Программа элективного курса по химии Химия в задачах (8 — 11 класс)

Программа элективного курса
«Химия в задачах».
Автор Соколовская Н.В., учитель биологии и химии высшей категории.
Пояснительная записка:
Решение задач занимает важное место в системе преподавания химии. Задачи обеспечивают закрепление теоретических знаний, учат творчески применять их в новой ситуации, мыслить логически. Так как при решении любой химической задачи необходимо владеть:
собственно химическим знаниями (строение и свойства тех веществ, о которых идет речь),
приемами решения этого типа задач (они универсальны и не зависят от уровня химической сложности).
Расчетные задачи широко используются для отбора наиболее одаренных детей в области естествознания так как, кто умеет решать расчетные задачи, особенно повышенного уровня сложности, тот и лучше владеет теоретическими знаниями и умеет их легко применить в нестандартной ситуации, а так же легко справляется с теоретическими заданиями любого уровня сложности. В школьном курсе решение задач используется при выполнении лабораторных и практических работ, но для многих учеников именно расчетная часть таких работ является наиболее сложной. Объяснить это можно тем, что в настоящее время в связи с сокращением часов на изучение учебной дисциплины «Химия» меньше остается времени на уроках для решения типовых химических задач, не говоря уже о задачах сложного характера. Но кроме выше перечисленных аспектов применения умения решать расчетные задачи, во время сдачи выпускных экзаменов за курс средней (основной) и средней (полной) школы ребята так же сталкиваются с задачами разного уровня сложности: типовыми, комбинированными, повышенной сложности (ЕГЭ, часть С) и далеко не всем удается их решить правильно.
Несмотря на обилие литературы по решению задач многие школьники плохо владеют логикой анализа стандартных элементов задач и стандартными алгоритмами решений. Отсутствие ориентации на логику превращает процесс решения в скучную процедуру, основанную на запоминании, а не понимании. Если же показать ученику логику решения задач данного типа, то он не только перестанет считать задачи скучным делом, но и твердо и в то же время без особых усилий овладеет основными стандартными алгоритмами, поскольку они покажутся естественными следствиями этой логики, а не сухими, непонятными правилами. И тогда решение задач действительно будет активизировать знания школьников, закреплять их, учить мыслить.
Владение стандартными алгоритмами и логикой позволяет уверенно решать подавляющее большинство задач по химии, включая сложные олимпиадные. Оно организует сам процесс решения, освобождая мышление от анализа рутинных моментов и выявляя те особенности, которые требуют нетривиального, творческого подхода.
Поэтому возникла необходимость создания элективного курса, который позволил бы научить решать ребят химические задачи различных типов и разного уровня сложности.
Предлагаемая программа является элективным курсом предметов естественно-научного цикла, изучаемых по любому из концептуальных принципов: линейному или концентрическому. Программа может быть двухуровневой и рассчитанной на 34/68 часов обучения для учащихся 8 – 11 классов.
Цель данного курса – познакомить обучающихся с различными типами химических задач, научить решать задачи от простых до задач повышенного уровня сложности, предлагаемых на международных олимпиадах, показать алгоритмы решения химических задач. Задачами данного курса являются:
развитие знаний по решению химических задач по химическим формулам и химическим уравнениям, полученных во время изучения базовых курсов;
более глубокая подготовка учащихся по химии для сдачи выпускных экзаменов за курс средней (основной) школы;
более разносторонняя подготовка учащихся по химии для сдачи выпускных экзаменов итоговой аттестации;
расширение представлений учащихся о задачах повышенного уровня сложности;
формирование дополнительных способов и алгоритмов решения химических задач;
развитие представлений о многообразии способов выражения концентрации растворенных веществ и ее вычислении;
формирование у учащихся познавательного интереса к изучению предметов естественнонаучного цикла;
развитие внутреннего плана действий и интеллектуальных умений анализировать, находить рациональный способ решения, сравнивать, абстрагировать;
формирование у учащихся любви к интеллектуальному труду.
Такой курс призван вооружить учеников знанием логики подхода к решениям химических задач, основными алгоритмами решений стандартных элементов задач и умением их выбирать. Поставленные задачи помогают реализовать структура и содержание курса. В основу построения курса положен принцип логического изложения: для усвоения последующего материала необходимо, как правило, знания предыдущего. Содержание курса разработано в соответствии с его целями и задачами, в нем раскрываются дополнительные сведения о типовых задачах базового курса химии, о концентрации растворов и ее способах выражения, о газовых законах и их использовании при решении расчетных химических задач, о рациональных способах решения задач на вычисление количественного состава смеси.
