Профильное обучение

Муниципальное автономное  общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 5»  города Когалыма

(МАОУ «Средняя школа № 5»)

Администрация МАОУ «Средняя школа № 5» направляет информацию по внедрению профильного обучения, в том числе и   предпрофильной подготовки,    в 2017-2018 учебном году.

Приложение на 13л.

Директор МАОУ «Средняя школа №5»                                              Заремский П.И.

Приложение

к письму от 13.06.2018 № 435

Форма 1

Информация о реализуемых в 2017-2018 учебном году профилях

Форма 2

Информация о количестве курсов по выбору и элективных курсов,

проводимых МАОУ «Средняя школа № 5» в 2017-2018 учебном  году

Форма 3

Информация о прохождении элективных курсов в 2017-2018 учебном году учащимися 10 класса

Всего учащихся в 10 классах: 54 чел.

Прошли элективные курсы: 5

4 чел., из них в других ОУ – 0 чел.

Не прошли элективные курсы*:  0 чел.____ чел., по причине – 0 чел.

Информация о прохождении элективных курсов

в 2017-2018учебном году учащимися 11 класса

Всего учащихся в 11 классах: 44.

Прошли элективные курсы:  44 чел., из них в других ОУ – 0 чел.

Не прошли элективные курсы*:0 чел., по причине 0.

Форма 5

Информация о проведении курсов по выбору в 2017-2018 учебном году

Всего учащихся в 9 классах: 91 чел.

Прошли курсы по выбору: 91 чел., в том числе в других ОУ – 0 чел.

Не прошли курсы по выбору*: 0 чел., по причине – 0 чел.

Информация о взаимном сотрудничестве (взаимодействии)

МАОУ «Средняя школа № 5»

с другими образовательными учреждениями, организациями

Тематическое планирование учебного материала

элективного курса для 11 класса

 «Решение задач по химии

повышенного уровня сложности при подготовке к ЕГЭ»

2016-2017 учебный год

2019-2020 учебный год

ПРОГРАММА ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА

 «РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ПОВЫШЕННОГО УРОВНЯ СЛОЖНОСТИ»

для учащихся 10-х классов

 АННОТАЦИЯ

  Программа элективного курса для учащихся 10-х классов «Решение задач по органической химии повышенного уровня сложности» представлена в соответствии с концепцией профильного обучения в 10-11 классах. Показаны некоторые способы и приемы решения задач. Наиболее полно показан метод обучения решения задач с помощью самостоятельного составления условия задач с последующей самопроверкой.

Данный элективный курс предназначен  для учащихся  10-х профильных классов, а также может быть полезен учащимся общеобразовательных классов при подготовке к итоговой аттестации.

 ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Необходимость разработки элективного курса для учащихся 10-х классов «Решение задач по органической химии повышенного уровня сложности» обусловлена несколькими причинами. В соответствии с базисным учебным планом полной средней школы на изучение химии за 2 года теперь выделяется 70 часов. Поэтому в содержании курса химии в 10-11-х классах представлены только основополагающие химические теоретические знания, включающие самые общие сведения. По различным причинам в школах не всегда есть возможность организации профильных классов с углубленным изучением химии. Т.к. сдача вступительного экзамена по химии становится для многих учащихся серьезной проблемой, элективные курсы помогают преодолеть разрыв между требованиями приемных комиссий вузов и реальными возможностями выпускников. Подготовка к экзамену без посторонней помощи достаточно сложна, и особую трудность  здесь представляет решение задач. Основная цель данного элективного курса - сформировать необходимые умения и навыки для решения расчетных задач и для проверки решения. Решение задач рассматривается не как самоцель, а как один из методов изучения химии.

В программе учтено, что с некоторыми опорными знаниями учащиеся уже познакомились в курсе химии за 8-9 класс. Содержание  курса отбиралось с целью дальнейшего углубления и расширения знаний по химии, и дополняют материал, получаемый на уроках химии в 10-м классе (курс органической химии). Начиная с задач, химическое содержание которых простое и доступное и математический аппарат несложен, формируем базовые умения и навыки решения задач, а затем переходим к решению сложных задач (конкурсных и олимпиадных).

 Важно отметить, что в зависимости от уровня подготовленности учащихся часы на прохождение той или иной темы, а также формы занятий и виды деятельности можно варьировать.

Цель данного элективного курса: коррекция и углубление имеющихся химических знаний, ликвидация пробелов, обучение решению задач, систематизация знаний, выработка целостного взгляда на химию, усвоение материала повышенного уровня сложности, развитие творческой активности и инициативности.

Актуальность данного курса определяется его возможностью восполнить недостаток урочного времени для решения задач, с целью подготовки учащихся и сдаче ЕГЭ по химии.

Основные задачи:

• обеспечение школьников основной и главной теоретической информацией, необходимой для решения задач,
• отработка навыков решения задач по органической химии различного тира,
• продолжение формирования умения устанавливать связь между теоретическими и практическими знаниями.

