Відділ освіти Тлумацької райдержадміністрації
Івано-Франківської області
Районний методичний кабінет
Розв’язування ускладнених розрахункових задач
та задач олімпіадного типу
при підготовці дітей до І, ІІ та ІІІ етапів
Всеукраїнської олімпіади з хімії
(методичні рекомендації, зразки та розв’язки задач)
За редакцією Гальчука Я.А.
Тлумач
2011
Розв’язування ускладнених розрахункових задач та задач олімпіадного типу при підготовці дітей до І, ІІ та ІІІ етапів Всеукраїнської олімпіади з хімії (методичні рекомендації, зразки розв’язків задач,) ⁄ За ред. Я.А. Гальчук — Тлумач, 2011. – 68 с.
Автори: Я.А.Гальчук, Г.Д.Бойко, Я.Л.Гаврилаш, Н.П.Гальчук, Двояк Н.Б., О.В.Роговик, І.І.Шушваль.
Видання містить методичні рекомендації по проведенню уроків розв’язування розрахункових задач, типологію задач шкільного курсу, зразки розв’язків ускладнених розрахункових задач на узагальнюючих уроках в різних класах, задачі олімпіадного типу, які використовувалися на ІІ та ІІІ етапах Всеукраїнської олімпіади з хімії у різні роки та методичні рекомендації для проведення позакласної роботи при підготовці дітей до олімпіади. Для учителів хімії, учнів, які цікавляться хімією.
Рецензенти:
Стрільчик А.К., методист кафедри природничо-математичних
дисциплін Івано-Франківського ОІППО;
Мельник О.О., доцент Прикарпатського університету
Відповідальна за випуск Тодорів Люба Данилівна, завідувач районного методичного кабінету відділу освіти
Коректор Дзьоба Г.В. , методист районного методичного кабінету відділу освіти
Затверджено радою методичного кабінету
1 березня 2011 року, протокол №2.
© Тлумацький РМК, 2011
ЗМІСТ
Вступ…………………......................................................................... 6
Методика розв’язування розрахункових задач………………….. 7
Факультативний курс по розвязуванню розрахункових задач ... 8
Зразки уроків, факультативних занять розв’язування
розрахункових задач підвищеної складності………………………14
Розв’язування якісних задач……………………………………… 23
Зразки розв’язування олімпіадних задач………………………….. 24
Олімпіадні задачі для самостійного розв’язування………………51
Приведення газів до нормальних умов (н. у.) (теоретичні
відомості)…………………………………………………………….57
Відомості про авторів………………………………………………..58
Використана література……………………………………………...59
Вступ
Інтеграція України в європейський та світовий освітній простір викликала необхідність переглянути деякі підходи до навчання учнів. Згідно з Національною доктриною розвитку освіти у XXI столітті, «головна мета української системи освіти — створити умови для розвитку самореалізації кожної особистості України, формування покоління, здатного вчитися протягом життя, створювати і розвивати цінності громадянського суспільства».
Одним із пріоритетів державної політики в розвитку освіти є подолання прірви між освітою та життям, компетентнісне ставлення особистості до життя. Основними структурними компонентами навчальної діяльності учнів є:
• мотиваційний — ставлення до навчання;
• змістовий — відомі та нові знання, уміння,навички;
• процесуальний — способи виконання діяльності на різних рівнях складності.
Щоб мати можливість знайти своє місце в житті, учень сучасної школи повинен володіти певними якостями:
гнучко адаптуватися в життєвих ситуаціях;
самостійно і критично мислити;
грамотно працювати з інформацією (вміти збирати потрібні факти, аналізувати їх, висувати гіпотези для розв'язання проблем, робити необхідні узагальнення, зіставлення з аналогічними або альтернативними варіантами розв'язання, встановлювати статистичні закономірності, робити аргументовані висновки, використовувати їх для розв'язання нових проблем);
уміти самостійно працювати над розвитком особистого морального, інтелектуального, культурного рівня.
Однією з основних вимог сучасної школи є формування гнучкого, нестандартного мислення, притаманного творчій особистості. Одним із засобів для досягнення цього є розрахункові задачі.
