Удивительный мир окислительно-восстановительных реакций
элективный курс по химии (10, 11 класс) на тему

Rasskazova

Программа элективного курса по теме "Удивительный мир окислительно-восстановительных реакций".

Скачать:

ВложениеРазмер
Microsoft Office document icon udivitelnyy_mir_okisl_-_vost_reaktsiy.doc157 КБ

Предварительный просмотр:

УДИВИТЕЛЬНЫЙ МИР ОКИСЛИТЕЛЬНО - ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЙ

         В настоящее время целый ряд разделов школьной программы химии рассматривается в рамках основной школы поверхностно.

Так, в курсе химии, изучаемом в школе, предусмотрено лишь краткое знакомство с одной из важнейших тем - особенностями окислительно - восстановительных объектов и процессов. Поэтому учащиеся не понимают, как можно применить полученные в курсе химии знания в области окислительно-восстановительных реакций.

   Между тем знания учащихся по этому разделу химии необходимы для успешной сдачи вступительных экзаменов в ведущие вузы. Кроме того; окислительно-восстановительные реакции (ОВР) чрезвычайно распространены. С ними связаны природные процессы обмена веществ, брожения, круговорота веществ в природе. Эти реакции можно наблюдать при сгорании топлива, в процессах коррозии металлов, при электролизе и выплавке металлов. С их помощью получают щелочи, кислоты и многие другие ценные химические вещества? Окислительно-восстановительные реакции лежат в основе преобразования химической энергии в гальванических и топливных элементах. Для того чтобы заинтересовать учащихся данной темой, приблизить ее к жизни, а также связать изучаемый материал с биологическими и физическими знаниями, необходимо показывать, где это уместно, значение ОВР в живой природе. Например, два важнейших присущих живому веществу процесса, которые протекают в биосфере и обеспечивают ее стабильное динамическое: состояние - фотосинтез и дыхание, - представляют собой взаимодополняющие окислительно-восстановительные процессы. В школьном курсе химии понятие «окислительно-восстановительные    реакции» формируется на нескольких уровнях. Первое знакомство с понятием «окисление» происходит в 8 классе, в теме «Кислород. Оксиды. Горение», а с понятием «восстановление» - в теме «Водород. Кислоты. Соли». В этом же классе после изучения тем «Периодический закон» и «Химическая связь» формирование понятия окислительно-восстановительных реакций осуществляется на достаточно высоком уровне с помощью электронной теории. В 9 классе это понятие закрепляется в течение всего курса, а в 10-м формируются представления об окислительно-восстановительных процессах с участием органических веществ. В 11 классе обобщаются знания учащихся по данной теме.

Однако ОВР изучают в обязательном курсе химии недостаточно полно: не рассматривается их классификация, составление уравнений методом электронно-ионного баланса, количественные характеристики окислительно-восстановительных процессов; мало внимания уделяется влиянию среды на характер протекания этих реакций, окислительно-восстановительным свойствам соединений серы, марганца, хрома, пероксида водорода. Тема «Окислительно-восстановительные реакции» традиционно важна, но зачастую ее изучение вызывает у учащихся определенные трудности. И, конечно, особенно недостаточно дается материал для учащихся, проявляющих повышенный интерес к изучению данной науки и предполагающих связать свою будущую профессию с химией, биологией, медициной, строительством, сельским хозяйством и т. д.

В связи с вышеизложенным и разработан данный элективный (по выбору учащихся) курс химии, предназначенный для учащихся 10-11 классов, изучающих или уже изучивших систематический курс органической химии и владеющих достаточными знаниями о строении и свойствах органических веществ. Этот курс направлен на ликвидацию указанных выше пробелов в подготовке выпускников, выработку у школьников навыка составления ОВР и поиска ответов на сложные вопросы общей, неорганической и органической химии.

Программа рассчитана на 17 часов, причем занятия могут проводиться в разновозрастной группе обучающихся.

