Авторские материалы по предмету химия

Конкурс

 «Лучшая методическая разработка учителя (преподавателя) химии»

Номинация: «Авторская методика преподавания химии»

Муниципальное  бюджетное общеобразовательное учреждение

Алексеевская средняя общеобразовательная школа №3 им. Г.С. Боровикова

  Алексеевского муниципального района Республики Татарстан

Химия

10 класс

Тема:

«Использование метода нахождения коэффициентов по кислороду и водороду в окислительно – восстановительных реакциях с участием органических веществ»

Учитель - Байкова Лариса Александровна

Наиболее трудным для учащихся заданием с развернутым ответом является расстановка коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций с участием органических веществ (задание С3).

 В старших классах, где химия изучается на базовом уровне, не предусматривается расстановка степеней окисления атомов элементов в органических соединениях. В данной ситуации можно эффективно использовать метод нахождения коэффициентов  по кислороду и водороду.

Планирую следующие шаги:

I. Научить учащихся прогнозировать какие продукты реакции образуются в результате окисления органических веществ.

На уроках по изучению химических свойств органических веществ ученики составляют для себя краткие схемы процессов окисления, например :

Схема окисления предельных одноатомных спиртов в разных средах:

 Первичный  спирт          Н+                  R –CHO   (альдегид)                                                                              

                                                                                          R –C OOH (карбоновая  кислота)                                                          

 Вторичный спирт        Н+       R1 – C – R2

                                                                                          O (кетон)

Схема окисления непредельных углеводородов - Алкенов:

                 Н2О          R(OH)2  ( двухатомный спирт)

Алкен

                 H+                    R-COOH      +   R1-CO-R2  

                               карб. кислота       кетон

Схема окисления гомологов бензола (имеющих алкильные радикалы):

Гомологи       H+            C6H5COOH..  (+ CO2)

бензола          OH-     C6H5COOK .. (+K2CO3)

II. Определение продуктов процесса восстановления.

С этой целью предлагаю учащимся воспользоваться распространенной схемой определения степени окисления для окислителя в зависимости от среды реакции, например:                                                                                  Изменение  степени окисления  марганца:

                  H+             Mn+2X   (соль)

Mn+7O4     H2O       Mn+4O2    (оксид)

                 OH-       Me Mn+6O4 ( соль)

Изменение  степени окисления  хрома:

                 H+            Cr+3X   (соль)

-Cr+6O4      H2O      Cr+3(HO)3     (основание)

Cr+62O7    OH-       Me Cr+3(HO)6    -3  (комплексная соль)

III. Ознакомление учащихся с методом нахождения коэффициентов  по кислороду и водороду в окислительно-восстановительных реакциях применительно к  органическим веществам

Учащиеся должны усвоить два правила:

1. Отщепление атома водорода от молекулы органического вещества приравнивается к потере одного электрона.

Присоединение одного атома водорода равносильно присоединению одного электрона.  – Н = -1е ;  +Н = + 1 е

2. Отщепление  одного атома кислорода от молекулы органического вещества приравнивается к присоединению двух электронов. Присоединение одного атома кислорода к органическому веществу равносильно потере двух электронов:  - О = +2е  ;  + О = - 2е

Чтобы отработать и закрепить навыки использования этих двух правил, учащимся на начальном этапе, можно предложить разбор следующих схем:

а) C2H5OH             CH3CHO

                                -2H = -2е

Этанол окисляясь образует этаналь, в котором по сравнению с исходным веществом произошла потеря двух атомов водорода или двух электронов

б) C6H5CH3                  C6H5COOH

                                        +2О = -4е

                                        -2Н = -2е      -6е

Метилбензол окисляется до бензойной кислоты, при этом происходит присоединение двух атомов кислорода и потеря двух атомов водорода, что в переводе на число электронов, по правилу кислородно-водородного баланса, равно потере 6 электронов.

После того, как учащиеся отработали навыки подсчета разницы атомов кислорода и водорода в органических веществах, и «перевода» разницы в число электронов, можно идти дальше.