Его можно использовать в любой параллели и на любом уровне подготовки обучающихся, так как первые темы позволяют научить решать типовые задачи базового курса химии, а затем перейти к решению задач более сложных и не входящих в школьный курс химии, в конце изучения курса предлагаются задачи олимпиадного уровня сложности. Таким образом, данный элективный курс позволяет научиться решать задачи начиная с самых элементарных и легких до задач части С единого государственного экзамена или олимпиадного уровня сложности.
Структура курса направлена на раскрытие логики решения различных химических задач. Курс включает разделы «Решение задач по химическим формулам», «Решение задач по химическим уравнениям», «Задачи на растворы», «Задачи повышенной трудности».
Изучение курса предполагает решение расчетных задач, выполнение лабораторных работ, использование дополнительной литературы.
Можно использовать различные формы контроля (если это необходимо): итоговый зачет в форме решения химических задач; текущий контроль в форме тематических решений задач, выполнения исследовательских заданий.
Требования к уровню подготовки обучающихся.
Обучающиеся должны знать:
Типы химических задач,
Алгоритмы решения типовых задач,
Алгоритмы решения комбинированных задач,
Алгоритмы решения задач по уравнениям реакций протекающих в растворах,
Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе: массовая доля, мольная доля, молярная концентрация, моляльная концентрация.
Алгоритмы решения задач на идентификацию веществ,
Алгоритмы решения задач на определение количественного состава смеси веществ с параллельно или последовательно протекающими реакциями между ними,
Алгоритм решения задач на вычисления массовой доли веществ в смеси через уравнение с одним неизвестным и с применением системы уравнений.
Обучающиеся должны уметь:
Решать химические задачи по химическим формулам и химическим уравнениям, полученных во время изучения базовых курсов,
Находить рациональный способ решения,
Устанавливать простейшую, молекулярную и структурную формулы.
Выполнять расчеты на основе газовых законов: Бойля – Мариотта, Гей – Люссака, Менделеева – Клапейрона,
Готовить растворы с заданной концентрацией из растворов с указанной массовой долей,
Определять массовой доли (в %) растворенного вещества в растворе и массы растворенного вещества,
Выполнять расчеты по уравнениям реакций протекающих в растворах,
Выполнять расчеты по определению содержания смеси веществ с параллельно или последовательно протекающими реакциями между ними,
Решать задачи на разделение веществ.
Решать задачи по уравнениям электролиза и окислительно-восстановительных реакций.
Учебно – тематический план курса «Химия в задачах»
№ п/п Темы занятий Количество часов
Форма проведения занятия Образовательный продукт
Всего
Теория Практика 1 Решение задач по химическим формулам 5/10 1/2 4/8 Лекция, семинар, практикум по решению задач Конспекты, алгоритмы способов решения задач
2 Решение задач по химическим равнениям 6/13 1/2 5/11 Лекция, семинар, практикум по решению задач Конспекты, алгоритмы способов решения задач
3 Решение задач по процессам, происходящим в растворах 10/20 1/2 9/18 Лекция, семинар, практикум по решению задач, лабораторные работы Конспекты, алгоритмы способов решения задач, отчеты по лаборатор-ным работам
4 Задачи повышенной трудности 13/25 1/2 12/23 Лекция, семинар, практикум по решению задач Конспекты, алгоритмы способов решения задач
PS: в колонках указано количество часов при разном варианте преподавания: 34 или 68 часов. Первая цифра количество часов при 34 часах преподавания, через дробь при 68 часах.
Содержание курса.
Решение задач по химическим формулам (5/10 часов).
Вычисления молекулярной массы, молярной массы, количества вещества, отношения масс химических элементов по молекулярной формуле, массовой доли химического элемента в веществе.
Вычисления молярного объема газов по известному количеству вещества, объему или массе.
Вычисление относительной атомной массы по природным изотопам.
Установление простейшей, молекулярной и структурной формул.
Расчеты на основе газовых законов: Бойля – Мариотта, Гей – Люссака, Менделеева - Клапейрона.
Решение задач по химическим уравнениям (6/13 часов).
Вычисления массы, объема или количества вещества по известной массе, объему или количеству вещества одного из вступивших в реакцию или получившихся в результате реакции веществ.
Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если известна масса исходного вещества, содержащего определенную долю примесей.
Расчеты объемных отношений газов в реакциях.
Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если одно из исходных веществ дано в избытке.
Определение выхода реакции в процентах от теоретически возможного выхода.
Задачи комбинированного характера.