Цели курса:

■ закрепить, систематизировать и углубить знания учащихся о сущности окислительно-восстановительных процессов, их роли в природе и практическом значении; о важнейших окислителях и восстановителях, о влиянии среды на характер протекания ОВР;

 ■    знать классификацию ОВР, количественные характеристики данных процессов, структуру гальванического элемента;

  • научить составлять уравнения ОВР с использованием метода электронно-ионного баланса (метод полуреакций), развить навыки использования метода электронного баланса для решения различных типов задач повышенного уровня сложности, в которых идет речь об ОВР;
  • создать условия для формирования и развития у обучающихся интеллектуальных и практических умений, творческих способностей, умения самостоятельно приобретать и применять знания.

Для успешной реализации данного элективного курса необходимо, чтобы учащиеся владели важнейшими вычислительными навыками, алгоритмами решения типовых расчетных, расчетно-экспериментальных и экспериментальных химических задач.

Формы и методы обучения

Элективный курс «Удивительный мир окислительно-восстановительных реакций» - это целевой функциональный узел знаний, в котором теоретический и практический материал различных тем по неорганической и органической химии объединен в единую целостную систему. Каждое занятие данной системы имеет целевой план действий, банк информации, методическое руководство по достижению дидактических целей.

Данный курс можно рассматривать как программу обучения, индивидуализированную по содержанию, методам обучения, уровню самостоятельности.

Содержание учебного материала подобрано в соответствии с темой и дидактической целью. На каждом занятии выделяются важнейшие научные понятия, теоретические положения, закономерности и т. д. Объем учебного материала подобран оптимально, учащиеся не должны быть перегружены.

На первом занятии предусмотрен актуализирующий контроль, входное тестирование, диагностирующий анализ и предварительная оценка способностей учащихся. Тестовые задания предполагают актуализацию тех опорных знаний, которые необходимы для усвоения содержания данного занятия.

Одной из форм обучения является лекция, построенная с учетом возрастных особенностей учащихся. Главная задача лекции - вызвать интерес к материалу, возбудить творческую мысль, а не свести все к сообщению готовых научных истин, которые следует понять и запомнить. Данный элективный курс предусматривает также лекционно-семинарскую и практическую формы работы по темам, перечисленным в программе. Не менее важной является и проверка усвоения теоретических понятий. Переход к следующему, более сложному, этапу усвоения знаний ученик определяет с помощью учителя уже после усвоения 70 % (по объему) знаний, понятий, умений, так как этот этап полностью посвящен самостоятельной учебной деятельности.

Каждое занятие включает контроль усвоения и выполнения заданий. В данной программе используются следующие формы контроля: самоконтроль, взаимный контроль, контроль учителя. Самоконтроль осуществляется учеником; он сравнивает полученные результаты с эталоном (карточкой-ответом) и сам оценивает уровень своих знаний. Взаимный контроль возможен, когда ученик уже проверил и исправил свои ошибки, после этого он может проверить задание партнера. Контроль учителя осуществляется постоянно. Обязателен входной и выходной контроль, формы которого могут быть разными. Для оперативного контроля усвоения учебного материала предусматривается опрос у доски и текущий письменный контроль - так называемые «летучки», или сигнальные проверочные работы. Уровень усвоения разделов курса будет устанавливаться с помощью итоговых контрольных работ, задания которых после проверки обсуждаются на семинаре.

После каждого занятия учащимся предлагаются домашние задания, которые включают несколько (обычно не более 5) вопросов или расчетных задач.

В проведений занятии предусматривается использовать как учебные пособия для школы, так и дополнительные источники (см. литературу), а также дидактические разработки учителя. Все учащиеся обеспечиваются справочными данными, необходимыми для решения задач и ответов на вопросы: распечатками таблиц термодинамических величин, значений стандартных потенциалов окислительно-восстановительных пар, растворимости неорганических веществ, констант кислотности и произведений растворимости, взятыми из достаточно надежных источников.

Программа курса

Вводное занятие. Знакомство с целями и задачами курса, его структурой. Теория ОВР (повторение и обобщение ранее изученного в обязательном курсе химии материала) (1 ч).

Важнейшие восстановители и окислители (1ч).

Алгоритм составления уравнений ОВР методом электронного баланса (1ч).

|        Использование метода электронного баланса

для реакций:

  • межмолекулярного окисления-восстановления;
  • внутримолекулярного окисления-восстановления;
  • диспропорционирования (1ч).

ОВР с несколькими окислителями или восстановителями (1 ч).