Формами отчетности по изучению данного элективного курса могут быть: зачет по решению задач, составление сборничков авторских задач учащихся (с решениями), конкурс числа решенных задач.

Пройдя данный курс, учащиеся смогут решать задачи повышенного уровня сложности.

Продолжительность курса: 34 часа.

Методы и формы обучения, режим занятий: теоретический и практический.

Ожидаемый результат: 

• систематизация на основе практического (расчетные задачи) и теоретического материала (знание основных понятий и законов химии),
• умение решать задачи и выполнять тестовые задания повышенного уровня сложности,
• умение решать задачи по качественному анализу,
• успешная самореализация школьников в учебной деятельности.

Критерии успешности усвоения программы:

По итогам изучения данного элективного курса учащиеся выполняют контрольную работу, направленную на оценивание уровня усвоения материала.

Разработана система проверки результативности изучения учащимися курса:

1. тестовые задания,

2. контрольная работа.

Работа учащихся оценивается по системе «зачет-незачет», предусматривает коррекцию результатов проверочных работ и дальнейшего изучения материала.

Основное содержание курса

Введение (1 час)

Знакомство с целями и задачами курса, его структурой. Основные законы и понятия химии. Теория строения органических соединений.

Тема 1. Вычисления, связанные с понятием    количество вещества, молярный объем и относительная плотность газа (2 часа)

Понятия, законы и формулы: абсолютная атомная (молекулярная), относительная атомная (молекулярная) массы, количество вещества, моль, число Авогадро, молярный объем, н.у. , плотность, относительная плотность, идеальный газ, закон Бойля-Мариотта, закон  Гей-Люссака, закон Шарля, уравнение Менделеева-Клапейрона.

 Тема 2. Вычисления, связанные с использованием  долей (2 часа)

 Понятия, законы и формулы: массовая доля, молярная доля, объемная доля, средняя молярная масса смеси, раствор, растворимость.

Тема 3. Вывод формул химических соединений. Вычисления по химическим формулам  (4 часа)

 Закон постоянства состава, вещества молекулярного строения, массовая доля элемента, массовые соотношения.

Тема 4. Газовые законы в уравнениях реакций. Задачи на «избыток-недостаток» (4 часа)

Закон сохранения массы веществ, закон Авогадро и следствия из него, нормальные условия, идеальный газ, закон Бойля-Мариотта, закон  Гей-Люссака, закон Шарля, уравнение Менделеева-Клайперона.

Тема 5. Задачи с использованием долей (4 часа)

 Законы и формулы: массовые, молярные, объемные доли, смеси, растворы, практическая доля выхода.

Тема 6. Задачи на смеси (в реакцию вступает 2 и более веществ или одно вещество участвует в нескольких реакциях) (4 часа)

Смесь, массовые, молярные, объемные доли.

Тема 7. Задачи «с продолжением». Комбинированные задачи (4 часа)

  Решение комбинированных задач и задач  «с продолжением».

Тема 8. Предельные углеводороды (2 часа)

  Решение задач  повышенной сложности по данному классу органических соединений

.

Тема 9.  Алкены. Алкины. Алкадиены. Арены (2 часа)

Решение задач  повышенной сложности по данному классу органических соединений

Тема 10. Спирты. Фенолы. Альдегиды. Кетоны (2 часа)

.

Решение задач  повышенной сложности по данному классу органических соединений

Тема 11. Карбоновые кислоты. Жиры. Сложные эфиры (2 часа)

Решение задач  повышенной сложности по данному классу органических соединений

Тема 12. Азотсодержащие соединения (2 часа)

Решение задач  повышенной сложности по данному классу органических соединений

УЧЕБНЫЙ ПЛАН

УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

*В теме №3 используются уравнения сгорания веществ.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО СОДЕРЖАНИЮ И ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЙ

Решение задач по химии необходимо использовать как предлог для побуждения к самостоятельному поиску  информации с использованием различных источников (научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов интернета) для объяснения химических явлений, происходящих в природе, быту и на производстве, для определения возможности протекания химических превращений в различных условиях и оценки их последствий, для критической оценки химической информации, поступающей из различных источников.

В процессе обучения решению задач по химии необходимо проверять степень усвоения материала по свойствам веществ, т.к. без полного овладения данными знаниями работа будет бесполезной.

Кроме знакомства с алгоритмами решения задач необходимо познакомить учеников с приемами, которые облегчают понимание условия задачи, произведение расчетов и поверку решения. К ним относятся рисунок-схема задачи, оформление в виде таблицы, самопроверка и составление условия задачи как способ отработки навыка решения задач.

