Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа "Решение расчетных задач по химии"
материал по химии (9 класс)

МУНИЦИПАЛЬНОЕ   БЮДЖЕТНОЕ   ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 1 Г. ПЕТУШКИ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

601143 г.Петушки, ул.Чкалова, д. 12;      e-mail: filino1@mail.ru       Директор Грачева Т.Л.                 т.2-27-57    

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ

ОБЩЕРАЗВИВАЮЩАЯ ПРОГРАММА

естественно-научная

(Приказ Министерства образования и науки РФ от 9 ноября 2018 г. № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам»).

Решение расчетных задач по химии

Уровень программы: базовый

Возраст учащихся: 14–15 лет

Срок реализации: 1 год

Автор:

                               Селиверстова Елена Владимировна,

                                                    педагог дополнительного образования

г. Петушки, 2020

Содержание программы

I.  Комплекс основных характеристик программы       3

1.Пояснительная записка                                                3

1.1 Актуальность                                                             3

1.2 Цель и задачи программы                                        3

1.3 Возраст и категории обучающихся                         4

1.4 Уровневость программы                                          4

1.5 Формы работы                                                           4

1.6 Продолжительность реализации                              5

1.7  Планируемые результаты                                        5

2. Содержание программы                                              6

2.1 Учебный план                                                            6

2.2 Содержание учебного плана                                     7

2.3 Образовательные и учебные форматы                     7

2.4 Формы аттестации и оценочные материалы            7

II.  Комплекс организационно-педагогических условий    11

     1. Материально-техническое обеспечение                           11

2. Учебно-методическое и информационное обеспечение   11

3. Список литературы                                                                  12

     Приложение 1(календарно-тематическое планирование)   12

I.  Комплекс основных характеристик программы

1. Пояснительная записка

1.1 Актуальность

1.           Рабочая программа составлена на основе:

 Федерального закона РФ «Об образовании в РФ» (от 29.12.2012 г. №273-ФЗ)

2. Концепция развития дополнительного образования детей (от 14.09.2014 г.  №1726-р)
3. Приказа Министерства просвещения Российской Федерации от 09.11.2018 г. № 196 «Об утверждении Порядка организации и осуществления образовательной деятельности по дополнительным общеобразовательным программам».
4. Санитарно-эпидемиологические правил и нормативов СанПиН 2.4.4.3172-14 «Санитарно-эпидемиологические требования к устройству, содержанию и организации режима работы образовательных организаций дополнительного образования детей» (утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 4 июля 2014 г. № 41).  
5. Письма Министерства образования и науки РФ от 18.10.2015г. №09-3242 «О направлении информации».
6. Авторской программы элективного курса «Способы решения расчетных задач по химии» Штепа Л. И.

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.

1.2 Цель и задачи программы

Цель: систематизировать знания учащихся по химии в процессе обучения основным подходам к решению расчетных задач; отработать навыки решения задач и подготовить школьников к более глубокому освоению химии в старших классах. 

Задачи:

обучающие:

- систематизировать знания по химии

- обучать основным приема решения задач по химии

 воспитательные:

- формировать добросовестное отношение к труду

- воспитывать ценностное отношение к знаниям

   личностные:

- формировать ключевые компетенции по усвоению научных знаний по химии

- развивать интеллектуальные способности в области точных наук

- развивать познавательные процессы

- развивать мышление: умение анализировать, обобщать, систематизировать.

1.3 Возраст и категории обучающихся

Адресат программы: программа предназначена для учащихся 9 классов, изучающих систематический курс неорганической химии и владеющих достаточными знаниями о строении и свойствах неорганических веществ (не для детей с ОВЗ).

1.4 Уровневость программы

Уровень базовый

1.5 Формы работы

Формы работы:

•        групповая работа;

•        индивидуальная работа;

•        фронтальная работа;

•        проектная деятельность.

 Режим работы : 1 раз в неделю по 1 академическому часу 

1.6 Продолжительность реализации

Продолжительность реализации программы: 1 год-33часа

1.7  Планируемые результаты

В результате изучения курса «Решение расчетных задач по химии» в 9 классе ученик должен:

Уметь:

• производить расчеты по химическим формулам: определять среднюю молекулярную массу смеси, относительную плотность газовой смеси, состав газовой смеси, массовую долю элемента;
• производить вычисления состава растворов с использованием массовой доли растворенного вещества, молярной концентрации, растворимости;
• производить расчеты по уравнениям: вычислять объемные отношения газов; определять состав смеси, массовую долю вещества в образовавшемся растворе,  массу раствора,  массу продукта реакции, если одно из реагирующих веществ дано в избытке, массу или объем продукта реакции по известной массе или объему исходного вещества, содержащего определенную массовую долю примесей;
• производить расчеты по термохимическим уравнениям;
• производить расчеты с использованием закона Гесса, скорости химических реакций;
• решать задачи комбинированного типа.