Окислительно-восстановительные свойства соединений воды и пероксида водорода (1 ч).

Окислительно-восстановительные свойства галогенов и их соединений (1ч).

Окислительно-восстановительные свойства серной кислоты и соединений серы (1 ч).

Окислительные свойства соединений азота и азотной кислоты (1 ч).

Восстановительные свойства металлов (1ч).

Электролиз расплавов и растворов электролитов как окислительно-восстановительный процесс. Упражнения. Применение электролиза (2 ч).

Окислительно-восстановительные свойства соединений хрома в различных средах (1 ч).

Окислительно-восстановительные свойства соединений марганца в различных средах (1 ч).

ОВР с участием органических веществ (решение задач и выполнение упражнений):

  • алкенов,
  • алкинов,
  • аренов,
  • спиртов,
  • альдегидов и кетонов,
  • карбоновых кислот,
  • углеводов (2ч).

Итоговое занятие (1 ч).

Тематический план

№ п/п

Дата

Тема, вид учебного занятия

Планируемые результаты (что должен знать и уметь ученик)

Методы обучения

Характер, формы

познавательной

деятельности

учащихся

Эксперимент,

практическая

деятельность

учащихся

Формы

и виды

контроля

1

2

3

4

5

6

7

8

1

Знакомство с целями и задачами курса, его структурой. Теория ОВР (повторение и обобщение, систематизация ранее полученных знаний). Самостоятельная работа с после-дующей проверкой

Знать:

основные положения теории ОВР; понятия   «окислитель»,   «восстановитель»,  окисление   и  восстановление как процессы, связанные с переходом электронов; «степень окисления», «окислительно-восстановительные реакции». Уметь:

определять    степень    окисления (СО) в сложных неорганических и   органических   веществах    по молекулярным    и    структурным формулам

Урок-диалог

Репродуктивный, фронтальная беседа, упражнения по определению степеней окисления по положению в периодической системе (ПС) Д. И. Менделеева

Демонстрация опыта:

«Взаимодействие металла средней активности (цинка, железа) с растворами солей менее активных металлов» или др. опыта из курса занимательной химии

Тестирование

2

Важнейшие окислители и восстановители. Урок проверки знаний, умений, навыков и при-

Знать:

важнейшие восстановители и окислители; их роль в ОВР в различных условиях; понятия о низшей, промежуточной и высшей степенях окисления.

Лекция с

элементами

беседы

Репродуктивный; фронтальная беседа

Демонстрация опытов:

1. Восстановительные свойства активных металлов - натрия, , кальция, магния - в реакциях взаимодействия с водой, кислотами, кислородом воздуха.

Составление шкалы важнейших степеней окисления элементов IV-VII групп ПС

                                 

                     

                                                           Продолжение табл.

1

2

3

4

5

6

7

8

менения их на практике

Уметь:

составлять шкалу СО, определять по ней роль соединения в ОВР; ориентироваться по положению элемента в ПС, определяя его роль;

составлять уравнения ОВР, расставлять коэффициенты методом электронного баланса

2. Окислительные свойства кислорода (горение простых веществ в атмосфере воздуха и чистого кислорода)

3

Алгоритм составления уравнений ОВ методом электронного баланса. Урок проверки знаний, умений, навыков и применения их на практике в нестандартных условиях

Знать:

алгоритм составления уравнений ОВР  методом  электронного баланса. Уметь:

работать по аналогии, с использованием карточек-заданий, карточек-ответов

Тренинг. Поэтапное формирование умений

Применение знаний в аналогичной ситуации и выполнение упражнений по алгоритму с последующей проверкой

Самостоятельная сигнальная работа с проверкой у доски и по карточкам-ответам

                                                                                                                                                                                                                                         Продолжение табл.

1

2

3

4

5

6

7

8

4

Использование

метода электронного баланса для ОВР различных типов

Урок проверки знаний, умений, навыков и применения их на практике в не-

стандартных

условиях

Знать:

классификацию ОВР  по реагентам и продуктам реакций: межмолекулярные, внутримолекулярные,       диспропорционирова

ния.

Уметь:

определять восстановитель и

окислитель в ОВР различных

типов

Семинар-

практикум. Тренинг

Частично поисковый; парная, индивидуальная, групповая

Лабораторные

опыты:

1. Получение  водорода и восстановление им оксида меди (+2).