IV. Предлагаю учащимся одно из заданий ЕГЭ (С3). Необходимо дописать продукты химической реакции и расставить коэффициенты в следующей схеме:

С2H5OH + KMnO4 +  H2SO4 =

В приведенном примере продуктом окисления  этанола – первичного одноатомного предельного спирта будет являться альдегид. Серная кислота создает кислотную среду и участвует в солеобразовании. Запишем  продукты химической реакции, используя составленные учащимися схемы – тренинги:

С2H5OH + KMnO4 +  H2SO4 = CH3CHO + MnSO4 + K2SO4 + H2O

1. Под продуктами органических веществ записываем разницу атомов водорода и кислорода по сравнению с исходными веществами: произошло  отщепление 2 атомов водорода, что равносильно потере 2 электронов. Сумму отданных электронов (2) записываем под формулой восстановителя.

С2H5OH + KMnO4 +  H2SO4 = CH3CHO + MnSO4 + K2SO4 + H2O

       2е                                     -2Н = -2е

2. В неорганическом веществе определяем элемент, изменивший степень окисления – это марганец:

    Mn (+7)         Mn(+2), разница составляет 5электронов. Записываем число принятых электронов под формулой окислителя

С2H5OH + KMn+7O4 +  H2SO4 = CH3CHO + Mn+2SO4 + K2SO4 + H2O

       2е          5е                          -2Н = -2е

3.Чтобы привести к равенству число отданных и принятых электронов подберем коэффициенты методом электронного баланса – это числа в знаменателе 5 и 2 – они  будут являться основными коэффициентами.

С2H5OH + KMn+7O4 +  H2SO4 = CH3CHO + Mn+2SO4 + K2SO4 + H2O

      2е          5е                          -2Н = -2е

5.           2

4. Расставим основные коэффициенты в формулах исходных веществ и в формулах продуктов реакции

5 С2H5OH + 2KMnO4 +  H2SO4 = 5CH3CHO + 2MnSO4 + K2SO4 + H2O

5. Приводим к равенству числа атомов металлов – калия (2)

5 С2H5OH + 2KMnO4 +  H2SO4 = 5CH3CHO + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

6. Рассчитываем коэффициент перед формулой кислоты (3)

5 С2H5OH + 2KMnO4 +  3H2SO4 = 5CH3CHO + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

7 Для уравнивания числа атомов водорода в левой и правой частях уравнения ставим коэффициент  8 перед водой:

5 С2H5OH + 2KMnO4 +  3H2SO4 = 5CH3CHO + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O

8. Проверяем правильность расстановки коэффициентов по числу атомов кислорода (25) в левой и правой частях уравнения.

Данный метод позволяет избежать подсчета степеней окисления атомов элементов в органическом веществе, а так же существенно экономит время для выполнения заданий ЕГЭ.

Использованная литература: Журнал «Химия в школе» № 6,9,10 2005 г; № 3,9 2007 г.

Байкова Л.А.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭОР НА УРОКАХ ХИМИИ

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Алексеевская средняя общеобразовательная школа №3

им. Г.С. Боровикова, Республика Татарстан, S3.Alx@edu.tatar.ru

Федеральный государственный образовательный стандарт предполагает использование интерактивных методов обучения, которые позволяют обучать умению самостоятельно добывать нужную информацию. Первоначальной целью я ставлю разработку всевозможных способов изучения и закрепления материала по химии с использованием ЭОР.  Учебный процесс, опирающийся на использование информационных технологий позволяет включать в процесс познания всех учеников без исключения,  заставляет искать пути решения проблемы, учит  критически анализировать получаемые знания и применять их для решения других задач.  Совместная деятельность означает, что каждый вносит свой особый индивидуальный вклад, в ходе работы идет обмен знаниями, идеями, способами деятельности. Организуются индивидуальная, парная и групповая работа, используется проектная работа, ролевые игры, осуществляется работа с документами и различными источниками информации. Информационные технологии основаны на принципах взаимодействия, активности обучаемых, опоре на групповой опыт, обязательной обратной связи. Создается среда образовательного общения, которая характеризуется открытостью, взаимодействием участников, равенством их аргументов, накоплением совместного знания, таким образом, идет не заучивание материала, а его анализ. 

