Мастер-класс «Подготовка к ЕГЭ». Как научить школьников решать задачи по химии : Химия

Решение задач – один из приемов обучения, посредством которого обеспечивается более глубокое и полное усвоение учебного материала по химии и вырабатывается умение самостоятельного применения приобретенных знаний. Решение задач связано со сложной мыслительной деятельностью. На ЕГЭ и вступительных экзаменах в высшие учебные заведения высокой оценки, как правило, добиваются  те абитуриенты, которые справляются с задачами повышенной сложности.

Методика  обучения  учащихся  количественным расчетам должна включать несколько этапов:

1) накопление теоретических знаний;

2) обучение  отдельным  операциям  и  действиям, которые входят в общую деятельность по решению задач;

3) решение и составление типовых задач;

4)  решение  разнообразных  задач  повышенной сложности.

При обучении химии в 8-м классе учащиеся приобретают  навыки  решения  задач  определенных  типов. Именно с начального момента обучения следует прививать умения выполнять отдельные операции решения, которые учащиеся могут применить в новых  ситуациях.  После  изучения  темы  «Относительная   молекулярная масса» решаются задачи на вычисление относительных молекулярных масс, массовых отношений химических элементов в сложном веществе,  нахождение массовой доли химических элементов в сложном веществе, вывод химических формул, если  известны массовые доли химических элементов, входящих в состав данного вещества. Здесь можно предложить следующие задачи.

Задача 1. Найдите относительные молекулярные  массы:

а) гексагидрата хлорида кальция СаСl2 * 6Н2О;

б) медного купороса CuSO4 * 5H2О;

в) хромокалиевых  квасцов K24 * Cr2(SO4)3 * 24H2O.

Задача 2. Вычислите массовую долю кристаллизационной воды в дигидрате сульфата кальция CaSO4 * 2Н2О.

Задача 3. Выведите простейшую формулу соединения, в котором мaccoвые доли натрия, фосфора и кислорода равны 34,6 %, 23,3 %, 42,1 % соответственно. Вычислите относительную молекулярную  массу этого соединения. 

В теме «Количество вещества. Моль. Молярная масса»  вводится  новая  величина – постоянная Авогадро. Следует дать разъяснение по поводу вывода этой величины.

Масса атома углерода: m(C) = 1,995 * 10–26 кг,  М(C) = 0,012 кг/моль.

Найдем число атомов, содержащихся в 1 моль углерода:

NA= M(C) / m(C) = 0,012 (кг/моль) / (1,995 * 10–26(кг)) = 6,02 * 1023 моль–1.

Moлярную массу связываем с NA, например:

М(Н2О) = m(Н2О) * NA  = 3*10–23 (г)  *  6*1023 (моль–1) = 18 г/моль.

На этом же уроке даются следующие формулы:  

ν= N/NAν= m/M, 

где ν – количество вещества.

Учащимся можно дать задачи следующего типа на применение данных формул и постоянной Авогадро.

Задача 1. Рассчитайте массу:

а) кислорода количеством вещества 0,5 моль;

б) 1,202 * 1024   молекул кислорода.

Задача 2. Определите число структурных единиц в воде массой 54 г.

Школьникам  предлагается  заполнить  таблицу «Количественная характеристика вещества».

Таблица. Количественная характеристика вещества

В 8-м классе учащиеся должны приобрести умения составлять количественные соотношения реагентов и продуктов реакции по химическим уравнениям:

k1A + k2В= k3C + k4D.


Из уравнения следует, что νA / νB = k1 / k2,  νB / νС= k2 / k3  и т.д.

Это отношение в будущем применяется при нахождении количества вещества, которое полностью вступило в реакцию. Следующим шагом будет нахождение количества вещества исходных веществ или продуктов реакции по условию задачи.

Задачи на расчеты по термохимическим уравнениям также не вызывают больших затруднений. Учащихся  нужно  познакомить  с  понятием «энтальпия» и законом Гесса. Здесь можно использовать схему-конспект «Тепловой эффект и энтальпия реакции».

Q– А+ B = 2C + Q,
эндотермическая экзотермическая

где Q – тепловой эффект химической реакции.

2 (г.) + О2 (г.) = 2Н2О(г.) + 484 кДж – термохимическое уравнение.

ΔrН – энтальпия химической реакции;

ΔfН – энтальпия образования вещества

{А+ В= 2С} + Q – экзотермический эффект (выделение теплоты, ΔrНº < 0).

{2С= А+ В} – Q – эндотермический эффект (поглощение теплоты, ΔrНº > 0).

– Δr Н = +Q и  ΔrН = – Q.

Закон Гесса:

Δr Нº = ∑Δf Нº (прод.) – Δf Нº (реаг.).