Задачи по уравнениям процесса «электролиз».
Решение задач по процессам, происходящим в растворах (10/20 часов)
Растворимость. Коэффициент растворимости.
Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе: массовая доля, мольная доля, молярная концентрация, моляльная концентрация.
Задачи на приготовление растворов заданной концентрации из растворов с указанной массовой долей. Константа и степень диссоциации.
Определение массовой доли (в %) растворенного вещества в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе.
Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если для его получения дан раствор с определенной массовой долей (в %) исходного вещества. Задачи с применением правила смешения.
Объемная доля растворенного вещества.
Расчеты по уравнениям реакций протекающих в растворах.
Лабораторные работы:
приготовление раствора с заданной концентрацией
приготовление раствора с заданной концентрацией из двух растворов с различной массовой долей растворенного вещества.
Задачи повышенной трудности. (13/25 часов)
Задачи на идентификацию веществ.
Задачи на вычисление массы осевшего металла из раствора на металлическую пластинку опущенную в раствор.
Определение количественного состава смеси веществ: Вычисления процентного содержания смеси веществ с параллельно или последовательно протекающими реакциями между ними. Задачи на разделение веществ.
Вычисления массовой доли веществ в смеси через уравнение с одним неизвестным.
Вычисления массовой доли веществ в смеси с применением системы уравнений.
Комбинированные задачи, в основе которых лежат окислительно-восстановительные реакции.
Календарно-тематическое планирование курса «Химия в задачах»
№ Тема занятия Дата
Решение задач по химическим формулам (5/10 часов).
1 Вычисления молекулярной массы, молярной массы, количества вещества, 2 Вычисления массы, объема или количества вещества по известной массе, объему или количеству вещества одного из вступивших в реакцию или получившихся в результате реакции веществ. 3 Вычисления массы, объема или количества вещества по известной массе, объему или количеству вещества одного из вступивших в реакцию или получившихся в результате реакции веществ. 4 Вычисления молярного объема газов по известному количеству вещества, объему или массе 5 Вычисление относительной атомной массы по природным изотопам 6 Установление простейшей, молекулярной и структурной формул. 10.10
7 Установление простейшей, молекулярной и структурной формул. 17.10
8 Расчеты на основе газовых законов: Бойля – Мариотта 24.10
9 Расчеты на основе газовых законов: Гей – Люссака31.10
10 Расчеты на основе газовых законов: Менделеева - Клапейрона14.11
Решение задач по химическим уравнениям (6/13 часов).
1 Вычисления массы, объема или количества вещества по известной массе, объему или количеству вещества одного из вступивших в реакцию или получившихся в результате реакции веществ. 21.11
2 Вычисления массы, объема или количества вещества по известной массе, объему или количеству вещества одного из вступивших в реакцию или получившихся в результате реакции веществ. 28.11
3 Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если известна масса исходного вещества, содержащего определенную долю примесей. 5.12
4 Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если известна масса исходного вещества, содержащего определенную долю примесей. 12.12
5 Расчеты объемных отношений газов в реакциях. 19.12
6 Расчеты объемных отношений газов в реакциях. 26.12
7 Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если одно из исходных веществ дано в избытке. 16.01
8 Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если одно из исходных веществ дано в избытке. 23.01
9 Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если одно из исходных веществ дано в избытке. 30.01
10 Определение выхода реакции в процентах от теоретически возможного выхода. 6.02
11 Задачи комбинированного характера. 13.02
12 Задачи комбинированного характера. 20.02
13 Задачи по уравнениям процесса «электролиз» 27.02
Решение задач по процессам, происходящим в растворах (10/20 часов)
1 Растворимость. Коэффициент растворимости. 6.03
2 Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе: массовая доля, 13.03
3 Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе: мольная доля. 20.03
4 Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе: молярная концентрация. 3.04
5 Способы выражения содержания растворенного вещества в растворе: моляльная концентрация. 10.04
6 Задачи на приготовление растворов заданной концентрации из растворов с указанной массовой долей. 17.04
7 Константа и степень диссоциации. 24.04
8 Определение массовой доли (в %) растворенного вещества в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе. 8.05