Самостоятельная деятельность по составлению условий задач учащимися как один из методов обучения решает несколько проблем, одной из которых является индивидуальный подход. Это позволяет уделить внимание слабоуспевающим ученикам и не затормозить развитие сильных.  Кроме этого решая задачу в прямом и обратном порядке, учащиеся лучше отрабатывают навык решения и самопроверки задач.

Тема 1. Вычисления, связанные с понятием количество вещества, молярный объем и относительная плотность газа.

Основные понятия, законы и формулы: абсолютная атомная (молекулярная) масса, относительная атомная (молекулярная) масса, количество вещества, моль, число Авагадро, молярный объем, нормальные условия, плотность,

относительная плотность, идеальный газ, закон Бойля-Мариотта, закон  Гей-Люссака, закон Шарля, уравнение Менделеева-Клайперона.

Выбираем любое органическое вещество, которое при н.у. является газом. и на его примере выполняем необходимые вычисления. Сначала выполняем данную работу вместе, а затем каждый самостоятельно.

Пример:  Метан, CH4.

Mr(CH4)=16, т.е. молекула метана в 16 раз тяжелее одной двенадцатой массы атома 12C;

М(CH4)=16 г/моль, т.е. 16г будут весить 6,02. 1023 молекул.

Пусть взяли 11,2л метана (берем «удобную» величину)

n(CH4)=V/Vm=11,2/22,4=0,5 (моль);

N(CH4)=Na.n=6,02.1023.0,5=3,01.1023 ;

m(CH4)=M.n=16.0,5=8 (г);

V(CH4)=Vm.n=22,4.0,5=11,2(л)-проверка; показываем на объемной модели;

p(CH4)=m/V=8:11,2=0,71 (г/л) или22,4л-16г  => 16:22,4=0,71(г/л);

1 л –x г

DH2 (CH4)=M CH4 .M H2=16:2=8.

При н.у. 1л метана весит 0,71г.

Как изменится объем, если увеличить давление до 202,6 кПа?

P0.V0=P.V => V=P0.V0/P=101,3.1:202,6=0,5 (л) обратная пропорциональность;

Как изменится объем, если понизить температуру до -50С ?

V0/T0=V/TV=V0 .T/T0=1.(273-5)/273=0,98(л) прямая пропорциональность.

В закрытом баллоне метан находится при температуре 70С. До какой температуры должен быть нагрет газ, чтобы давление баллона внутри увеличилось на 10%

P 1/T1=P2/T2T2=P2 .T1/P1=(1+0,1).(273+7)/1=308K =>308-273=350C.

Какой объем будет занимать метан массой 32г при 170С (T=17+273=290K) и 750 мм.рт.ст. (760 мм.рт.ст. – 1,013.105 Па, а 750 мм.рт.ст.—x Па; Р =0,99967.105 Па)?

VP=mRT/M=nRT =>V=mRT/MP=32.8,31.290/16.99967=0,0482(м2).

На основе предыдущей  задачи составляем условие и решаем.

  Вычислите молярную массу газа, 48,2л которого при 170С и давлении 99,967кПа имеют массу 32г.

Решение:

VP=mRT/M => M=mRT/PV=32.8,31.290/99967.0,0482=16(г/моль).

Тема 2. Вычисления, связанные с использованием долей.

Основные понятия, законы и формулы: массовая доля, молярная доля, объемная доля, средняя молярная масса смеси, раствор, растворимость.

Выбираем любые несколько органических веществ, которые при н.у. являются газами. и на их примере выполняем необходимые вычисления. Сначала выполняем данную работу вместе, а затем каждый самостоятельно.

Разбираем понятие доля (часть) и целое.

целое – 1 или 100%,

часть – доля от 1 или от 100%.

 Пример: возьмем смесь 1л метана и 2л этана

Чему равна объемная доля метана?

u= V(CH4)/V(CH4)+ V(C2H6)=1:(1+2)=0,33 или 33%.

Чему равна молярная доля метана?

n(CH4)=V/Vm=1: 22,4=0,045(моль); n(C2H6)=2:22,4=0,09(моль)

х(CH4)= n(CH4)/n(CH4)+ n(C2H6)=0,045:(0,045+0,09)=0,33 или 33%.

Чему равна массовая доля метана?

m(CH4)=0,045.16=0,72(г); m(C2H6)=0,09.30=2,7(г);

w =m(CH4)/m(CH4)+ m(C2H6)=0,72:(0,72+2,7)=0,21 или 21%.

Проверяем, используя  «правило креста» (диагональная схема, обычно используется в случае, когда смешиваются 2-а раствора с разными массовыми долями растворенного вещества).

массовые  большая массовая часть

доли  массовая  w1 w3-w2первого раствора

исходных  доля

w3массовая доля

нового раствора

меньшаямассовая часть

массовая  w2  w1-w3второго раствора

 доля

Сколько г этана необходимо добавить к о.72 г метана, чтобы массовая доля метана в смеси стала 21%?

CH 4100%211 – 0,72

21%

C2H6  0%  793,76 – x

x=2,7  (г).  