2. Взаимодействие металлов различной активности с растворами кислот

Самостоятельная работа с последующей

проверкой

5

ОВР с несколькими окислителями и восстановителями. Урок изучения и первичного усвоения знаний,

Знать:

алгоритм составления уравнений ОВР с несколькими окислителями и восстановителями. Уметь:

определять     восстановители     и окислители в ОВР различных

Тренинг

Частично поисковый; парная, индивидуальная

Решение расчетных

задач по уравнениям окислительно-восстановительных реакций различных типов и уровней сложности

Самостоятельная работа с последующей проверкой

                                                                                                                                                                                       Продолжение табл.

 1

2

3

4

5

6

7

8

проверки знаний, умений, применения их на практике в нестандартных условиях

типов, определять суммарное количество электронов

6

Окислительно-восстановитель - ные свойства воды и пероксида водорода

Урок изучения и первичного усвоения маний

Знать:

окислительно-восстановительные возможности водорода и кислорода в изучаемых веществах; направление ОВР участием Н20 и Н2О2

Уметь:

определять восстановители и окислители в ОВР различных типов, определять суммарное количество электронов

Урок-практикум с элементами беседы

Репродуктивный, фронтальная беседа

Демонстрация опыта:

«Разложение раствора Н202 при нагревании и действии катализаторов (Мn02, фермента каталазы - кровь, сырое мясо)»

Проблемная демонстрация; самостоятельная сигнальная работа с проверкой у доски

7

Окислитгльно-восстансвитель-ные свойства галогенов и их соединений.

Знать:

получение и свойства Cl2, Br2, I2 , НСI, хлоридов с точки зрения ОВР; краткие сведения о кислородсодержащих соединениях

Урок-практикум с элементами беседы

Частично поисковый; парная, индивидуальная, групповая

Демонстрация опытов:

1.        Вытеснение йода
хлором.

2.        Горение в хлоре
сурьмы.

Проблемная демонстрация.

                                                                                                                                                                                                         Продолжение табл.

1

2

3

4

5

6

7

8

Урок изучения первичного горения и проверки знаний в нестандартных условиях

хлора (от +1 до +7); направление ОВР   участием    этих    веществ. Уметь:

определять роль галогенов как восстановителей и как окислителей в ОВР различных типов

3.        Каталитическое
взаимодействие йода с активными металлами.

4.        Изучение свойств
хлорной воды

Самостоятельная сигнальная работа с проверкой у доски

8

Окислительно-восстановительные     превращения    соединений серы.

Урок изучения и первичного  усвоения знаний и проверки знаний в нестандартных условия

Знать: окислительно-восстановительные

возможности серы, сероводорода, серной кислоты;

направление   ОВР   с   участием этих веществ. Уметь:

прогнозировать и определять роль серы и ее соединений как восстановителей и как окислителей в ОВР различных типов

Урок-практикум с элементами беседы

Частично поисковый; парная, индивидуальная, групповая

Лабораторный опыт:

«Окислительные свойства разбавленной серной кислоты». Демонстрация опытов:

1.        Горение серы в
кислороде.

2.        Окислительные
свойства концентрированной серной
кислоты (взаимодействие с металла- ми различной активности)

Проблемная демонстрация. Исследовательская практическая работа

                                                                                                                                                                                                          Продолжение табл.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Окислительно – восстановитель

ные превращения соединений азота.

Урок изучения и первичного усвоения знаний и проверки знаний в нестандартных условиях

Знать:

окислительно – восстановительные возможности азота, аммиака, азотной кислоты, нитратов;

 Уметь:

прогнозировать и определять роль азота  и его соединений как восстановителей и как окислителей в ОВР различных типов

Урок – практикум с

элементами

беседы

Частично поисковый;  парная, индивидуальная, групповая

Демонстрация

опытов:

1. Окислительные свойства концентрированной и разбавленной азотной кислоты (взаимодействие с металлами различной активности).

2. Разложение нитратов.

Проблемная демонстра

ция.

Самостоятельная сигнальная работа с проверкой у доски.

10

Восстановитель

ные свойства металлов.