Предлагаю один из вариантов конспекта урока с использованием гиперссылок на ресурс, обеспечивающий доступ к ЭОР при изучении  темы «Подгруппа углерода» на уроках химии в 9 классе.

Учащиеся по желанию разделились на 4 рабочие группы, у каждой группы на столах находится компьютер  с заданием, в котором указана гиперссылка на ресурс. Далее идет первичная проверка понимания, во время которой  учащихся отвечают  на вопросы, поставленные перед группой.

Необходимое техническое оборудование: компьютер, проектор, интерактивная доска, персональные компьютеры

Цель урока: знать состав и строение атома углерода на основании его положение в периодической системе химических элементов. Владеть знаниями об аллотропных модификациях углерода. Изучить химические свойства углерода, явление  адсорбции.

Таблица 1. Структура и ход урока.

Приложение к плану-конспекту урока  «Подгруппа углерода»

Таблица 2.      Перечень используемых на данном уроке ЭОР

На дом учащиеся получают творческие задания на выбор: подготовить сообщение по теме «Будущее фуллеренов», домашний эксперимент по наблюдению явления адсорбции, составление кейсов по тексту учебника и электронных источников. Предлагаю учащимся  выполнить несколько вариантов заданий ЕГЭ по данной теме на сайте Д. Гущина  «Решу ЕГЭ» http://chem.reshuege.ru/ (А2, 5,  8, 21, 24, 25, 28, В4).

Предполагаемые результаты использования информационных технологий  в работе:

• Повышение эффективности занятий, интереса  к  предмету, планомерная подготовка к ЕГЭ по химии.
• Формирование и развитие у учащихся  коммуникативных навыков и умений.
• Формирование и развитие аналитических способностей, умения  критически мыслить и делать обоснованные выводы; умение решить проблемы.
• Формирование и развитие навыков планирования

Литература

1. Журнал «Химия в школе» №8, 2002 г.
2. Курганский С.М., Интеллектуальные игры по химии.  

     2006 г.

Всероссийский конкурс на лучшую публикацию — «Творческий учитель».

Тема конкурсной работы

«Разработки классических и нестандартных уроков

начальной, средней и старшей школы»

МБОУ АСОШ №3 им. Г.С. Боровикова

пгт Алексеевское, Республика Татарстан

учитель химии

высшей квалификационной категории

Байкова Лариса Александровна

Разработка урока химии 10 класса

на тему: «Генетическая связь между классами органических соединений»

Цели урока:

Образовательные – отработать умения и навыки осуществлять цепочки химических превращений органических веществ

Развивающие -  формировать умений анализировать материал

Воспитательные – прививать навыки коммуникативного общения

Тип урока – комбинированный

Вид урока – интегрированный урок с применением информационных технологий

Методы обучения – словесно-наглядный, беседа, компьютерное тестирование.

ХОД УРОКА

1.Организационный момент – объявление темы урока, постановка цели, плана работы на уроке (3 мин)

Добрый день. У нас  в гостях присутствуют профессионалы  своего дела – это учителя химии и биологии. Я думаю, что они не откажутся сегодня  сыграть  роль  членов комиссии по приему  молодых кадров на одно из престижных химических производств.  Вам, ребята,  надо проявить все знания и навыки в  такой области как : «Генетическая связь между классами органических соединений»                                                                                                         

Испытания вы будете проходить в составе экипажа  по 2 человека. На ваших столах находятся задания, учебники. Готовы?  Начали!

2. Актуализация знаний (работа в группах)

 Станция  1.  Работа с терминами:   Найти соответствие между названием   и процессом.

Осуществление взаимопроверки: (ответы на слайде)

1) в,   2) а,   3) д,    4) б,    5) г,    6) з,   7) к,    8) ж,     9) е,    10) и.

Станция  2.  Именные реакции: а) дать название реакции б) составить уравнение химической реакции

1)Уравнение синтеза Вюрца (получение алканов с четным количеством атомов углерода):
а) 2CH3Cl +  2Na =  C2H6 + 2NaCl
б) X + 2Na = C4H10 + ….