Найдите среднюю молярную массу смеси 1л метана и 2л этана.

Мср=mср/nср=n1M1+n2M2/n1+n2= V1M1+V2M2/V1+V2=1.16+2.30/1+2=25,3(г/моль);

(Значение средней молярной массы находится в интервале между значениями молярных масс газов смеси.)

  Сколько л этана необходимо добавить к 1л метана, чтобы средняя молярная масса смеси стала равна 20г/моль?

 Пусть необходимо добавить х л этана .

 Мср= V1M1+V2M2/V1+V2  =>20= 1.16+x.30/1+x  =>x=0,4(л).

Обсуждаем понятия: растворение (как физико-химический процесс), растворимость, раствор, растворитель, растворимое вещество.

Составляем таблицу, в которой анализируем изменения параметров раствора.

Доказываем расчетами данные таблицы.

Возьмем для примера 100г 10% раствора ацетата натрия в воде, т.е. смесь состоящую из 10г соли и 90г воды .

К какой массе 10%-ого р-ра этанола нужно добавить 50г воды, чтобы получить 6%-ый раствор?

1-ый способ:

  C2H5 OH10%6 3 – х

 6%

  H2О  0% 42 – 50г

 х=3.50:2=75(г).

2-ой способ:  Пусть масса раствора должна быть х г => m(в-ва)=0,1.х,

  0,06=0,1.х:(х+50);х=75(г).

Какой объем 10%-ого раствора уксусной кислоты (1,013 г/мл) и воды потребуется для приготовления 200мл 2%-ого раствора (1,001 г/мл)?

1-ый способ:

m(р-ра 2)=Мp=200.1,001=200,2(г)

29

  10%2 1

  2 %5 м.ч. – 200,2г

0  %8 4  1 м.ч. –х

х=200,2:5=40,04г

V (р-ра 2)= M/p=40,04:1,013=39,53(мл).

2-ой способ:

m(р-ра 2)=Мp=200.1,001=200,2(г);

m(в-ва 2)= m(р-ра 2).w (в-ва 2)%:100%=200,2.2:100=4,004(г);

m(р-ра 1)= m(в-ва 2): w (в-ва 2)%.100%=4,004:10.100=40,04(г);

V (р-ра 2)= M/p=40,04:1,013=39,53(мл).

Из 5%-ого раствора ацетата натрия выпарили 60г воды и получили 15%-ый раствор. Вычислите массу исходного раствора.

  Пусть m(р-ра 1) – х г, тогда m(в-ва)=0,05.х;w= m(в-ва): m(р-ра) ).100% => 0,15=0,05x:(x-60);  x=90(г).

Проверяем 90г 5%-ого р-ра содержат m(в-ва)= m(р-ра).w (в-ва)%:100% = =90.5 :100=4 ,5(г);

После выпаривания масса раствора стала 90-60=30(г);  w(в-ва)= m(в-ва): m(р-ра 2) .100%=4,5:30 .100=15(%).

Тема 3. Вывод формул химических соединений. Вычисления по химическим формулам.

Основные понятия, законы и формулы: закон постоянства состава, вещества молекулярного строения, массовая доля элемента, массовые соотношения.

Сначала выполняем данную работу вместе, а затем каждый самостоятельно.

Пример:

30

 Найдем массовые доли элементов в молекуле этанола

  w(Эл.)=Ar(Эл.).n/Mr(в-ва), где .n.—число атомов данного элемента в молекуле.

 Mr(C2H5OH)=46г/моль; w(С)=12.2:46=0,52; w(H)=1.6:46=0,13;  w(О)=1- w(С) -w(H)=1-0.52-0,13=0,35.

На основе предыдущих вычислений составляем условие обратной задачи и решаем её.

Найти молекулярную формулу вещества, массовые доли углерода, водорода и кислорода  в котором соответственно равны 0,52; 0,13; 0,35.

Т.к. массовые доли элементов показывают массу элемента в 100г вещества, воспользуемся формулой:

n(С):n(Н):n(О)=w(C)/ Ar(C): w(H)/ Ar(H): w(O)/ Ar(O)= =0,52/12:0,13/1:0,35/16=0,043:0,13:0,022=2:6:1 => C2H6O.

  Найдем массовые соотношения элементов в молекуле этанола.

 m(С): m(Н): m(О)=24:6:16=12:3:8.

На основе предыдущих вычислений составляем условие обратной задачи и решаем её.

Найти молекулярную формулу вещества, массовые соотношения углерода, водорода и кислорода  в котором соответственно равны 12: 3: 8.

Пусть в составе одной молекулы содержится один атом кислорода, т.е. масса кислорода равна 16.

Для решения  задач на нахождение молекулярной формулы по продуктам сгорания сначала разбираем какие продукты могут образовываться и как соотносится число молей образующихся веществ с количеством вещества элементов в сгоревшем веществе.