П р и м е р: А+ В= 2С,   Δr Нº = 2Δf Нº (С) – [Δf Нº (А) + Δf Нº (B)].

Учащимся предлагаются задачи следующего типа:

Задача 1. При образовании 1 моль водяного пара из водорода и кислорода выделяется 242 кДж теплоты. Сколько выделится теплоты, если в реакцию вступит 0,2 г водорода?

Задача 2. Сколько теплоты выделится при сгорании 1 кг кокса, содержащего 10 % примесей, если при сгорании 1 моль углерода выделяется 393,5 кДж теплоты?

Большой интерес представляют задачи на растворы. Здесь учащиеся должны свободно владеть следующими формулами:

ωр.в. = mр.в. /mр-ра * 100 (%);  

с= ν/Vр-ра.

При разбавлении растворов:

ωр.в.  = mр.в.  /(mр-ра +  mH2O) * 100(%).

При выпаривании растворов:

ωр.в. = mр.в. / (mр-ра –  mH2O) * 100 (%).

При смешивании растворов:

ωр.в. = (mкр.в. + mрр.в.) / (mкр-ра + mрр-ра) * 100 (%),

где mкр.в. – масса вещества в концентрированном растворе;

mрр.в.– масса вещества в разбавленном растворе;

mкр-ра – масса исходного концентрированного раствора;

mрр-ра – масса исходного разбавленного раствора.

Используя данные формулы, можно решать задачи разного типа.

Задача 1. Смешали 100 г раствора с массовой долей гидроксида натрия 0,05 и 200 г раствора с массовой долей гидроксида натрия 0,15. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в полученном растворе.

Задача 2. Сколько граммов раствора серной кислоты с массовой долей 0,2 следует добавить к 500 г раствора этой кислоты с массовой долей серной кислоты 0,5, чтобы получить раствор серной кислоты с массовой долей 0,3?

Задача 3. Сколько глауберовой соли Na2SO4 * 10H2O нужно добавить к 250 г воды, чтобы получить раствор с массовой долей безводной соли 0,05?

Задача 4. К 150 г 5%-го раствора соли прилили 70 г 20%-го раствора этой же соли, затем долили 50 г воды, добавили 15 г соли, выпарили 10 г воды. Какова массовая доля соли в полученном растворе?

Задача 5. Прокипятили 4,2%-й раствор гидрокарбоната натрия. Определите массовую долю вещества в полученном растворе. Испарением воды пренебречь.

Задача 6. Сколько мл 40%-го раствора азотной кислоты (плотность 1,4 г/см3) потребуется для по-лучения 300 мл раствора с молярной концентрацией 0,1 моль/л?

Далее  рассматриваются  задачи  с  использованием молярного  объема,  относительной  плотности газов, объемных отношений газов при химических реакциях. Вводятся новые формулы:

ν= V/ VM;    DH 2= Mr/ 2;  Dвозд= Mr/ 29

ρ= M / VM;    ρ= m/V.

В  химических  реакциях  с  газообразными  веществами необходимо ycвоить:

аA + вВ= cC + dD,

VA/ VB = а/ в,   VA/ VC = а/ c   

и т.д.

При использовании закона объемных отношений газов расчеты упрощаются.

Задача 1. Рассчитайте массу 2 л (н.у.) кислорода (ρ= 1,429 г/л).

Задача 2. Определите число молекул кислорода в 11,2 л этого газа (н.у.).

Задача 3.  Какой объем при н.у. займут: а) 1,5 моль азота; б) 42 г азота; в) 1,2*1026 молекул азота?

Задача 4. При сжигании 200 мл газообразного углеводорода израсходовано 700 мл кислорода и об-разуется 400 мл оксида углерода(IV). Установите молекулярную формулу углеводорода.

В теме «Скорость химических реакций. Химическое равновесие» даются формулы для нахождения скорости химических реакций:

v= ±Δc/ Δt.

По закону действующих масс для реакции

аA + вВ= cC + dD

cкорость определяют по формуле:

v= k * сaA * свВ,

где сA, сВ – молярные концентрации газообразных веществ А и В,

k – константа, равная скорости реакции при концентрации веществ 1 моль/л (справочная величина).

При объяснении зависимости скорости химической реакции от температуры ученикам следует дать математическое выражение правила Вант-Гоффа:

v2= v1 * γ (t2 –t1)/10,

где γ – температурный коэффициент.

Полученные знания учащиеся используют при решении задач следующего типа.

Задача 1. Как изменится скорость реакции  N2+ 3Н2 = 2NН3 при увеличении концентрации водорода в 3 раза?