 Результаты воспитывающей деятельности.

Учащиеся будут:

- формировать добросовестное отношение к труду

- воспитывать ценностное отношение к знаниям

Результаты развивающей деятельности.      

- сформированные ключевые компетенции по усвоению научных знаний по химии

- развиватие интеллектуальных способностей в области точных наук

- развиватие познавательные процессы

- развиватие мышления: умение анализировать, обобщать, систематизировать.

2. Содержание программы

2.1 Учебный план

2.2 Содержание учебного плана

1. Введение. (1ч.)

     Цели, задачи, структура курса, формы работы и формы отчетности.

Тема 1.Расчеты по химическим формулам (8 часов).

    Основные понятия и законы химии. Количество вещества. Молярная масса. Постоянная Авогадро. Молярный объем газа. Массовая доля элемента. Средняя молекулярная масса смеси газов. Массовая доля газов в газовой смеси. Вычисления с использованием величин: количество вещества, молярный объем газа, относительная плотность газа, массовая доля, постоянная Авогадро Определение средней молекулярной массы смеси. Определение относительной плотности газовой смеси. Определение состава газовых смесей.

Тема 2. Растворы (9 часов).

     Массовая доля растворенного вещества. Правило смешения. Расчеты с использованием массовой доли растворенного вещества. Молярная концентрация. Расчетно-практические задачи на приготовление растворов. Растворимость веществ. Насыщенные растворы. Массовая доля вещества в насыщенном растворе. Решение задач на растворимость.

Тема 3. Вычисления по химическим уравнениям (16 часов)

     Вычисление массы  или объема вещества по известной массе, количеству вещества, вступающего в реакцию или полученного в результате реакции. Закон объемных отношений газообразных веществ. Вычисления объемных отношений газов. Задачи, связанные с вычислением массовой доли вещества в образовавшемся растворе. Задачи, связанные с определением массы раствора. Вычисления массы (объема, количества вещества) продукта реакции, если одно из реагирующих веществ дано в избытке: вещество, взятое в избытке не реагирует с продуктом реакции; вещество, взятое в избытке, взаимодействует с продуктом реакции. Вычисление массы или объема продукта реакции по известной массе или объему исходного вещества, содержащего определенную массовую долю примесей. Термохимические уравнения. Расчеты по термохимическим уравнениям. Задачи, связанные с применением закона Гесса. Скорость химических реакций. Комбинированные задачи.

3. Образовательные и учебные форматы

Курс предусматривает  лекционно-семинарскую формы работы и элементы системно-деятельностного подхода.

4. Формы аттестации и оценочные материалы

 Формы аттестации

Виды контроля:

- предварительный контроль (проверка знаний учащихся на начальном этапе освоения Программы). Проводится в начале реализации Программы в виде входного тестирования.

- текущий контроль (отслеживание активности обучающихся в выполнении ими творческих  работ.)

- итоговый контроль –тест и презентация подготовленных учащимися творческих работ.

Формы и содержание итоговой аттестации:

- тестирование; семинар

- презентация творческой работы (проекта).

 Требование к оценке творческой работы

Творческая работа (проект) оценивается положительно при условии, если:

- определена и четко сформулирована цель работы;

- характеризуется оригинальностью идей, исследовательским подходом, подобранным и проанализированным материалом;

- содержание работы изложено логично;

- прослеживается творческий подход к решению проблемы, имеются собственные предложения;

- сделанные выводы свидетельствуют о самостоятельности ее выполнения.

Форма защиты творческой работы (проекта) – очная презентация.

Оценочные материалы

ПРИЛОЖЕНИЕ 1    

Расчеты по химическим формулам.

Задача. Массовая доля серы в соединении с кислородом равна 40%. Выведите формулу этого вещества.

Дано:                                                    Решение

(S)=40%                     1) (O)=100 - 40=60%      

____________                 2) Находим отношение атомов по формуле:                                    

SхOy - ?                                 S : O=40/32 : 60/16=1,25:3,75

                                        Меньшее число принимаем за единицу и находим отношение атомов

                                       S : O=1:3

                                       Ответ: формула данного вещества SO3.

Задача. Вычислите содержание элементов в массовых долях и процентах в гидроксиде натрия.

Дано:                                             Решение.

