Решение задач по химии повышенного уровня сложности (35 ч)

Решение задач по химии
повышенного уровня сложности
(35 ч)
Пояснительная записка
Введение в российских школах предпрофильного и профильного обучения позволяет
учащимся глубже и полнее изучать интересующие их предметы. Желающие расширить
свои знания и умения в области химии имеют возможность научиться решать сложные
химические задачи. Элективный курс «Решение задач повышенного уровня сложности»
предназначен для учащихся 11 класса и имеет предметно-ориентированный характер.
Решение задач играет в химическом образовании важную роль, так как это один из
приемов обучения, посредством которого обеспечивается более глубокое и полное
усвоение учебного материала и вырабатывается умение самостоятельно применять
приобретенные знания.
Данный элективный курс представляется актуальным, так как не только расширяет
возможность совершенствования умений учащихся решать расчетные задачи, знакомит с
различными способами их решения, но и углубляет знания учащихся.
Сокращение часов в учебной программе приводит к тому, что у многих учащихся не
вырабатывается понимание определенной системы задач, и они представляются им
бесформенным скоплением различных типов задач, не связанных друг с другом.
Только планомерная, вдумчивая и добросовестная учеба в школе позволит
выпускнику хорошо подготовиться к участию в ЕГЭ и успешно решить проблему при
переходе на более высокий уровень обучения в вуз. Материал элективного курса будет
способствовать повышению качества обучения выпускников по предмету.
Цели курса:
 расширение знаний учащихся о способах решения расчетных задач,
 формирование умений рационально решать задачи,
 составлять и применять алгоритмы при рении,
 устранение пробелов в знаниях,
 профессиональная ориентация школьников;
 способствовать углублению действенных знаний по химии,
 развивать умение самостоятельно их применять.
Задачи курса:
 воспитывать трудолюбие и целеустремленность,
 показать связь обучения с жизнью, формировать научное мировоззрение,
 развивать логическое и творческое мышление,
 умение находить нестандартный подход к решению задачи и выбирать
рациональный способ решения,
 умения правильно оформлять решение задачи,
 применять физические величины, единицы интернациональной системы и
справочную информацию.
Содержание программы
Введение (1 ч).
Роль количественных измерений в открытии и становлении основных законов химии.
Задача - частный случай применения теоретических знаний. Решение конкурсной задачи.
Записи учащихся на занятиях элективного курса (их ведение – один из видов
самостоятельной работы; записи делаются без черновиков, учащиеся ведут две тетради – в
одной делают записи рассматриваемых на занятии и дома теоретических вопросов, а во
второй – решают задачи).
Тема 1. Структура химической задачи (4 ч).
Две стороны химической задачи. Анализ задачи, выделение химической и
математической частей, способы задания условий: неполные, лишние и неопределенные
математические данные задачи.
Понятие о взаимно обратных задачах. Обратная задача и ее составление. Составление
простых и сложных задач по химическим формулам веществ.
Структура задач по уравнениям химических реакций. Их составление. Сложные задачи,
использование комбинированных знаний из разных разделов химии и других предметов.
Оригинальность вопроса нестандартных задач, наличие неопределенности, исторических
сведений, включение разнообразных названий веществ. Занимательные задачи.
Тривиальная и современная номенклатура химических соединений.
Конкурс составленных задач. Турнир «Кто лучше?».
Тема 2. Ход решения химической задачи (5 ч).
Процесс решения расчетной задачи. Последовательность действий при решении.
Работа над содержанием задачи: выяснение химической сущности, анализ данных
величин и их соотнесение с неизвестными, умение выдвигать рабочие гипотезы, догадки и
поиск путей их подтверждения или опровержения. Пути анализа: синтетический,
аналитический, графический.
Решение задач-рассказов, задач-рисунков, занимательных задач-опытов.
Тема 3. Способы логических рассуждений при расчетных (4 ч).
Способы вычислений на основе знания химии и физики. Соотношение величин,
характеризующих вещество, в соединении и при химической реакции. Использование
величины №количество вещества» и ее единицы «моль» расчет радиусов, объемов атомов
и молекул с использованием понятия «моль». Решение задач этими способы. Турнир «Кто
быстрее решит задачу».
Способы, основанные на знаниях математики. Сравнение величин. Использование
способов сравнения при устном счете. Составление пропорций. Ошибки при решении
задач данным способом. Приведение к единице как способ рассуждений для
гуманитариев. Причины нерациональности данного способа. Использование
коэффициента пропорциональности при расчетах по формулам и уравнениям реакций.
Способы вывода математических формул. Вывод алгебраических формул и расчет по
ним массовых долей элемента в веществе, растворенного вещества в растворе и чистого
вещества и смеси. Формула вычисления массы или объема вещества по уравнению
реакции.
Задачи на растворимость веществ, смеси компонентов и вывод формул соединений.
Тема 4. вопросы, выходящие за рамки школьной программы (5 ч).
Понятие о химическом эквиваленте. История развития этого понятия в химии.