Задача 2. Как изменится скорость химической реакции 2А + В = С при увеличении концентрации вещества А в 2 раза и одновременном уменьшении концентрации вещества В в 2 раза?

Задача 3. В сосуде объемом 2 л смешали газ А количеством вещества 4,5 моль и газ В количеством вещества 3 моль (н.у.). Газы А и В реагируют в соответствии с уравнением А + В = С. Через 20 с в системе образовался газ С количеством вещества 2 моль. Определите среднюю скорость реакции. Какие количества непрореагировавших газов А и В остались в системе?

Комбинированные задачи, в которых присутствуют различные  операции,  входящие  в  общую  деятельность  по решению задач. Между физическими величинами необходимо  устанавливать  прямую  непосредственную связь: ν– m, m–ν, ν–V, ν–N и т.д. Это принцип рацинальности расчетов. Взаимосвязь физических  величин учащиеся выражают следующими схемами:

Учащимся предлагаются следующие задачи.

Задача 1. В 100 мл воды растворили 0,56 л оксида серы(IV) (н.у.). Найдите массовую долю образовавшейся в растворе кислоты.

Задача 2. Какой станет массовая доля вещества в растворе, если к 100 г раствора гидроксида лития с массовой долей 10 % добавить 10 г металлического лития?

Задача 3. Оксид марганца(IV) реагирует с 10%-м раствором соляной кислоты (ρ= 1,05 г/мл) с образованием хлора. Выделившийся хлор полностью прореагировал с 200 г 10,3%-го раствора бромида натрия. Определите объем выделившегося хлора, расход оксида марганца(IV) (в г) и раствора соляной кислоты (в мл) в реакции.

Расчёты по уравнениям с неполным реагированием (разложением) исходных веществ.

Задача 1. При нагревании образца гидрокарбоната натрия часть вещества разложилась. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) газа и образовалось 63,2 г. Твёрдого безводного остатка. К полученному остатку добавили минимальный объём 20% раствора соляной кислоты, необходимый для полного выделения углекислого газа. Определите массовую долю хлорида натрия в конечном растворе.

Пояснение:

Часть гидрокарбоната разложилась, остальная  прореагировала с НCL

Осадок: (Na2CO3  и NaHCO3 остаток) их  m = 63,2 г;  HCl реагирует с  Na2CO3  и NaHCO3;  СО2 выделится из раствора.

Решение
  0,2 моль   0,2 моль
2NaHCO3 Na2CO3 + СО2 + Н2О

 

0,5 моль 0,5 моль 0,5моль    0,5моль
NaHCO3 + НСl   =  NaСl   + СО2 + Н2О

 
0,2моль 0,2моль 0,2моль   0,2моль
Na2CO3 + 2НСl =  2NaСl + СО2 + Н2О

(m (р-ра) =   m(осадка)  +  m(НСl) – m(СО2))

Определяем nСО2  по данным из условия задачи.

n(СО2)1р. = V/Vm  =  4,48/22,4  =  0,2 моль

n(Na2CO3)  =   n(СО2)  =  0,2 моль  (т.к. их соотношение 1:1)

m(Na2CO3)   =   n*M =  0,2 *106  =  21,2 г.

m(NaHCO3) остаток  =  63,2 – 21,242 г.

n(NaHCO3)остаток = m/M = 42/84 = 0,5 моль

Количество вещества НСl находим из реакций 2 и 3

n(НСl) =  n (NaHCO3)  +  2 n(Na2CO3)  =  0,5 + 2*0,2 = 0,9 моль

m(НСl)в. = 0,9* 36,5 = 32,85г.   

m(НСl)р-ра = 32,85/0,2 = 164,25г.

n(NaСl)  =  n(НСl)   = 0,9 моль

m(NaСl) =  0,9 *58,5 =52,65 г.

n(СО2)2я, 3я р. =  0,5 + 0,2 = 0,7 моль

m(СО2) = 0,7 * 44 = 30,8 г.

m(р-ра) = 63,2 + 164, 25 – 30,8 =  196,65 г

W(NaСl) =52,65/196,65 = 0,268 (26,8%)

Задача 2. Водород объёмом 6,72 л (н. у.) пропустили при нагревании над порошком оксида меди(II), при этом водород прореагировал полностью. В результате реакции получили 20,8 г твёрдого остатка. Этот остаток растворили в концентрированной серной кислоте массой 200 г. Определите массовую долю соли в полученном растворе.
  0,3 моль 0,3 моль  
CuO + H2 =  Cu + Н2О

 

