 2HCI (один объем водорода реагирует с одним объемом хлора, при этом образуются два объема хлороводорода).

Закон Авогадро (1811) — в равных объемах газов при постоянных температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Объемы газов прямо пропорциональны их количествам:    V1  / V2  = v1 / v2 

Объединенный газовый закон -

Р V/T -const

(Р — давление газа, V — его объем, Т — абсолютная температура). Закон справедлив для заданного количества газа. Для одного моля газа постоянная в правой части уравнения равна универсальной газовой постоянной.

Уравнение      Клапейрона—Менделеева      для      идеального  газа

 PV= v RT,     или            PV= (m/M) v R Т,

где     v  - количество     газа     (моль),     R-универсальная газовая     постоянная,     m — асса газа, М – его молярная  масса.

Универсальная газовая постоянная:    R = 8,314 ДжДмоль • К) = 0,082 л • атм/(моль • К). Нормальные условия для газов:                  Рп =101325 кПа = 1 атм,    Т0 = 273,15 К = 0 °С.

 Молярный объем газа Vm — объем одного моля газа:        Vm =  V /vVm зависит      от      температуры      и      давления:      при      нормальных

условиях Vm =22,4 л /моль; при произвольных условиях    Vm =RT / P.

 Плотность газов:

  ρ = rn/V = (P/RT) ,      где М = M/Vm  (М— молярная масса, Vm — молярный объем).

Относительная       плотность       газов –   безразмерная величина, равная отношению плотностей двух газов:

DA(B) = ρ (B)/ ρ (A) =М(В)/М(А) (М— молярная масса).

Задачи  на газовые законы.

1) Какой     объем     займет     при     температуре     20е     С     и     давлении 250 кПа аммиак массой 51 г?                          Ответ: 29,2 л.

2)    Оксид        углерода (IV) находится  в сосуде, объем которого   равен   20 л,   при температуре   22°   С   и   давлении   500  кПа. Определите массу оксида углерода (IV).                                                                Ответ: 179,4 г.

3)        Газ массой    30,3    г   заполнил         сосуд    объемом     15    л    при

Температуре 18° С. Давление  газа         внутри  сосуда составляет   122       кПа.        

Определите       молярную        массу       газа.         Ответ:       40  г/моль.

 Тема 3  Задачи с экологическим содержанием.

1)В стратосфере на высоте 20-30 км находится слой озола 03, который защищает Землю от ультрафиолетового излучения.  150 моль озона. Сколько это составляет молекул и какова масса?    

2)Круговорот азота в природе включает биологическую фиксацию клубеньковыми бактериями и процессы окисления азота при грозовых разрядах. Масса одноймолекулы оксида азота, полученного во время грозы, составляет 4,99• 10 -23.

Определит  формулу  этого оксида.                          Ответ: NO

3) Считается, что загрязняющие вещества не оказывают вредного влияния, если их содержание в атмосфере не превышает ПДК( предельно- допустимая концентрация). ПДК ( SO2)=0,05 мг/мЗ. Вдыхание какого количества S02     в сутки не опасно для человека? Взрослый человек вдыхает в среднем за сутки 10м3.        Ответ: 0,5 мг.

4)Человек начинает ощущать едкий вкус S02 , если в 1 mj воздуха содержится его 3 мг. При вдыхании такого воздуха в течение 5 мин у человека начинается ларингит- воспаление слизистой оболочки гортани. Какое суммарное количество оксида серы приводит к этому заболеванию? Объём лёгких человека 3,5 л, а периодичность дыхания- 4 сек .                          Ответ: 0,7875 мг

5)Такие виды рыб, как форель и хариус, очень чувствительны к чистоте воды. Если в 1 л природной воды содержится всего 3*10-6 моль серной кислоты (которая может попасть в воду с промышленными стоками или во время кислотных дождей), то мальки этих рыб погибают. Найдите массу     H2SO4    в 1 л воды, которая представляет смертельную опасность для мальков. Ответ:

6)Растения суши и Мирового океана ежегодно выделяют при фотосинтезе 320  млрд т газообразного кислорода. Сколько это составляет молекул? Какое количество
вещества.                                     Ответ:  6•10 39

Тема 4.  Способы выражения концентрации растворов

Растворимость (коэффициент растворимости) — масса вещества, которая может раствориться в 100 г растворителя

(Растворимость твердыхвеществ в воде изменяется в больших пределах — от 10"   г (HgS) до сотен граммов (AgN03). Растворимость большинства твердых веществ увеличивается с ростом температуры, растворимость газов — уменьшается. Растворимость газов увеличивается с повышением давления.

Массовая доля растворенного вещества — безразмерная величина, равная отношению массы вещества к массе раствора:

w = m(в-ва)/m(р-ра).

По массовой доле растворы делятся на разбавленные и концентрированные (w велико).

Вычисление массовой доли вещества в растворе

Примечание. Чтобы от безразмерной величины — массовой доли перейти к доле вещества, выраженной в процентах, необходимо умножить ее на 100%.

Алгоритм

Решение задачи необходимо свести к формуле (1). В формуле фигурируют три величины: концентрация раствора, масса раствора и масса растворенного вещества. Определяем, какие из необходимых величин известны или могут быть рассчитаны из условий задачи, далее возможны два варианта.

