Тип урока: комбинированный.
Вид урока: интегрированный.
Задачи:
- Способствовать развитию умений выводить формулы веществ через массовую долю химических элементов, с использованием относительной плотности газов, применяя основное свойство пропорции.
- Способствовать развитию умений работать по алгоритму, развитию навыков самообразования, логического мышления, устной и письменной речи учащихся.
- Формировать целостную систему знаний, воспитывать ответственность при работе в коллективе, исполнительность.
Формы учебной деятельности: коллективная и групповая.
Технические средства и оборудование: мультимедийная презентация, компьютер, мультимедийный экран, периодическая система Д. И. Менделеева, раздаточные листы на печатной основе (задачи, алгоритмы)
План урока:
- Организационный момент;
- Подготовка к усвоению нового учебного материала;
- Усвоение новых знаний;
- Закрепление новых знаний;
- Подведение итогов урока;
- Информация о домашнем задании, инструкция его выполнении.
ХОД УРОКА
I. Организационный момент
Учитель химии настраивает учащихся на работу.
II. Подготовка к усвоению нового учебного материала
Учитель математики сообщает о связи химии с математикой:
Учитель математики: Природа – единое целое, характеризующееся общими процессами и управляемая общими законами. Математические методы (решение систем линейных однородных уравнений, исследование функций и построение графиков) находят широкое применение в таких понятиях химии как протекание химических реакций; при решении химических задач.
Учитель химии сообщает учащимся план урока, цель и задачи:
Учитель химии: Химические процессы – это сложнейшие реакции, которые требуют огромных вычислений. И сегодня на уроке мы предлагаем вам решение химических задач с помощью математики, оформление результатов решения в виде программного продукта: презентации, статьи, веб-сайта и т.д.
Учитель математики: Для решения задач вспомним, что такое отношение двух чисел? (Частное двух чисел)
– Что показывает отношение? (Во сколько раз одно число больше или меньше другого или какую часть одно число составляет от другого)
– Что такое пропорция (Это равенство двух отношений)
Учащийся записывает пропорцию в общем виде
на доске: 
или
a : b = c : d
– Как называются члены пропорции? (а и d – крайние, b и c – средние)
– Сформулируйте основное свойство пропорции (Произведение крайних членов равно произведению средних членов a • d = b • c)
– Как найти неизвестный член пропорции?
a : x = b : c
xb = ac
Учитель химии: Для решения задач необходимо вспомнить:
– Что такое массовая доля элемента? (Это
отношение относительной атомной массы элемента,
умноженной на число его атомов в молекуле, к
относительной молекулярной массе вещества.)
– Как определить массовую долю элемента? (
)
– Как определить количество вещества? (
или 
)
– Что такое относительная молекулярная масса? (Относительная молекулярная масса Mr – число, показывающее во сколько раз реальная масса молекулы, выраженная в граммах, больше массы 1/12 части атома элемента углерода, выраженной тоже в граммах.)
– Как определить относительную молекулярную массу углеводорода, зная относительную плотность по водороду или воздуху? (Mr (вещества) = D(H2) • Mr (H2) или Mr (вещества) = D(возд) • Mr (возд)).
Учитель математики: Решим устные упражнения:
- Найти отношение: 0,25 к 0,55; 9,1 к 0,07; 12,3 к 3; 1 кг к 250 г; 0,1 кг к 0,1 г.
- Найти неизвестный член пропорции: 5 : х = 4: 12;
. - Определите Мr углеводорода, если D(возд) = 2, D(H2) = 15.
- Определите Mr: СН3, С2Н6, С2Н2.
- Определите количество вещества, если известна массовая доля углерода 80%, водорода 20% .
III. Усвоение новых знаний
Учитель химии: Решим задачу на определение молекулярной формулы вещества на основании результатов количественного анализа (массовой доли элементов) и относительной плотности.
Задача 1.
Найдите молекулярную формулу углеводорода, содержание углерода в котором 80%, а водорода – 20%, относительная плотность по водороду равна 15.
1-й способ решения (соотношение атомов).
На каждой парте алгоритм решения задачи (Приложение 1).
1. Внимательно прочитайте условие задачи и кратко запишите его
Дано:
(C) = 80%
(Н) = 20%
D (H2) = 15
_____________
Mr (СхНy) – ?
2. Определите соотношение атомов в молекуле, разделив массовые доли каждого из элементов на их относительные атомные массы (учитель математики)
3. Установите соотношение атомов
4. Напишите простейшую формулу (учитель химии)
Учитывая соотношение можно записать – СН3
5. Определите относительную молекулярную массу углеводорода
Mr (CH3) = 15
Mr (СхНy) = D H2 • Mr H2 = 15 • 2 = 30
6. Установите, во сколько раз истинная относительная молекулярная масса углеводорода больше относительной молекулярной массы простейшей его молекулы
7. Напишите истинную формулу углеводорода, увеличив число атомов каждого элемента в 2 раза СН3 – С2Н6
8. Запишите ответ
Ответ: молекулярная формула углеводорода – С2Н6 (этан).
Учитель математики:Решение задачи вторым способом.