Розрахункові задачі посідають особливе місце у вивченні хімії. Систематичне їх розв'язування сприяє свідомому засвоєнню хімічних знань, формуванню логічного мислення, розвитку розумових здібностей, навчає практично використовувати набуті теоретичні знання. Хімічні задачі сприяють формуванню системи конкретних уявлень, що необхідно для осмисленого сприйняття теоретичного матеріалу. Задачі, що включають певні хімічні ситуації, стають стимулом до самостійної роботи учнів над навчальним матеріалом, а в процесі розв'язування задач виховується працелюбність, цілеспрямованість, почуття відповідальності, наполегливості у досягненні поставленої мети. Під час розв'язування задач реалізуються міжпредметні зв'язки з фізикою, математикою, біологією, екологією та іншими навчальними дисциплінами. Найтісніший зв'язок знань і дій є основою формування різних прийомів мислення.
Методика розв’язування розрахункових задач
Систематичне розв'язування задач сприяє досягненню глибоких і міцних знань, свідомих і стійких умінь, сприяє розвиткові логічного мислення учнів.
Завдання учителя — переконати учнів, що головне в розв'язуванні задач полягає не в тому, щоб визначити, до якого типу належить задача і за яким зразком її розв'язувати, а розв'язок з пошуком своїх підходів до задачі з різних позицій.
Ефективним є поетапне формування в учнів уміння розв'язувати розрахункові задачі. Воно полягає в тому, що спочатку розбирають зразок задачі, форму запису. Потім учні повторюють показані дії. Наступним кроком є закріплення виконаних дій шляхом розв'язування аналогічних задач та обернених до них. Пізніше, коли учні навчилися розв'язувати типові задачі, починають етап розвитку вмінь, який реалізується шляхом розв'язування складніших (на кілька дій), комбінованих задач, розв'язування задач кількома способами.
Спочатку виробляють в учнів уміння розв'язувати прості задачі (проста — задача, під час розв'язання якої актуалізується один елемент знань і один спосіб дій), потім складні (складна — задача, під час розв'язання якої актуалізується кілька елементів умінь та способів дій) і наступним етапом є розв’язування комбінованих (комбінована — задача, під час розв'язання якої актуалізуються кілька різних елементів знань і способів дій).
Як було сказано вище, слід намагатися розв'язок задачі подати декількома способами, враховуючи мислення дітей. Наприклад:
Залізну пластинку, яка важить 100 г, занурили в розчин мідного купоросу. Коли пластинка вкрилась міддю, її промили, висушили і знову зважили. Її вага дорівнювала 101,3 г. Обчисліть, яка маса міді осіла на пластинці.
І спосіб
За умовою: Δ m = 101,3 г-100г = 1,3г
За рівнянням: Δ Мr = 64 г - 56 г = 8 г.
Згідно з рівнянням реакції, якщо в реакцію вступає 1 моль Fе, то маса пластинки збільшується на 8 г, записуємо:
Згідно з умовою: υ(Fе) = υ (Сu) =0,1625 (моль), тоді
m(Сu)= 0,1625 моль•64 г/моль = 10,4 г.
ІІ спосіб
Збільшення маси пластинки можна записати так:
Якщо в результаті реакції на пластинці осідає 64 г міді, то маса пластинки збільшується на 8 г:
64 г (Сu) - на 8 г
х г (Сu) — на 1,3 г
х = (64 г•1,3г): 8 г = 10,4г.
Відповідь: 10,4 г.
Факультативний курс по розв’язуванню розрахункових задач
До кожної теми чинної програми для середньої загальноосвітньої школи вказані типи розрахункових задач, але годин для їх розв'язування відведено обмаль. При можливості в школі потрібно проводити факультативний курс по розв’язуванні розрахункових задач.
Пропоновані розрахункові задачі для програми факультативного курсу диференціюються на рівні складності. Завдання, що включають перетворення органічних речовин та їх синтези, виходячи з простих речовин або з неорганічних і природних сполук, якісні задачі, дають змогу перевірити знання хімічних властивостей вивчених класів органічних і неорганічних сполук.
Складніші задачі вимагають творчого підходу, знань законів хімії, зв'язку теорії з практикою і важливі з точки зору свідомого, глибокого і міцного засвоєння основ хімії.
При розв'язування задач алгоритм дії може бути такий:
1. Уважно прочитайте умову задачі та запишіть скорочено умову, використовуючи при цьому загальновживані позначення величин.
2. Проаналізуйте задачу та складіть хімічні рівняння, зробіть його (їх) аналіз. Для цього:
а). Зробіть відповідні позначення над і під формулами речовин.
б). Осмисліть логічну послідовність дій та виберіть спосіб розв'язування.