Вариант 1. две из трех величин известны и ответ может быть получен простой подстановкой в формулу.

Вариант 2. Неизвестно более одной величины. Тогда нужно одну из неизвестных величин обозначить через переменную, например х, и выразить через нее остальные неизвестные. Тогда задача сводится к решению уравнения с одним неизвестным.

Задача1 Определите концентрацию раствора, образовавшегося при

добавлении 20 г соли к 180 г 5% -ного раствора этой соли.    Ответ. 14,5%.

Задача 2 Определите концентрацию раствора, образующегося при

разбавлении 50 г   10% —ного раствора спирта 150 мл воды. Ответ. 2,5 %

Задача 3   В бензоле объёмом  170 мл растворили серу массой 1,8 г Плотность бензола 0,88.г/мл . Определите массовую долю серы в раствор.

Задача 4 Какой объём раствора серной кислоты плотностью 1,8. г/мл с
массовой долей   H2S04 88% надо взять для приготовления раствора кислоты объёмом 300 мл и плотностью 1,3 г/мл с   массовой долей 40 %?  Ответ. 98,5 мл

Задача 5    Определите концентрацию раствора, образующегося при смешивании 600 г 20% -ного раствора и   400 г 5%-ного раствора хлорида меди (II). Ответ.14%

Задача 6   В каком объеме воды нужно растворить 30 г сульфата меди, чтобы получить 8%-ный раствор?

Решение. Пусть необходимо взять х г воды, тогда масса получившегося
раствора будет равна    (30+х) г.   Необходимо 345 г воды. Плотность воды 1 г/мл, объем воды равен 345 мл.                                       Ответ. 345 мл.

Тема  5.    Молярная концентрация.

Мольная доля растворенного вещества — безразмерная величина, равная отношению числа молей вещества к общему числу молей всех веществ в растворе:

Молярная концентрация растворенного вещества показывает, сколько молей вещества содержится в 1 л раствора:

с =   v (в-ва) /  V(р-ра).

Единицы СИ молярной концентрации — моль/м , однако чаще используется единица моль/л. Единицу молярной концентрации обозначают буквой М. Например, запись 0,2М означает, что молярная концентрация равна 0,2 моль/л.

Задача 1   В воде растворили гидроксид калия массой 11,2 г, объем р-ра довели до 200 мл. Определите молярную концентрацию полученного раствора.     Ответ: 1 моль/л                                        

Задача 2 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.            Ответ: 0,98 моль/л

Задача 3 Аммиак, объем которого при нормальных условиях равен 2,8 л, растворили в воде. Объем раствора довели до 500 мл. Какое Количество вещества аммиака содержится в таком растворе объемом 1 л?                                                                    Ответ: 0,25 моль

Задача 4 Какая масса хлорида калия потребуется для приготовления раствора этой соли объемом 300 мл и концентрацией 0,15 М KCI?           Ответ: 3,35 г.

Задача 5 Какое количество вещества нитрата натрия содержится в
растворе объемом 1 л с массовой долей      40%, плотность которого 1,32 г/мл?                                                                                 Ответ: 6,2 моль.        

Тема 6.   Решение задач алгебраическим способом.

Задача 1. В раствор сульфата меди опустили железную пластинку , масса которой увеличилась в ходе реакции на 2 г Вычислить массу железа, которая вступила в реакцию.                      Ответ. В раствор перешло железо массой 14 г.

Задача 2. Раствор, содержащий 5,1 г хлорида натрия, смешали с раствором, содержащим такую же массу нитрата серебра. Найти массу хлорида серебра, образовавшегося   в   результате   реакции.                               Ответ: масса 4,3 г.

Задача 3. Карбонат кальция опустили в раствор соляной кислоты, и после полного растворения соли масса образовавшегося раствора увеличилась на 5,6 г. Вычислить массу исходного карбоната кальция.

Ответ. Масса карбоната кальция — 10 г.

Задача 4. В токе хлора сожгли 1,76 г смеси медных и железных опилок, в результате чего получилось 4,60 г смеси хлоридов металлов. Найти массу меди, вступившей в реакцию.

Задача 5. При взаимодействии 20 г сплава цинка и магния с избытком серной кислоты образовалось 69 г сульфатов Определить состав сплава в массовых долях.      Ответ.   0,62, или 62%, цинка и 0,38,или 38%, магния по массе.

Литература

1. . Будруджак П. Задачи по химии. М: Мир, 1989.
2. Ерёмина Н.А. и др. Справочник школьника по химии: 8-11 кл. - М.

Дрофа, 1996.-208 с.

3.        Лабий Ю.М. Решение задач с помощью уравнений и неравенств. - М.:

Просвещение, 1987.- 80 с.

8.        4. Маршанова Г.Л. 500 задач по химии.8 - 11 кл. - М. Издат-школа

«РАЙЛ», 1997.-80 с.

5. Свитанько И. В. Нестандартные задачи по химии. М.: МИРОС, 1994
6. Сергеев С.А. Готовимся к выпускному экзамену. Химия. - М. :

Аквариум, 1997.-240с.

7.        Хомченко Г. П. , Хомченко И. Г. Задачи по химии. М.: Высшая школа,

1986, 1990, 1997.

9.        Хомченко Г. П. , Хомченко И. Г. Сборник задач по химии для

поступающих в вузы. М.: Новая Волна, 2002.