 CxHy+a O2🡪x CO2+0,5y H2O, a=(4x+y)/4;

 CxHyOz+ b O2🡪x CO2+0,5y H2O ( необходимо учитывать кислород в составе сгорающего вещества);

 CxHyNz+ a O2🡪x CO2+0,5y H2O+0,5z N2;

 CxHyClz+ a O2🡪x CO2+0,5y H2O+0,5z Cl2;

 CxHyOzNaw+ d O2🡪 CO2+0,5y H2O+Na2CO3,  

  n(Na)=2n(Na2CO3),

  n(C)=n(CO2)+n(Na2CO3).

В условиях задач по нахождению молекулярной формулы по продуктам сгорания обычно есть значения: масса или объем сгоревшего вещества, масса воды и  масса или объем углекислого газа, образующихся после сгорания, молярная масса или данные по которым можно её вычислить (плотность, относительная плотность и тд.).

Попробуем составить подобное условие. Пусть для реакции взяли 2 моль вещества, молекулярная формула которого C6H12. По уравнению реакции получаем:

C6H12 + 9 O2 🡪 6 CO2 + 6H2O

по уравнению реакции1моль  9моль6моль6моль;

по условию задачи 2моль  18моль  12моль  12моль.

 Вычисляем необходимые данные:

m(C6H12)=84.2=168(г);

V(CO2)=12.22,4=268,8(л);

m(H2O)=12.18=216(г);

DH2(C6H12)=84/2=42.

  Составляем условие задачи и решаем её.

 Найти молекулярную формулу вещества, если при полном сгорании 168г образуется 268,8л углекислого газа и 216г воды и относительная плотность по водороду его пара  равна 42.

n(CO2)=268,8:22,4=12(моль);  n(C)= n(CO2)=12(моль);  m(C)=12.12=144(г);

n(H2O)=216:18=12(моль);  n(H)=2n(H2O)=24(моль);m(H)=24.1=24(г);

m(O)=m(смеси)-m(C)-m(O)=168-144-24=0(г) => CxHY

n(C):n(H)=12:24=1:2 => CH2- простейшая формула;

М(в-ва)= DH2(в-ва).2=42.2=84(г/моль)

n (12+2)=84, n=6 => C6H12-истинная формула

Задание: составить и решить задачу зная, что в реакцию горения вступает 13,8г (0,3 моль) этанола.

Тема 4. Газовые законы в уравнениях реакций. Задачи на «избыток-недостаток».

Основные понятия, законы и формулы: закон сохранения массы веществ, закон Авагадро и следствия из него, нормальные условия, идеальный газ, закон Бойля-Мариотта, закон  Гей-Люссака, закон Шарля, уравнение Менделеева-Клайперона.

На основе уравнения вычисляем  сколько г и л  углекислого газа  образуется при полном сгорании 22,4л этана (88г; 44,8л). Приходим к выводу, что при неизменном давлении и температуре объёмы реагирующих и образующихся газов относятся между собой как коэффициенты в уравнении реакции.

2 C2H6 + 7 O2 🡪 4 CO2 + 6 H2O.

Вычисляем сколько г и л углекислого газа образуется, если для реакции дана смесь из 60г этана и 224л кислорода. В данном случае можно подсчитать

количество молей двух реагирующих веществ. Если исходные вещества взяты в стехиометрическом соотношении (т.е. без избытка-недостатка), то количества

их молей должны  относиться как 2 к 7. Если же какого-либо вещества больше, то оно находится в избытке и прореагирует не полностью, тогда расчет надо вести по тому веществу,  которое находится в недостатке и прореагирует полностью.

Решение:

n(C2H6)=m/M=60:30=2(моль);  n(O2)=V/Vm=224:22,4=10(моль).

 по условию:2 моль  10 моль  х моль

  2 C2H6 + 7 O2 🡪 4 CO2 + 6 H2O.

по уравнению: 2 моль7моль  4моль

Чтобы узнать что в недостатке обозначаем одно из данных за y и находим неизвестное.

 по условию:y моль  10 моль  

  2 C2H6 + 7 O2 🡪 4 CO2 + 6 H2O.

по уравнению: 2 моль7моль

 => y=2.10:7=2,86(моль)- надо этана для реакции с 10 моль кислорода, а дали только 2 моль => этан в недостатке, расчеты делаем по нему.

х=2.4:2=4(моль);  m(C2H6)=4.30=120(г); V(C2H6)=4.22,4=89,6(л).

После совместного решения ученики составляют самостоятельно условие задачи на избыток-недостаток, используя любое уравнение  реакции этерификации, и решают её.

Решаем задачу:

Объем смеси метана с кислородом при н.у. равен 100 мл. После сгорания всего метана за счет находившегося в смеси кислорода и приведения к н.у. получено 50 мл новой газовой смеси. Определите объемы  газов в смеси до реакции.

