Программа элективного курса "Химия в задачах"

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:

1) собственно химическим знаниями (знать строение и свойства тех веществ, о которых идет речь),
2) приемами решения задач определённого типа (приёмы универсальны и не зависят от уровня химической 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 химических задач. Но кроме умения решать расчетные химические задачи (с использованием химических формул, химических уравнений и на вычисление концентрации раствора), во время сдачи выпускных экзаменов за курс средней (основной) и средней (полной) школы ребята сталкиваются с задачами: типовыми, комбинированными, повышенной сложности (ЕГЭ, часть С) и далеко не всем удается их решить. Основа заданий для олимпиады школьников по химии это задачи повышенного уровня сложности, умение решать которые иллюстрирует развитие логических операций и умение оперировать базовыми знаниями обучающимися.

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 ученика познакомить с логикой решения задач, 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 покажутся естественным следствием логики. Владение стандартными алгоритмами и логикой рассуждения позволяет уверенно решать подавляющее большинство задач школьного курса и задачи повышенного уровня сложности.

Предлагаемая программа является элективным курсом предметов естественнонаучного 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-х классов.

Цель данного курса – познакомить обучающихся с различными типами химических задач и показать алгоритмы их решения, научить решать задачи типовые (с использованием химических формул, химических уравнений, вычисление концентрации раствора) и задачи повышенного уровня сложности.

Задачами данного курса являются:

1. Развитие знаний по решению химических задач по химическим формулам и химическим уравнениям, полученных во время изучения базовых курсов.
2. Расширение представлений учащихся о задачах повышенного уровня сложности.
3. Формирование дополнительных способов и алгоритмов решения химических задач.
4. Формирование познавательного интереса к изучению предметов естественнонаучного цикла.

Такой курс призван вооружить учеников знанием логики подхода к решениям химических задач и умением их выбирать. Поставленные задачи помогает 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 вычисление способов выражения концентрации растворов», «Задачи повышенной трудности».

Изучение курса предполагает решение расчетных задач, выполнение лабораторных работ, использование дополнительной литературы.

Формы контроля

Итоговый зачет в форме решения химических задач; текущий контроль в форме тематических решений задач.

Требования к уровню итоговой подготовки обучающихся

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.

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»

Основное 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.

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. 

Рекомендуемая литература для учащихся

1. В.И. Сидельникова. Сборник задач повышенной трудности и упражнений по химии. Тюмень, ТГМИ, 1994 – 151с.
2. Г.П. Хомченко, И.Г. Хомченко. Задачи по химии для поступающих в ВУЗы. Учеб. пособие - М.: «Высшая школа», 1994 – 302с.
3. Г.П. Хомченко, И.Г. Хомченко. Сборник задач по химии для поступающих в ВУЗы. – М.: «Издательство Новая Волна», 2005 – 278с.
4. Л.А. Слета, А.В. Черный, Ю.В. Холин. 1001 задача по химии с ответами, указаниями, решениями. – М., Илекса, 2004. – 368с.
5. 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.
6. Н.Н Гара, Н.И. Габрусева Сборник задач для проведения устного экзамена по химии за курс основной школы. 9 класс. – М.: Дрофа, 1999. – 48с.

Рекомендуемая литература для учителя

1. В.И. Дайнеко. Как научить школьников решать задачи по органической химии. Кн. Для учителя. – М.: Просвещение. 1987 – 160с.
2. В.И. Сидельникова. Сборник задач повышенной трудности и упражнений по химии. Тюмень, ТГМИ, 1994 – 151с.
3. Задачи всероссийских олимпиад по химии / Под общ. ред. академика РАН, профессора В.В. Лунина. – М.: Издательство «Экзамен», 2004 – 480с.
4. Л.А. Слета, А.В. Черный, Ю.В. Холин. 1001 задача по химии с ответами, указаниями, решениями. – М., Илекса, 2004. – 368с.
5. Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремин, С.С. Чуранов. Сборник конкурсных задач по химии. – М.: Издательство «Экзамен», 2006 – 576с.
6. Польские химические олимпиады. Пер. с польск.П.Г. Буяновской, Т.А. Золотаревой, А.Ю. Савиной/ Под ред. С.С. Чуранова. – М.: Мир, 1980 – 531с.