0,02моль 0,02моль    
CuO + Н24 =  CuSО4+ 2О

 
0,2моль   0,3 моль    
Cu + Н24 =  CuSО4 + SO2 + 2О

( m (р-ра) =m(остатка)  +  m(Н24)р-ра -  m SO2

n(H2) = 6,72/22,4 = 0,3 моль

n(H2)  = n(Сu)  = 0,3 моль;  m(Сu)   = 0,3*64 = 19,2г.

m(СuО) остаток  =  20,8 -  19,2  = 1,6 г

n(СuО) остаток  = 1,6/80 = 0,02 моль

n(CuSО4)2 р-я   =  n(СuО) остаток  = 0,02моль

n(CuSО4)3 р-я   =  n(Сu)  = 0,3 моль;   

n(CuSО4)общая  =  0,02  + 0,3 = 0,32 моль

m(CuSО4) =  0,32 *160  = 51,2г

n(SO2)  = n(Сu)  = 0,3 моль

m(SO2)  = 0,3*64 = 19,2 г

m(р-ра) = 20,8 +   200  - 19,2  = 201,6 г

W(CuSО4)  = 51,2/201,6  = 0,254 (25,4%)

Читать еще:


Новые материалы:

Урок-сказка по теме "Обыкновенные дроби". 5-й класс :: "Пифагоровы штаны" в задачах :: Математический ринг :: Урок математики в 5-м классе по теме "Обыкновенные дроби. Сложение и вычитание дробей с одинаковыми знаменателями" (с использованием этнокультурного русского компонента) :: Учебно-методическая разработка урока алгебры в 9-м классе по теме "Квадратный трехчлен, квадратное уравнение, неравенство, квадратичная функция" :: Барбадожкины истории, 2016 :: Спальные гарнитуры / MOON TRADE / Спальня Киото Модель 904 ::

Отзывы (через аккаунты в социальных сетях Вконтакте, Facebook или Google+):

Оставить отзыв с помощью аккаунта ВКонтакте:

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:

Самое популярное:
Звуко-буквенный разбор слов : Начальная школа - Хелси и Смарт

Научить детей реально оперировать звуками, т.е. развивать фонетический слух.

Интерактивная карта загрязнения воздуха онлайн, обновляется в режиме реального времени

Экологическая карта загрязнения воздуха, которым мы дышим. В режиме реального времени.

Тесты для задания 7 ЕГЭ по русскому языку : Русский язык

Представленные тесты дают возможность учащимся приобрести практические навыки, связанные с нахождением нарушений синтаксической нормы. Умение видеть и исправлять данный вид ошибок при построении предложений позволяет не только дать правильный ответ при выполнении этого задания, но и не допускать подобных ошибок в сочинительной части экзамена.

Год свиньи 2019 - чем он характеризуется и что несет : новый год - Хелси и Смарт

Свинья всегда стояла в животном мире особняком. Решая сходные с человеческими задачи, построив на совершенно иной генетике организм настолько близкий к человеческому, что хоть сейчас сердце пересаживай (об этом чуть ниже), свинья остается одинаково свободной в любой обстановке - хоть в грязной луже, хоть на дворцовом паркете.

Лабораторная работа №3 "Знакомство с внешним строением растения". 5-й класс : Биология

Урок биологии в 5-м классе по программе Понаморевой И.П. является 2-м в теме «Растения». Тип урока: урок комплексного применения знаний с целью продолжить формирование представления об органах растений: вегетативных и генеративных; значении их для растения; развитие понятий “орган”, «голосеменные», «покрытосеменные» «вегетативные органы» «генеративные органы» формирование представлений о двух группах органов, вегетативных (побег и корень) и генеративных (цветок, плод с семенами).

Контроль знаний учащихся 10-го класса по темам "Алкены"и "Алкины" : Химия - Хелси и Смарт

Данная работа предложена учащимся с целью контроля усвоения программного материала по непредельным углеводородам (алкинам и алкенам) и задачами: проверить уровень усвоения номенклатуры и изомерии, умение получать алкены и алкины, составлять уравнения реакций с их участием, решать качественные и расчетные задачи по данным темам. Работа составлена с учетом индивидуального подхода: 1 вариант - облегченный; 2 вариант - средний уровень; 3 вариант - усложненный.

Тестовые задания по экологии : Экология

Тестовые задания предназначены для проверки и закрепления знаний учащихся 8–11-х классов по курсу «Основы экологии». Данные тесты дают возможность быстро и объективно организовать проверку знаний учащихся по разделам «Основы экологии», «Учение о биосфере», «Экология популяций», «Взаимоотношения организмов», «Экология экосистем».


Школьные занятия:
 
Контакты Научно-популярный портал "Познание - XXI век".
111672, г. Москва, ул. Новокосинская, д. 15, корп. 7.
Для связи E-mail: . spieler@detishka.ru
 
ADD