NaOH                                1) Находим молярную массу гидроксида натрия:

________                              M (NaOH)=23+16+1=40г/моль

Х1(Na)-?                             2) Вычисляем массовую долю натрия:

Х2(O)-?                                Х1=23/40=0,575,  Na – 0,575 мас.д., или 57,5%  

Х3(H)-?                               3) Вычисляем массовую долю кислорода                                  

                                             Х2=16/40=0,4,   О – 0, 4 мас.д., или 40%

                                            4) Выисляем массовую долю водорода

                                              Х3=1/40=0,025,  H – 0,025 мас.д., или 2, 5%.

                                             5) Проверяем правильность вычисления:

                                               0,575+0,4+0,025=1,00 (в мас.д.)

                                               57,5+40+2,5=100 (в %).

Ответ: в NaOH содержится 0,575 мас.д., или 57,5%, Na, 0,4 мас.д., или 40%, О и 0,025 мас.д., или 2,5%, H.

                                                        ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Расчет количества растворителя и растворимого вещества.

Задача 1. Рассчитайте массу сульфата калия и воды, которые надо взять для приготовления 60 г раствора с массовой долей растворенного вещества 15%.

Дано:                                                             Решение.                    

m р-р(K2SO4)=60 г          1) Находим массу сульфата калия необходимую для приготовления

 =15%  

______________                    раствора: mв-ва (K2SO4) = . mр-р /100 =15.60/100 = 9 г                                                                                                                   

m (K2SO4)=?                  2) Вычисляем массу воды:

m ( H2O)=?                     m (H2O)= mр-р—mв-ва=60 - 9=51г

                                       Ответ: масса сульфата калия – 9 г, масса воды – 51 г.

Задача 2. К 150 г раствора с массовой долей H2SO4 10% добавили 100г воды. Вычислите массовую долю серной кислоты в полученном  растворе.

Дано:                                                    Решение.

mр-р1=150 г                     1) Находим массу раствора, полученного после добавления воды

1 = 10%

m(H2O) =100                       mр-р2 = mр-р1 + m(H2O) =150+100 = 250 г

____________               2) Находим массу серной кислоты в растворе:

      2-?                               m(H2SO4) =  . mр-р1/100

                                            m(H2SO4) = 10 . 250/100 = 25г

                                      3) Находим массовую долю серной кислоты в полученном растворе:        

                                              2 = mв-ва/mр-р2.100%  

                                              2 = 25.250/100 = 6,25%  

Ответ: массовая доля серной кислоты в полученном растворе 6, 25%.

                                                           ПРИЛОЖЕНИЕ 3

 Нахождение объемных отношений реагирующих газов.

Задача 1. Какие объемы водорода и кислорода должны прореагировать, чтобы получилось 0,4 моль воды.

Дано:                                                                  Решение.

n(H2O) = 0,4моль                                   y моль      х моль        0,4 моль

_______________                   2H2      +     O2   =   2H2O

V(O2)-?                                                    2 моль      1 моль        2моль                                            

V(H2)-?                                1) Обозначим  через х количество вещества O2, через y– количество

                                             вещества H2.

                                             2) Вычисляем х. Х = 0,4 . 1/2 = 0,2 моль

                                             3) Вычисляем y. Y = 0,4 .2/2 = 0,4 моль

                                             4) Используя молярный объем газов (Vm = 22,4 л/моль), вычисляем

                                               объемы газов: V(O2) = 22,4 . 0,2 = 4,48 л,  V(H2) = 22,4 . 0,4 = 8,96 л                

                                           Ответ: V(O2) = 4,48 л, V(H2) = 8,96 л.

Задача 2.Объемные доли ацетилена и этана в газовой смеси составляют 25% и 75% соответственно. Вычислите массовые доли газов в смеси.

Решение. В газовых смесях объемные доли компонентов совпадают с мольными (следствие закона Авогадро). Следовательно, мольные доли газов в смеси также 25% и 75%. Пусть  имеется 100 моль смеси данных газов. В такой смеси содержится 25 моль ацетилена и 75 моль  этана. Вычислим массы ацетилена и этана:

m(C2H2) = n(C2H2) .  M (C2H2) = 25моль.26 г/моль = 650 г,

m( C2H6) = n(C2H6) . M (C2H6) = 75моль .30 г/ моль = 2250 г.

Вычислим общую массу 100 моль смеси и массовые доли компонентов в ней:

mсмеси  = m(C2H2) + m(C2H6) = 650 г + 2250 г = 2900 г

 (C2H2) = 650/2900 = 0, 224 или 22,4%;

(C2H6) = 2250/2900 = 0,776 или 77,6%.

Ответ: (C2H2) = 0,224 или 22,4%;  (C2H6) = 0,776 или 77,6%.