Урок изучения и первичного усвоения знаний и проверки знаний в нестандартных условиях

Знать:

общие химические свойства металлов; восстановительные свойства металлов в различных средах, с различными окислителями, в различных условиях.

Уметь:

пользоваться рядом активности металлов в определении их восста - новительной активности; составлять уравнения реакций, отражающие общие свойства металлов

семинар – практикум.

Тренинг

Применение знаний  аналогичной ситуации и выполнение упражнений по алгоритму с последующей проверкой

Лабораторные опыты:

1. Взаимодействие

цинка, железа, алюминия, магния, меди с растворами кислот и щелочей.

2. Взаимодействие железа и цинка с растворами солей:

сульфатом или хлоридом меди (+2)

Исследовательская практическая работа.

Тестирование.

                                                                                                                                                                                                                     

Продолжение табл.

11

Электролиз расплавов и растворов электролитов как окислительно-восстанови- тельный процесс.

Установочный

урок

Знать:

сущность электролиза как окислительно-восстановительного процесса; правила разрядки на электродах воды, катионов и анионов.

 Уметь:

составлять схемы и уравнения электролиза растворов и расплавов солей и щелочей

Лекция с

элементами

беседы

Репродуктивный, фронтальная беседа; парная, индивидуальная

Демонстрация к/ф «Электролиз растворов хлорида меди  (+2), раствора йодида калия и раствора сульфата натрия в электролизере»

Самостоятельная работа с последующей проверкой

12

Электролиз расплавов и растворов электролитов как окислительно-восстанови- тельный процесс.

Знать:

сущность электролиза как окислительно-восстановительного процесса; правила разрядки на электродах воды, катионов и анионов. 

Уметь:

составлять схемы и уравнения электролиза растворов и расплавов солей и щелочей

Урок-практикум

Репродуктивный, фронтальная беседа; парная, индивидуальная

Самостоятельная работа с последующей проверкой

                            Продолжение табл.

1

2

33

4

5

6

7

8

13

Окислительно-восстановитель-ные свойства

соединений хрома в различных средах.

Урок изучения и первичного усвоения знаний и проверка знаний в нестандартных условиях

Знать:

зависимость окислительно-восстановительных возможно-

стей хрома от степени окисления (низшая, промежуточная, высшая) в различных соединениях. Уметь:

прогнозировать роль элемента как окислителя или восстановителя, а также продукты окислительно - восстановительного процесса

Лекция с

элементами

беседы

Частично- поисковый; парная

Демонстрация опытов:

1.        Окислительные
свойства дихромата.

2.        Перевод хроматов
в дихроматы

Самостоятельная работа с

последующей проверкой

14

Окислитгльно-восстановитель-ные свойства соединений марганца в различных средах. Урок изучения и первичного усвоения знаний и проверки знаний в нестандартных условиях

Знать:

зависимость     окислительно-восстановительных      возможностей марганца  от степени  окисления (низшая,    промежуточная,    высшая) в различных соединениях.

 Уметь:

прогнозировать роль элемента как окислителя или восстановителя, а также продукты окислительно-восстановительного процесса

Лекция с

элементами

беседы

Частично- поисковый; парная

Демонстрация опыта

«Окисление сульфита натрия раствором перманганата калия в разных средах»

Самостоятельная работа с последующей проверкой

Продолжение табл.

1

2

3

4

5

6

7

8

15

ОВР с участием органических веществ различных классов (решение задач и упражнений). Урок изучения и первичного усвоения знаний и проверки знаний в нестандартных условиях

Знать:

окислительно-восстановительные свойства углеводородов (алканов, алкенов,   алкинов,   аренов   и   их производных),   различных   классов кислородсодержащих соединений.

 Уметь:

использовать шкалу степеней окисления углерода, прогнозировать процессы окисления и восстановления; использовать структурные формулы для определения степени окисления углерода

Лекция с

элементами

беседы

Репродуктивный, фронтальная беседа; парная, индивидуальная, фронтальная

Демонстрация, опытов:

1.        Окисление этиле
на водным раствором перманганта
калия.

2.        Окисление этанола хромовой смесью.

3.        Окисление угле-
водородов.

4.        Восстановление
альдегидов до ОП
спиртов.