2) Реакция Вюрца –Гриньяра (получение алканов с нечетным количеством атомов углерода)
а) CH3Cl + C2H5Cl + Mg = C3H8   + MgCl2

б)  CH3Cl + X  + Mg  =   C5H12  + MgCl2

3) Уравнение реакции Дюма:(получение  алканов из солей карбоновых кислот)
а) СH3-COONa +  NaOH = Na2CO3  + CH4
б) CH3-CH2-COONa + …..=  Na2CO3 + Х

В задании № 4,5 определить формулы веществ Х1 и Х2 исходя из условий протекания реакций
 4) Реакция  Зелинского  Н.Д. (тримеризация  ацетилена)

                               актив.С , t

                      3X1                      X2

         5) Реакция Кучерова (гидратация ацетилена):

                                       HgSO4

                X1  + H2O         X2

(Ответы на слайде презентации)

Станция  3.  Качественные реакции на органические вещества:  Внесите в таблицу недостающие данные

(ответы на слайде презентации)

Станция  4. Схемы-« шпаргалки»  химических  превращений :   Дайте комментарий происходящим процессам

Подведение итогов актуализации и проверки знаний(комментарий дают сами учащиеся или «члены приемной комиссии»)

3) Изучение нового материала

учебник химии 10 класс  Г.Е. Рудзитис стр. 128 задание №7 б) Осуществить цепочку превращений по алгоритму

            +Cl2                          KOH,водн.р-р           KMnO4, H+                           C5H11OH                           H2O       

C2H6        C2H5Cl        C2H5OH        CH3COOH       CH3COOC5H11           C5H11OH                        

           1                  2                   3                          4                              5  

  Алгоритм решения задания

1.Пронумеровать уравнения реакций в цепочке

2. Определить названия или группу классов веществ находящихся в цепочке превращений

3. Записать возможные реагенты над стрелкой

4. Составить уравнения химических реакций

Остановимся на разборе реакции № 3 (учащимся предлагается просмотреть видеофрагмент  «Окисление этанола» )

Возникает проблемная ситуация – учащиеся не обладают навыками расстановки коэффициентов в подобных реакциях.  В старших классах, где химия изучается на базовом уровне, не предусматривается расстановка степеней окисления атомов элементов в органических соединениях. В данной ситуации можно эффективно использовать метод нахождения коэффициентов  по подсчету кислорода и водорода в органическом веществе. С этой целью вместе с учащимися проходим поэтапное решение данной проблемы.

I. Необходимо научить учащихся делать прогноз, какие продукты реакции образуются в результате окисления органических веществ.

На уроках по изучению химических свойств органических веществ ученики составляют для себя краткие схемы процессов окисления, например :

Схема окисления предельных одноатомных спиртов в разных средах:

 Первичный  спирт      Н+          R –CHO   (альдегид)                                                                              

                                                                       R –C OOH (карбоновая  кислота)                                                          

 Вторичный спирт        Н+       R1 – C – R2   (кетон)

                                                                                         О                                                                                      

II. Определяем продукты процесса восстановления .

С этой целью предлагаю учащимся воспользоваться распространенной схемой определения степени окисления для окислителя [1] в зависимости от среды реакции, например:  Изменение  степени окисления  марганца:

                     H+            Mn+2X   (соль)

Mn+7O4            H2O      Mn+4O2    (оксид)

                     OH-      Me Mn+6O4 ( соль)

III. Ознакомление учащихся с методом нахождения коэффициентов  по кислороду и водороду в окислительно-восстановительных реакциях применительно к  органическим веществам [2]

Учащиеся должны усвоить два правила:

1. Отщепление атома водорода от молекулы органического вещества приравнивается к потере одного электрона.