9 Определение массовой доли (в %) растворенного вещества в растворе и массы растворенного вещества по известной массовой доле его в растворе. 15.05
10 Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если для его получения дан раствор с определенной массовой долей (в %) исходного вещества. 22.05
11 Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если для его получения дан раствор с определенной массовой долей (в %) исходного вещества. 29.05
12 Вычисления массы (количества вещества, объема) продукта реакции, если для его получения дан раствор с определенной массовой долей (в %) исходного вещества. 13 Задачи с применением правила смешения. 14 Задачи с применением правила смешения. 15 Задачи с применением правила смешения. 16 Объемная доля растворенного вещества. 17 Объемная доля растворенного вещества. 18 Расчеты по уравнениям реакций протекающих в растворах. 19 Лабораторная работа:
приготовление раствора с заданной концентрацией 20 Лабораторная работа:
приготовление раствора с заданной концентрацией из двух растворов с различной массовой долей растворенного вещества. Задачи повышенной трудности. (13/25 часов)
1 Задачи на идентификацию веществ. 2 Задачи на идентификацию веществ. 3 Задачи на идентификацию веществ. 4 Задачи на вычисление массы осевшего металла из раствора на металлическую пластинку, опущенную в раствор. 5 Задачи на вычисление массы осевшего металла из раствора на металлическую пластинку, опущенную в раствор. 6 Задачи на вычисление массы осевшего металла из раствора на металлическую пластинку опущенную в раствор. 7 Определение количественного состава смеси веществ: 8 Определение количественного состава смеси веществ: 9 Определение количественного состава смеси веществ: 10 Вычисления процентного содержания смеси веществ с параллельно протекающими реакциями между ними. 11 Вычисления процентного содержания смеси веществ с параллельно протекающими реакциями между ними. 12 Вычисления процентного содержания смеси веществ с последовательно протекающими реакциями между ними. 13 Вычисления процентного содержания смеси веществ с последовательно протекающими реакциями между ними. 14 Задачи на разделение веществ. 15 Задачи на разделение веществ. 16 Вычисления массовой доли веществ в смеси через уравнение с одним неизвестным. 17 Вычисления массовой доли веществ в смеси через уравнение с одним неизвестным. 18 Вычисления массовой доли веществ в смеси через уравнение с одним неизвестным. 19 Вычисления массовой доли веществ в смеси с применением системы уравнений. 20 Вычисления массовой доли веществ в смеси с применением системы уравнений. 21 Вычисления массовой доли веществ в смеси с применением системы уравнений. 22 Комбинированные задачи, в основе которых лежат окислительно-восстановительные реакции. 23 Комбинированные задачи, в основе которых лежат окислительно-восстановительные реакции. 24 Комбинированные задачи, в основе которых лежат окислительно-восстановительные реакции. 25 Комбинированные задачи, в основе которых лежат окислительно-восстановительные реакции. Литература для учащихся:
В.И. Сидельникова. Сборник задач повышенной трудности и упражнений по химии. Тюмень, ТГМИ, 1994 – 151с.
Г.П. Хомченко, И.Г. Хомченко. Задачи по химии для поступающих в ВУЗы. Учеб. пособие - М.: «Высшая школа», 1994 – 302с.
Г.П. Хомченко, И.Г. Хомченко. Сборник задач по химии для поступающих в ВУЗы. – М.: «Издательство Новая Волна», 2005 – 278с.
Л.А. Слета, А.В. Черный, Ю.В. Холин. 1001 задача по химии с ответами, указаниями, решениями. – М., Илекса, 2004. – 368с.
Н.Л. Глинка Задачи и упражнения по общей химии. Учеб. пособие для ВУЗов/ под ред. В.А. Рабиновича и Х.М. Рубининой. Л.: Химия, 1986. – 272с.
Н.Н Гара, Н.И. Габрусева Сборник задач для проведения устного экзамена по химии за курс основной школы. 9 класс. – М.: Дрофа, 1999. – 48с.
Литература для учителя:
В.И. Дайнеко. Как научить школьников решать задачи по органической химии. Кн. Для учителя. – М.: Просвещение. 1987 – 160с.
В.И. Сидельникова. Сборник задач повышенной трудности и упражнений по химии. Тюмень, ТГМИ, 1994 – 151с.
Задачи всероссийских олимпиад по химии / Под общ. ред. академика РАН, профессора В.В. Лунина. – М.: Издательство «Экзамен», 2004 – 480с.
Л.А. Слета, А.В. Черный, Ю.В. Холин. 1001 задача по химии с ответами, указаниями, решениями. – М., Илекса, 2004. – 368с.
Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремин, С.С. Чуранов. Сборник конкурсных задач по химии. – М.: Издательство «Экзамен», 2006 – 576с.
Польские химические олимпиады. Пер. с польск.П.Г. Буяновской, Т.А. Золотаревой, А.Ю. Савиной/ Под ред. С.С. Чуранова. – М.: Мир, 1980 – 531с.