Практическое определение малярной массы эквивалента простого вещества. Современное
определение эквивалента. Эквиваленты оксидов, оснований, кислот и солей. Эквиваленты
в ОВР. Закон эквивалентов. Решение задач по химическим формулам и уравнениям
реакций с его использованием.
Задачи на применение закона Гесса, энергии химических связей, постоянных
термодинамических величин (теплота образования вещества, удельная теплоемкость
вещества, тепловой эффект реакции). Энтальпия, энтропия и свободная энергия Гиббса.
Решение задач с использованием этих величин.
Тема 5. Решение качественных задач (5 ч).
Разнообразие качественных задач, ход их решения. Аналитико-синтетический подход к
анализу задачи. Разнообразны методические приемы решения задач аналитического
характера. Составление плана решения в виде схемы или таблицы. Построение матричной
таблицы и аналогичной таблицы для занесения в нее результатов экспериментального
решения. Сравнение этих таблиц и вывод из него.
Применение полумикрометода при проведении эксперимента. Отработка умения брать
пробы для анализа.
Методические подходы к решению задач на превращение веществ, их получение,
разделение веществ или очистку смеси от посторонней примеси. Задачи по наблюдению
химических явлений. Конструирование приборов и их применение. Качественные реакции
на катионы и анионы.
Тема 6. Задачи на растворы (5 ч).
Растворимость, кривые растворимости. Различные способы решения задач на
растворимость. Растворимость кристаллогидратов и их осаждение из насыщенных
растворов. Задачи с использованием сведений о растворимости кристаллогидратов или
связанные с их получением. Задачи на вычисление массовой доли растворенного вещества
при растворении кристаллогидратов и обратные задачи. Сравнение понятий
«растворимость» и «массовая доля растворенного вещества в растворе». Правило
смешения и алгебраический способ решения задач на смешивание растворов.
Понятие концентрации раствора. Молярная концентрация и молярная концентрация
эквивалента, сравнение этих понятий. Приготовление растворов указанных концентраций.
Решение олимпиадных задач с применением разнообразных способов выражения
содержания растворенного вещества в растворах. Переход от одной концентрации к
другой.
Тема 7. Задачи повышенной сложности (6 ч).
Построение усложненной задачи, анализ наличия усложнения базовой задачи.
Решение конкурсных задач. Решение задач на вычисление компонентов в смеси. Вывод
уравнений с одним, двумя и тремя неизвестными, решение задачи в общем виде и вывод
формулы для ЭВМ. Развитие логического мышления в ходе решения усложненных задач.
Обсуждение составленных текстов комбинированных задач и способов их рационального
решения.
Тематический план
№
Тема занятия
1
Введение
Структура химической задачи 2-5
2
Понятие о взаимно обратных задачах. Обратная задача и ее
составление. Составление простых и сложных задач по
химическим формулам веществ
3
Структура задач по уравнениям химических реакций. Их
составление. Сложные задачи, использование
комбинированных знаний их разных разделов химии и
других предметов. Оригинальность вопроса нестандартных
задач, наличие неопределенности, исторических сведений,
включение разнообразных названий веществ
4
Занимательные задачи
5
Тривиальная и современная номенклатура химических
соединений. Конкурс составленных задач. Турнир «Кто
лучше?».
Ход решения химической задач 6-10
6-7
Процесс решение расчетной задачи. Последовательность
действий при решении. Работа над содержанием задачи:
выяснение химической сущности, анализ данных величин и
их соотнесение с неизвестными, умение выдвигать рабочие
гипотезы, догадки и поиск путей их подтверждения или
опровержения
8
Пути анализа: синтетический, аналитический, графический.
9-10
Решение задач-рассказов, задач-рисунков, занимательных
задач-опытов.
Способы логических рассуждений при расчетах 11-14
11
Способы вычислений на основе знания химии и физики.
Соотношение величин, характеризующих вещество, в
соединении и при химической реакции. Использование
величины «количество вещество» и ее единицы «моль».
Расчет радиусов, объемов, атомов и молекул с
использованием понятия «моль». Решение задач этими
способами. Турнир «Кто быстрее решит задачу».
12
Способы, основанные на знаниях математики. Сравнение
величин. Использование способов сравнения при устном
счете. Составление пропорций. Ошибки при решении задач
данным способом. Приведение к единице как способ
рассуждений для гуманитариев. Причины нерациональности
данного способа. Использование коэффициента
пропорциональности при расчетах по формулам и
уравнениям реакций.
13
Способы вывода математических формул. Вывод
алгебраических формул и расчет по ним массовых долей
элемента в веществе, растворенного вещества в растворе и
чистого вещества в смеси. Формула вычисления массы или
объема вещества по уравнению реакции.
14
Задачи на растворимость веществ, смеси компонентов и
вывод формул соединений.
Кол-во
Часов
1
4
1
1
1
1
5
2
1
2
4
1
1
1
1
Вопросы, выходящие за рамки школьной программы 15-19
15
Понятие о химическом эквиваленте. История развития этого
понятия в химии. Практическое определение молярной
массы эквивалента простого вещества. Современное
определение эквивалента.