Присоединение одного атома водорода равносильно присоединению одного электрона.  – Н = -1е ;  +Н = + 1 е

2. Отщепление  одного атома кислорода от молекулы органического вещества приравнивается к присоединению двух электронов. Присоединение одного атома кислорода к органическому веществу равносильно потере двух электронов:

 - О = +2е  ;  + О = - 2е

Предлагаю учащимся использовать данные правила для расстановки коэффициентов в реакции №3 в приведенной ранее цепочке превращений:

  С2H5OH + KMnO4 +  H2SO4 =

В приведенном примере продуктом окисления  этанола – первичного одноатомного предельного спирта будет являться уксусная кислота. Серная кислота создает кислотную среду и участвует в солеобразовании. Запишем  продукты химической реакции, используя схемы – тренинги:

С2H5OH + KMnO4 +  H2SO4 = CH3COОН + MnSO4 + K2SO4 + H2O

1) Под продуктами органических веществ записываем разницу атомов водорода и кислорода по сравнению с исходными веществами: произошло  отщепление 2 атомов водорода, что равносильно потере 2 электронов. Присоединение одного атома кислорода, что равно потере 2 электронов. Сумму отданных электронов (4) записываем под формулой восстановителя.

С2H5OH + KMnO4 +  H2SO4 = CH3COОН + MnSO4 + K2SO4 + H2O

       4е                                     -2Н = -2е

                                                +О = - 2е    4е

2) В неорганическом веществе  определяем элемент, изменивший степень окисления – это марганец:

    Mn (+7)         Mn(+2), разница составляет 5электронов. Записываем число принятых электронов под формулой окислителя

С2H5OH + KMn+7O4 +  H2SO4 = CH3COОН + Mn+2SO4 + K2SO4 + H2O

       4е          5е                         

3) Чтобы привести к равенству число отданных и принятых электронов подберем коэффициенты методом электронного баланса – это числа в знаменателе 5 и 4 – они  будут являться основными коэффициентами.

С2H5OH + KMn+7O4 +  H2SO4 = CH3CHO + Mn+2SO4 + K2SO4 + H2O

      4е          5е                        

5.           4

4) Расставим основные коэффициенты в формулах исходных веществ и в формулах продуктов реакции

5 С2H5OH + 4KMnO4 +  H2SO4 = 5CH3COОН + 4MnSO4 + K2SO4 + H2O

5) Приводим к равенству числа атомов металлов – калия (4)

5 С2H5OH + 4KMnO4 +  H2SO4 = 5CH3COОН + 4MnSO4 + 2K2SO4 + H2O

6) Рассчитываем коэффициент перед формулой кислоты (6)

5 С2H5OH + 2KMnO4 +  6H2SO4 = 5CH3COОН + 4MnSO4 +2 K2SO4 + H2O

7) Для уравнивания числа атомов водорода в левой и правой частях уравнения ставим коэффициент  11 перед водой:

5 С2H5OH + 2KMnO4 +  6H2SO4 = 5CH3COОН + 2MnSO4 + 2K2SO4 + 11H2O

8) Проверяем правильность расстановки коэффициентов по числу атомов кислорода (37) в левой и правой частях уравнения.

5C2H5OH + 4KMnO4 + 6H2SO4 = 5 CH3COOH + 4 MnSO4  + 2K2SO4 + 11H2O        

4. ЗАКРЕПЛЕНИЕ

Задание для самостоятельного разбора задания:

Разбор заданий творческого характера

                + Н2О                      реакц. Кучерова                         KMnO4,  H+

в) Al4C3         -ан         -ин                      Х1          -ол                       -аль

Остановимся более подробно на реакции №5

Разбор задания с использованием  метода нахождения коэффициентов по кислороду и водороду в окислительно – восстановительных реакциях с участием органических веществ (c использованием презентации)

3C2H5OH + 2 KMnO4 + 5H2SO4 = 3CH3CHO + Cr2(SO4)3 + 2K2SO4 + 8H2O

Данный метод позволяет избежать подсчета степеней окисления атомов элементов в органическом веществе, а так же существенно экономит время для выполнения заданий ЕГЭ.

5.  Итог урока.   Домашнее задание:

1) учебник химии 10 класс  Г.Е. Рудзитис стр 146 упр.8 а)

2) ЕГЭ задание 18,  38

3)  Карбид Ме1         А

                                           Б        арен

     Карбид Ме2

Используемая литература:

1. Журнал «Химия в школе» 2005 г.,  № 6,9,10;  

2.  Журнал «Химия в школе»   2007 г.,   № 3,9