  Решение:

 CH4 + 2 O2 🡪  CO2 + 2 H2O(ж)

Пусть х мл метана было в смеси, тогда кислорода (100-х)мл,

(100-х)-2х+х=50,х=25(мл) => V(CH4)=25 мл, V(O2)=75 мл.

Проверяем:по условию 25 мл  75 мл-избыток

 CH4 + 2 O2 🡪  CO2 + 2 H2O(ж)

по уравнению 1 мл2 мл  1 мл

  V(смеси после р-ции)=  V(смеси  до р-ции) -  V(газов вступивших в р-цию)+ +V( газов обр-ся после р-ции)=100-25-50+25=50(мл).

Составляем  подобную задачу,  включая в условие газовые законы.

Возьмем смесь, состоящую из 15л этана, 5л этена и 20л водорода.

  по условию5л20л15л

  C2H4+H2 🡪 C2H6 ; C2H6- не вз-ет.

 по уравнению 1л 1л  1л

V(смеси после р-ции)=  V(смеси  до р-ции) -  V(газов вступивших в р-цию)+ +V( газов обр-ся после р-ции)=40-5-5+5=35(л).

  Пусть конечный объем смеси будет измерен при 270С и 0,5 атм.

 Р0V0/T0=PV/T => V=P0V0T/T0P=1. 35.(27+273)/273.0.5=76,92(л);

  Составляем условие задачи: к смеси этана и этена объемом 20л добавили столько же водорода. После реакции объем газовой смеси при 270С и 0,5 атм составил 76,92л. Определите объемы  газов в смеси до реакции.

  Решение:  Пусть в исходной смеси было х л этена, тогда этана (20-х) л.

 Вычисляем объем полученной после реакции смеси при н.у.:

Р0V0/T0=PV/T => V=PVT0/TP0=0,5.76,92.273/.(27+273).1=35(л).

  C2H4+H2 🡪 C2H6 ; C2H6- не вз-ет.

( 20-х)+20=35; х=5(л)

 или в данном случае, объем смеси после реакции изменяется за счет вступившего в реакцию водорода => 40-35=5(л) водорода, а соответственно и этена вступает в реакцию

  После совместного решения ученики составляют самостоятельно условие подобной задачи, используя смеси в которых только одно вещество вступает в реакцию.

 Тема 5. Задачи с использованием долей. Основные понятия, законы и формулы: массовые, молярные, объемные доли,

смеси, растворы, практическая доля выхода вещества в сравнении с теоретически возможным.

Решаем задачу на растворы, в которой происходит химическая реакция и концентрация веществ изменяется за счет вступления в химическую реакцию растворенного вещества, растворителя, выпадения осадка или выделения газа.

 Металлический натрий массой 5,6 г добавили к 96% водному раствору этанола объемом 112,5 мл (0,8г/мл). Определите массовые доли веществ в растворе по окончании реакций.

Решение: т.к. условие задачи объемное, разбираем его на рисунке-схеме.

H2O  H2 Na 5,6 г

C2H5OH96%;  

  112мл;

  0,8 г/мл.

m(C2H5OH, р-р)=Vp=112,5.0,8=90(г); m(C2H5OH)=m(C2H5OH, р-р).w (C2H5OH)=90.0,96=86,4(г); n(C2H5OH)=m/M=86,4:46=1,8(моль).

m(H2O)= m(C2H5OH, р-р)- m(C2H5OH)=90-86,4=3,6(г); n(H2O)= m/M=3,6:18=0,2(моль).

n(Na)=m/M=5,6:23=0,24(моль).

по условию  0,24моль  0,2моль

  2Na + 2H2O 🡪 2NaOH + H2

по уравнению  2моль 2моль

 избыток  недостаток

по условию  0,04моль  1,8моль

  2Na + 2C2H5OH 🡪 2C2H5ONa + H2

по уравнению  0,04моль0,04моль

недостаток-избыток

m(р-ра)=m(C2H5OH, р-р)+m(Na)-m(H2)=90+5,6-(0.02+0,1).2=95,36(г).

Т.е. после реакции в растворе:

m(C2H5OH)=n.M=1,76.46=80,96(г),

w (C2H5OH)=m(C2H5OH) / m(р-ра)=80,96:95,36=0,85;

m (C2H5ONa)= n.M=0,04.68=2,72(г),

 w(C2H5ONa)= m (C2H5ONa)/  m(р-ра)=2,72:95,36=0,03;

w(NaOH)= 1- w (C2H5OH)- w(C2H5ONa)=1-0,85-0,03=0,12.

Далее ученики составляют и решают подобную задачу (подбираем раствор из которого в ходе реакции выпадает осадок).

 В реальных химических процессах из-за различных потерь масса образующихся продуктов часто бывает меньше той, которая должна образовываться в соответствии с теоретическими расчетами т.е. необходимо учитывать выход продукта реакции от теоретически возможного (в тех задачах, где доля выхода продукта не указана, предполагается, что она равна теоретической).