                                                         ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Вычисление относительной плотности газов.

Задача. Какова плотность углекислого газа по водороду, по воздуху?

Дано:        Решение

CO2                     Определяем плотность газа по формулам:                      

 _________         Мr = 2DH2, где Мr – молекулярная масса, DH2- плотность газа по водороду.

Dвозд -?                Мr = 29Dвозд, Dвозд – плотность газа по воздуху.

DH2 - ?                 1. Находим молекулярную массу оксида углерода.

                             Мr (СО2) = 12 + (16 . 2) = 44.

                            2. Находим плотность оксида углерода по водороду:

                                DH2  = Мr/2; DH2 = 44/2 = 22.

                            3. Находим плотность оксида углерода по воздуху.

                                 Dвозд = Мr/29;    Dвозд.= 44/29 = 1,5           Ответ: DH2 =22, Dвозд. =1,5.

                                                         ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Определение выхода продукта реакции в % по отношению к теоретически возможному.

Задача. Из 280 г жженой извести получили 364 г гашеной извести. Сколько процентов это составляет от теоретически возможного.

Дано:        Решение.

m(CaO) = 280 г                            5 моль                         х моль

m(Ca(OH)2) = 364 г                     CaO    +   H2O     =    Ca(OH)2)        

________________                      1 моль                          1 моль

вых(Ca(OH)2) - ?          1) М(CaO) = 56г/моль

                                        2) n (CaO) = m/M;  n = 280/56 = 5моль ; n(CaO) = n(CaOH)2) = 5 моль

                                        3) М (Ca(OH)2) = 74 г/моль, 4) m(Ca(OH)2) = 74 г/моль . 5 моль = 370 г

                                        5) вых = mпракт./ mтеор. . 100% = 364/370 . 100% = 98, 38%

                                        Ответ:     вых (Ca(OH)2) = 98, 38%.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Расчеты по термохимическим уравнениям.

В соответствии с термохимическим уравнением  

C6H12O6  +  6 O2 = 6 CO2   +  6H2O  +  280кДж

Количество теплоты 210 кДж выделяется при сгорании глюкозы массой

1. 90 г            2) 135 г             3) 270 г              4) 360 г

Выполняем расчеты по данному термохимическому уравнению.

По уравнению в реакции участвует 1 моль глюкозы. Молярная масса глюкозы 180 г/моль.

М (C6H12O6) = 12 . 6 + 1 . 12 + 16 .6 = 180г/ моль.

Масса глюкозы количеством вещества 1 моль равна 180 г. При сгорании 180 г глюкозы выделяется 280 кДж теплоты, а при  сгорании   х г глюкозы – 210 кДж :

Х = 180 . 210/ 280 = 135 г.

Ответ: масса глюкозы 135 г.

 Вычисление массы продукта реакции по массе исходного вещества, содержащую  определенную массовую долю примесей.

Задача. Какую массу негашеной извести можно получить из известняка массой 400 г, содержащую 10 % примесей.

Дано:                                                            Решение.

mизв = 400 г                                   CaCO3 = CaO  +  CO2

прим. = 10%                                  1моль     1 моль

___________           По условию задачи 400 г известняка содержат карбонат кальция и               m (CaO) -?                   примеси. На долю карбоната кальция приходится 90 % (100- 10 =90).

Масса карбоната кальция  в известняке равна: m ( CaCO3) = 400 . 90/100 = 360 г.

Определим количество вещества, соответствующее массе карбоната кальция:

n (CaCO3) = m(CaCO3) / M (CaCO3) = 360 г/ 100 г/ моль = 3,6 моль

По уравнению реакции n (CaCO3) = n (CaO) = 3,6 моль.

Рассчитаем массу 4 моль оксида кальция:

m(CaO) = n(CaO) . M(CaO) = 3,6 моль . 56 г/моль = 201,6 г.

Ответ: m(CaO) = 201,6 г.                  

II.  Комплекс организационно-педагогических условий

1.Материально-техническое обеспечение программы 

Компьютерное, мультимедийное оборудование, меловая доска

2.Учебно-методическое и информационное обеспечение 

Мультимедийные презентации, тестовые задания, дидактические материалы.

3. Список литературы

Учебно-методическое обеспечение:

1. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии.-Л.:Химия,1984.
2. Кузьменко Н. Е., Еремин  В.В.Сборник задач и упражнений по химии для школьников и абитуриентов. М.:Оникс 21 век, 2001.
3. Новошинский И.И., Новошинская Н.С. Типы химических задач и способы их решения.8-11 кл.- М.: Оникс 21 век, 2004.

Приложение 1

Календарный учебный график