5.        Горение этилена,
ацетилена, бензола в
воздухе.

6.        Окисление бензола и толуола раствором перманганата
калия в различных
средах

Проблемная демонстрация. Самостоятельная сигнальная работа с проверкой у доски

16

ОВР с участием органических веществ различных классов (решение задач и упражнений). Урок проверки знаний в нестандартных условиях

Знать:

окислительно-восстановительные свойства углеводородов (алканов, алкенов,   алкинов,   аренов   и   их производных),   различных   классов кислородсодержащих соединений.

 Уметь:

использовать шкалу степеней окисления углерода, прогнозировать процессы окисления и восстановления; использовать структурные формулы для определения степени окисления углерода

Урок-практикум

Фронтальная беседа; парная, индивидуальная

Самостоятельная сигнальная работа с проверкой у доски

17

Итоговое занятие

Фронтальная беседа

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УЧАЩИХСЯ

  1. Хомченко, Т. П., Севастьянова, К. И. Окислительно-восстановительные реакции. - М.: Просвещение, 1989.
  2. Хомченко Г. П. Химия для поступающих в вузы. - М.: Высшая школа, 1990.

3. Хомченко Г. П., Хомченко И. Г. Задачи по химии для поступающих в вузы. - М.: Высшая школа, 1990.

4. Кузьменко Н. Е., Еремин В. В. 2400 задач по химии для школьников и поступающих в вузы. - М.: Дрофа, 1999.

5. Готовимся к единому государственному экзамену. Химия/ О. С. Габриелян, П. В. Решетов и др. - М.: Дрофа, 2004.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ УЧИТЕЛЯ

  1. Сидорская, Э. А. О методе полуреакций // Химия в школе. - 1993, №5.
  2. Говорова, В. А. Из опыта изучения окислительно-восстановительных реакции // Химия в школе - 1994, № 6
  3. Шелковина, П. Нестандартные учебные задания // Химия в школе. -1994, № 11, 12.
  4. Кузьменко, И. Е., Еремин, В. В. 2400 задач по химии для школьников и поступающих в вузы. - М.: Дрофа, 1999. - с. 121-150.
  5. Лунева, В. П. Об использовании ионно-электронного метода // Химия в школе.- 1994, № 1.-С. 8-13.

      6. Сидорская, Э. А. О методе полуреакций // Химия в школе. - 1993, №6.-С. 10

      7.Хомченко, Г. П. Химия для поступающих в вузы. - М.: Высшая школа, 1993.

         8. Шустов, С Б., Шустова, Л. В. Окислительно-восстановительные процессы в живой природе // Химия в школе. - 1995, № 2. - С. 37-40.

       9. Дорофеев А.И., Федотова М.И. Практикум по неорганической химии – Ленинград «Химия»  1990, с.194-211


 
             
             


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Уравнивание окислительно-восстановительных реакций с участием органических веществ методом электронного баланса.

В статье обсуждается возможность описания ОВР с участием органических веществ с помощью метода электронного баланса. Также даны рекомендации по составлению уравнений реакций....

Разработка урока по теории окислительно-восстановительных реакций для профильных классов

Основная цель занятия: научить прогнозировать продукты окислительно- восстановительных реакций с учетом среды, в которой протекает химическая реакция...

Разработка урока по теме "Окислительно- восстановительные реакции с участием органических веществ"

Данная разработка успешно применяется при проведении факультативных занятий,а также при подготовке учащихся к сдаче единого государственного экзамена по химии...

Окислительно-восстановительные реакции

Представленный материал является уроком по заданной теме и выполнен в виде презентации, дополненной гиперссылками для проверки усвоения материала обучающимися.Первая часть урока посвящена закреплению ...

Программа элективного курса «Удивительный мир Red-Оx» (химия окислительно-восстановительных реакций)

Тема «Окислительно-восстановительные реакции» традиционно важна, и в то же время ее изучение вызывает у учащихся определенные трудности.В связи с вышеизложенным разработан данный курс, предназначенный...

Методическая разработка к уроку-тренингу "Классификация химических реакций. Окислительно-восстановительные реакции"

Данный методический материал является методической разработкой урока по дисциплине Химия на тему «Классификация химических реакций. Окислительно-восстановительные реакции».Методическая раз...