 Решаем задачу: В результате окисления 12,32г метанола и растворения образовавшегося  альдегида в 224 мл воды был получен 3%-ный  формалин. Определите массовую долю выхода продукта реакции.

Решение: т.к. условие задачи объемное, разбираем его на рисунке-схеме.

38

224мл  H2O

CH3OH [O]CH2O

12,32г 3%

n(CH3OH)=m/M=12,32:32=0,385(моль);

n(CH2O)= n(CH3OH)= 0,385(моль), т.к. число атомов одинаково.

m(CH2O, теор.)=M n= 30.0,385=11,55(г)

m(H2O)=Vp=224.1=224(г), w(H2O)=100-3=97(%)

m(CH2O) – 3%, => x – 3%, =>  m(CH2O, прак.) =224.3:97= 6,93(г)

m(H2O) – 97%.224 – 97%

wвых.(CH2O)= m(CH2O,прак.)/ m(CH2O, теор.)= 6,93:11,55=0,6.

Для проверки на основе предыдущей задачи составляем новое условие и решаем.

 Раствор какой концентрации получится, если после окисления 12,32г метанола полученный формальдегид (выход составил 60% от теоретически возможного) растворили в 224 мл воды?

 Решение:

n(CH3OH)=m/M=12,32:32=0,385(моль);

n(CH2O)= n(CH3OH)= 0,385(моль), т.к. число атомов одинаково.

m(CH2O, теор.)=M n= 30.0,385=11,55(г);

m(CH2O, прак.)= m(CH2O, теор.). wвых.(CH2O):100%=11,55.60:100=6,93(г);

m(H2O)=Vp=224.1=224(г):

m(р-ра)= m(CH2O, прак.)+ m(H2O)=6,93+224=230,93(г);

w(CH2O)= m(CH2O, прак.): m(р-ра).100%=6,93:230,93.100=3(%).

Тема 6. Задачи на смеси (в р-цию вступает 2 и более в-в или одно в-во участвует в нескольких р-циях).

Основные понятия, законы и формулы: смесь, массовые, молярные, объемные доли.

 Составляем задачу на смеси и решаем её ( можно сделать в обратном порядке).

  Возьмем смесь, состоящую из 16г метана и 56г этена. Подсчитаем сколько л кислорода необходимо для сжигания данной смеси и сколько г углекислого газа при этом образуется.

n(CH4)=m/M=16:16=1(моль); n(C2H4)=56:28=2(моль).

по условию  1мольx y

CH4 + 2 O2 🡪  CO2 + 2 H2O  x=2(моль); y=1(моль).

по уравнению  1моль 2моль 1моль 2моль

по условию 2мольa  b

  C2H4 + 3 O2 🡪2  CO2 + 2 H2O  a=6(моль); b=4(моль).

  по уравнению 1моль 3моль 2моль 2моль

 n(O2)=x+a=2+6=8(моль) ; V(O2)=Vm n=22,4.8=179,2(л).

 n(CO2)=y+b=1+4=5(моль);m(CO2)=M.n=44.5=220(г).

 Задача: Найти массовые доли веществ в смеси массой 72г, состоящей из метана и этена, если известно что для полного её сгорания необходимо 179,2л кислорода. В результате данной реакции образуется 220г углекислого газа.

Решение:

Пусть в смеси было х моль метана и у моль этена.

по условию  х моль2х моль  х моль

CH4 + 2 O2 🡪  CO2 + 2 H2O

8моль  5моль по условию у моль 3у моль  2у моль

C2H4 + 3 O2 🡪2CO2  + 2 H2O  

n(O2)=V/Vm= 179,2: 22,4=8(моль) =>  2х+3у=8  =>x=1; y=2.

n(CO2)=m/M=220:44=5(моль) =>х+2у=5

m(CH4)=M.n=16.1=16(г), m(C2H4)=m(смеси)-m(C2H4)=72-16=56(г).

Задание.  Составить и решить задачу на смеси, где дано одно вещество и две химические реакции с ним.

Тема 7. Задачи «с продолжением».  Комплексные задачи.

У некоторых химических реакций возможно «продолжение»,т.е. протекание ещё одной реакции между  продуктами реакции, продуктом реакции и избытком исходного вещества или реакция протекает ступенчато.

Решаем задачу. Найти массы продуктов, образующихся после реакции 1моль метана и 2 моль хлора.

Решение:

по условию 1 моль 1,5 моль-избыток

CH4  + Cl2 🡪 CH3Cl + HCl

 1 моль0,5 моль-недостаток

  CH3Cl + Cl2 🡪 CH2Cl2 + HCl

*-из реакции №1

n(CH3Cl)=0,5(моль), m(CH3Cl)=M n= 50,5.0,5=25,25(г);

41

 n(CH2Cl2)=0,5(моль), m(CH2Cl2)=M n=85.0,5=42,5(г);

 n(HCl)=1,5(моль), m(HCl)=M n=36,5.1,5=54,75(г).