3. Виконайте розрахунки в тих одиницях вимірювання, які задані умовою задачі, використовуючи по можливості формули або пропорції. Обчислення проводьте з точністю до 0,01.
4. Запишіть повну відповідь.
Розглянемо найбільш поширені типи розрахункових задач, якими слід розпочинати заняття факультативу і зразки таких задач (без розв’язків) для самостійного розв’язування.
1. Обчислення масової частки елемента в складі речовини за її хімічною формулою
1. Скільки кальцій карбонату міститься у 200 г вапняку, що містить
5 % домішок?
2. Масова частка халькозину, формула якого Сu2S, у мідній руді — 6,25 %. Яку масу міді можна одержати з такої руди масою 25 т?
2. Обчислення числа атомів (молекул) у певній кількості речовини
1. Обчисліть, скільки молекул води міститься в 5 моль цієї речовини.
2. Скільки атомів міститься у фосфорі кількістю речовини 0,25 моль?
3. Обчислення маси речовини за відомою кількістю і кількості речовини за відомою масою
1. Обчисліть молярну масу речовини А, якщо відомо, що 0,2 моль її мають масу 24 г.
2. При кімнатній температурі ртуть існує в рідкому стані, густина ртуті — 13,6 г/см3. Обчисліть кількість речовини ртуті, якщо її об'єм — 25 см3.
4. Обчислення маси, об'єму та кількості речовини за рівнянням реакцій
Який об'єм водню виділився внаслідок взаємодії з кислотою суміші 0,65 г цинкових і 0,54 г магнієвих ошурок?
5. Обчислення, пов'язані з молярним об'ємом газів
1. Обчисліть об'єм кисню (н. у). узятого в кількості 0,2 моль.
2. Обчисліть масу азоту, об'єм якого дорівнює 8,96 л (н. у).
3. Який об'єм водню потрібно взяти, щоб його маса дорівнювала масі 224 мл азоту?
6. Обчислення, пов'язані з відносною густиною газів
1. Густина деякого газу за воднем дорівнює 17. Обчисліть молярну масу газу та його густину за киснем.
2. Густина газу за повітрям дорівнює 1,52. Який об'єм займуть 10 г цього газу (н. у)?
3. За деяких умов густина пари сірки за повітрям дорівнює 8,83? Скільки атомів Сульфуру в молекулі сірки за цих умов?
7. Обчислення із застосуванням закону об'ємних відношень газів
1. Змішали 5 л хлору і 2 л водню. Який об'єм хлору залишився після реакції?
2. Який об'єм повітря, об'ємна частка кисню в якому становить 21 %, витратиться на спалювання бутану С4Н10 об'ємом 5 л?
3. Суміш із 4 л водню і 5 л кисню вибухнула. Утворену газову суміш привели до нормальних початкових умов, при цьому водяна пара конденсувалася. Обчисліть об'єм газу після реакції.
8. Обчислення за термохімічними рівняннями реакцій
1. Яка кількість тепла виділиться внаслідок згоряння 500 г вугілля. Термохімічне рівняння цієї реакції: С+О2=СО2; ∆Н= - 402кДж
2. Унаслідок розкладу кальцій карбонату масою 25 г поглинулося 45 кДж тепла. Складіть термохімічне рівняння розкладу кальцій карбонату.
9. Обчислення з використанням об'ємної частки газової суміші
1. Визначте густину за воднем газової суміші, що складається з аргону об'ємом 56 л і азоту об'ємом 28 л. Об'єми газів приведені до нормальних умов.
2. Підводники для дихання використовують «гелієве повітря» (суміш 1 об'єму кисню і 4 об'ємів гелію). Визначте відносну густину цієї суміші за повітрям і за воднем.
10. Обчислення з використанням понять, пов'язаних з розчинами
1. Яку масу солі натрій хлориду необхідно взяти для приготування 300 г 10%-го розчину?
2. До 120 г 15%-го розчину сульфатної кислоти додали 30 г води. Обчисліть масову частку сульфатної кислоти в новоутвореному розчині.
3. Хлороводень об'ємом 11,2 л розчинили в 73 мл води. Обчисліть масову частку хлороводню в розчині.
4. Амоніак, утворений у результаті взаємодії 112 л азоту з надлишком водню (н. у), розчинили в 5 л води. Обчисліть масову частку амоній гідроксиду в утвореному розчині.
5. Визначте маси розчинів з масовою часткою кислоти 10 і 90 %, які необ-хідні для приготування 160 г розчину з масовою часткою кислоти 30%.