16
Эквиваленты оксидов, оснований, кислот и солей.
Эквиваленты в окислительно-восстановительных реакциях.
Закон эквивалентов
17-18
Решение задач по химическим формулам и уравнениям
реакций с его использованием
19
Задачи на применение закона Гесса, энергии химических
связей, постоянных термодинамических величин (теплота
образования вещества, удельная теплоемкость вещества,
тепловой эффект реакции). Энтальпия, энтропия и
свободная энергия Гиббса. Решение задач с использованием
этих величин
Решение качественных задач 20-24
20-21
Разнообразие качественных задач, ход их решения.
Аналитико-синтетический подход к анализу задачи.
Разнообразные методические приемы решения задач
аналитического характера. Составление плана решения в
виде схемы или таблицы. Построение матричной таблицы и
аналогичной таблицы для занесения в нее результатов
экспериментального решения. Сравнение этих таблиц и
вывод из него
22
Применение полумикрометода при проведении
эксперимента. Отработка умения брать пробы для анализа
23
Методические подходы к решению задач на превращение
веществ, их получение, разделение веществ или очистку
смеси от посторонней примеси. Задачи по наблюдению
химических явлений. Конструирование приборов и их
применение
24
Качественные реакции на катионы и анионы
Задачи на растворы 25-29
25
Растворимость, кривые растворимости. Различные способы
решения задач на растворимость. Растворимость
кристаллогидратов и их осаждение из насыщенных
растворов. Задачи с использованием сведений о
растворимости кристаллогидратов или связанные с их
получением. Задачи на вычисление массовой доли
растворенного вещества при растворении
кристаллогидратов и обратные задачи. Сравнение понятий
«растворимость» и «массовая доля растворенного вещества
в растворе
26-27
Правило смещения и алгебраический способ решения задач
на смешивание растворов
28-29
Понятие концентрации раствора. Молярная концентрация и
молярная концентрация эквивалента, сравнение этих
понятий. Приготовление растворов указанных
концентраций. Решение олимпиадных задач с применением
разнообразных способов выражения содержания
растворенного вщества в растворах. Переход от одной
5
1
1
2
1
5
2
1
1
1
5
1
2
2
концентрации к другой
Задачи повышенной сложности 30-35
30
Построение усложненной задачи, анализ наличия базовой
задачи.
31-32
Решение конкурсных задач. Решение задач на вычисление
компонентов в смеси. Вывод уравнений с одним, двумя и
тремя неизвестными, решение задачи в общем виде и вывод
формулы для ЭВМ.
33
Развитие логического мышления в ходе решения
усложненных задач
34-35
Обсуждение составленных текстов комбинированных задач
и способов их рационального решения.
6
1
2
1
2
Литература для учащихся
Адамович Т.П. Сборник упражнений и усложненных задач с решениями по химии. –
Минск: вышэйшая шк., 1973.
Вольеров Г.Б. Олимпиады юных химиков в Польской Народной Республике //
Химия и жижнь. – 1966. - №3
Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учеб. Пособие для вузов. – Л.:
Химия, 1985.
Глинка Н.Л. Общая химия: Учеб. пособие для вузов. – Л.: химия, 1985.
Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Химия: для школьников старших классов
и поступающих в вузы: Учеб. Пособие. – М.:Дрофа, 1995.
Польские химические олимпиады: Сборник задач. – М.: Мир, 1980.
Сорокин В.В., Загорский В.В., Свитанько И.В. Задачи химических олимпиад. – М.:
Изд-во МГУ, 1989.
Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Задачи по химии для поступающих в вузы: Учеб.
Пособие. – М.: Высшая школа, 1993.
Хомченко И.Г. Общая химия. – М.: Химия, 1987.
Литература для учителя
Васильева С.И. Эквивалент и его применение для оптимизации химических
расчетов // Химия в школе. – 2000. - №7.
Гтманова А.Д. Учебник по логике. –М.:Владос, 1995.
Ерыгин Д.П., Шишкин Е.А. Методика решения задач по химии. – М.: Просвещение,
1989.
Количественные опыты по химии: Пособие для учащихся . – М.: Просвещение,
1972.
Кузнецов В.И. Общая химия: тенденции развития. – М.: Высшая школа, 1989.
Медвинский А.А. О степени окисления и окислительно-восстановительных
реакциях // Химия в школе. – 1989. - №6
Незаментимова Л.Е., Гомза Т.В., Гончаренко Г.М. К методике формирования
понятия «эквивалент» / / Химия в школе. – 1995. - №1
Шишкин Е.А. Обобщение знаний по решению расчетных задач: Учеб. пособие для
студ. хим. спец. педвузов и учителей химии. – Киров: изд-во ВГПУ, 1997.
Шишкин Е.А. Пути решения расчетной задачи / / Химия в школе. – 2005. - №4.
Шишкин Е.А. Учись решать задачи на вычисление компонентов в смеси. – Киров,
2000
Шишкин Е.А. Обобщение в процессе решения задач // Химия в школе. – 2000. №5.