2-й способ решения (способ пропорции).
На каждой парте алгоритм решения задачи (Приложение 2).
1. Внимательно прочитайте условие задачи и кратко запишите его
Дано:
(Н) = 20%
D (H2) = 15
______________
Mr (СхНy) – ?
2. Определите массу водорода, содержащегося в
веществе (составьте на основании логического
рассуждения пропорцию и решите ее)
Процентное содержание элементов в веществе есть
не что иное, как отношение массы атомов данного
элемента к массе атомов второго элемента и т.д.,
т.е.
На 80 мас.ч. углерода приходится 20 мас.ч. водорода.
А на 1 моль атомов углерода, масса которого m(C) = 12 г
(М(С) = 12 г/моль), приходится х г водорода.
Составьте пропорцию:
80 : 12 = 20 : х,
Это составляет 3 моль атомов водорода (М (Н) = 1 г/моль).
3. Установите соотношение атомов элементов в молекуле данного вещества, приведя их значения к целым числам n (C) : n (H) = 1 : 3
4. Напишите простейшую формулу вещества и рассчитайте по ней относительную молекулярную массу СН3
Mr (CH3) = 15
5. Определите истинную относительную молекулярную массу Mr (СхНy) = D H2 • Mr H2 = 15 • 2 = 30
6. Установите, во сколько раз истинная относительная молекулярная масса углеводорода больше относительной молекулярной массы простейшей его молекулы
7. Напишите истинную формулу углеводорода, увеличив число атомов каждого элемента в 2 раза СН3 – С2Н6
8. Напишите ответ
Ответ: молекулярная формула вещества С2Н6 – этан.
Учитель химии: Решение задачи третьим способом.
3-й способ решения (по формуле расчета массовой доли элемента в веществе)
На каждой парте алгоритм решения задачи (Приложение 3).
1. Внимательно прочитайте условие задачи и кратко запишите его
Дано:
(C) = 80%
(Н) = 20%
D (H2) = 15
____________
Mr (СхНy) – ?
2. Запишите формулы расчета массовой доли элемента вещества.
;
;
Mr = 2 . D H2;
3. Все данные внесите в формулу
4. Установите соотношение атомов
n(C) : n(H) = 2 : 6
5. Напишите формулу вещества С2Н6
6. Запишите ответ
Ответ: молекулярная формула вещества С2Н6 – этан.
Учитель химии:
4-й способ (по нахождению доли части от целого)
1. Mr = 2 • D H2
Mr = 2 • 15 = 30
2. По относительной молекулярной массе (целое) и
массовой доле элемента в веществе (доля части от
целого) найдите массу элемента в веществе (часть
от целого):
b = C • , где С – целое , b –
часть от целого, –
массовая доля части.
На долю углерода приходится: 30 • 0,8 = 24
На долю водорода приходится: 30 • 0,2 = 6
3. Число атомов элементов в молекуле газообразного вещества определяют как частное от деления полученных чисел на относительные атомные массы соответствующих элементов:
n (C) = 24 : 12 = 2
n (Н) = 6 : 1 = 1
4. Установите соотношение атомов n(C) : n(H) = 2 : 6
5. Запишите формулу вещества С2Н6
6. Запишите ответ
Ответ: молекулярная формула вещества С2Н6 – этан.
Учитель математики:
5-й способ (математический)
1. По относительной плотности вычисляем относительную молекулярную массу вещества:
Mr (CH3) = 15
Mr (СхНy) = D H2 • Mr H2 = 15 • 2 = 30
2. Предположим, что углеводород имеет формулу СхНу, тогда, подставим относительные атомные массы элементов, получим:
12х + у = 30.
3. Общая формула углеводорода – СхH2х+2.
Для углеводородов значение у будет равно или меньше (в случае непредельных углеводородов) значения 2х + 2:
4. Из уравнения находим значение у = 30 – 12х, подставляем его в неравенство и получаем:
Если х = 2, то у = 2 ? 2 + 2 = 6.
Если х >2.
Например, если х = 3, то 12х + у = 36 + у > 30, что не соответствует уравнению 12х + у = 30.
у = 30 – 12х
12х + 2х + 2 = 30
14х = 30 – 2
14х = 28
х = 28 : 14
х = 2, тогда
если х = 2, то 2х + 2 = 2 . 2 + 2 = 6.
5. Формула углеводорода: С2Н6
Учитель химии:
IV. Закрепление новых знаний (работа по группам)
На каждой парте листы с задачами (Приложение 4).
1 группа – решение задачи 1 способом
(соотношение атомов).
2 группа – решение задачи 2 способом (способ
пропорции).
3 группа – решение задачи 3 способом (по формуле
расчета массовой доли элемента в веществе).
4 группа – решение задачи 4 способом (по
нахождению доли части от целого).
5 группа – решение задачи 5 способом
(математический).
Учитель математики:
V. Подведение итогов
Выводы о проделанной работе: знания некоторых разделов математики необходимы для умения решать задачи по химии.
Учитель химии:
VI. Домашнее задние
Каждой группе оформить решение задач в виде презентаций, статьи.
Презентация для урока (Приложение 5)