 Многие задачи сочетают в себе несколько типов задач( и решить их может только ученик, знающий всю химию, а не только материал отдельного параграфа), подобные задачи относят к комбинированным.

  Составление условий подобных задач для учеников затруднительно. Чтобы продолжить линию самостоятельного решения и проверки задач, можно давать задачи с ответами.

Решаем задачу. При взаимодействии 12,5г смеси соединений, образующейся при каталитическом окислении метилового спирта и не содержащей углекислого газа, с избытком аммиачного раствора оксида серебра выделилось 43,2г осадка, а при обработке такого же количества той же смеси избытком карбоната бария выделилось 1,12л газа (н.у.). Рассчитайте, сколько процентов метилового спирта осталось в смеси, полученной после его окислении. (Ответ: 0,512)

Решение:  

 Из смеси метанола, метаналя и метановой кислоты с карбонатом калия взаимодействует только кислота =>

n(CO2)=V/Vm= 1,12:22,4=0,05(моль);

по условиюх моль0,05моль

 2HCOOH + BaCO3 🡪 (HCOO)2Ba + H2O + CO2

по уравнению 2моль  1моль  

=> x=2.0,05:1=0,1(моль);

n(Ag)=m/M=43,2: 108=0,4(моль)-количество вещества осадка, образующегося при взаимодействии смеси с аммиачным раствором оксида серебра . Т.к. мы знаем сколько было кислоты, рассчитаем сколько было альдегида.

 по условию0,1моль у моль

HCOOH + Ag2O 🡪 2Ag + CO2 + H2O  (1)

по уравнению  1моль1моль

  => у= n1(Ag)=0,2(моль);

n2(Ag)=0,4-0,2=0,2(моль)

по условию z моль  0,2 моль

HCOH +2Ag2O 🡪 4Ag + CO2 + H2O (2)

по уравнению 1моль 4 моль

  => z=n(HCOH )=1.0,2:4=0,05(моль);

m(HCOH)=Mn=30.0,05=1,5(г);

 m(HCOOH)=Mn=46.0,1=4,6(г);

m(CH3OH)=Mn=m(смеси)-m(HCOOH)- m(HCOH)=12,5-1,5-4,6=6,4(г);

w(CH3OH)=m(CH3OH)/m(смеси)=6,4:12,5=0,512.

 РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Для учителей:

1.Габриелян О.С. Орган. химия : Учебн. для 10 кл. общеобразоват. учреждений с углубл. изучением химии / О.С.Габриелян, И.Г.Остроумов, А.А.Карцова. –М.: Просвещение, 2004.

2.Кузьменко Н.Е. Химия. Для школьников ст. классов и поступающих в вузы / Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин, В.А.Попков. – М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век» : ООО «Издательство « Мир и Образование», 2002.

3.Кушнарёв А.А. Задачи по химии для старшеклассников и абитуриентов. – М.: Школа-Пресс, 1999.

4.Содержание и технологии предпрофильной подготовки и профильного обучения. Часть 6. Методические рекомендации по химии / Авт.-сост. М.А.Ахметов; Под ред. Т.Ф.Есенковой, В.В.Зарубиной. – Ульяновск: УИПКПРО,2005.

5.Химия для гуманитариев / Сост. Н.В.Ширшина. – Волгоград: Учитель, 2005.

Химия. 10 класс: Поурочные планы. По учебнику: Габриелян О.С., Маскаев Ф.Н. и др. Химия, 10 класс / Авт.-сост. Денисова В.Г. – Волгоград: Учитель, 2004.

6.Шамова М.О. Учимся решать расчетные задачи по химии: технология и алгоритмы решения.—М.: Школа-Пресс, 1999.

7.Элективные курсы в системе предпрофильной подготовки: Учебно-методическое пособие / Отв. ред. Т.Б.Качкина. – Ульяновск: УИПКПРО, 2004.

Для учеников:

1.Габриелян О.С. Орган. химия : Учебн. для 10 кл. общеобразоват. учреждений с углубл. изучением химии / О.С.Габриелян, И.Г.Остроумов, А.А.Карцова. –М.: Просвещение, 2004.

2.Кузьменко Н.Е. Химия. Для школьников ст. классов и поступающих в вузы / Н.Е.Кузьменко, В.В.Еремин, В.А.Попков. – М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21 век» : ООО «Издательство « Мир и Образование», 2002.

3.Кушнарёв А.А. Задачи по химии для старшеклассников и абитуриентов. – М.: Школа-Пресс, 1999.

4.Шамова М.О. Учимся решать расчетные задачи по химии: технология и алгоритмы решения.—М.: Школа-Пресс, 1999.