Задачи в школьном курсе химии

мышления и т.д.

Включение задач в учебный процесс позволяет реализовать следующие дидактические принципы обучения:

1. Обеспечение самостоятельности и активности учащихся.

2. Достижение прочности знаний и умений.

3. Осуществления связи обучения с жизнью.

учащихся;

Задачи:

- способствуют формированию системы конкретных представлений, необходимых для осмысленного восприятия материала;

- стимулируют самостоятельную работу обучающихся над учебным материалом – отсюда общепринятое в методике обучения химии мнение, что мерой усвоения материала следует считать умение использовать полученные знания при решении различных задач;

- воспитывают трудолюбие, целеустремленность;

- развивают чувство ответственности, упорство, настойчивость в достижении поставленной цели.

и углубить знания о веществах и их превращениях; в) применять теоретические знания на практике;
г) развивать логическое мышление.

Типы экспериментальных задач

Аналитические – задачи, относящиеся к качественному анализу (вооружают учащихся знаниями о составе, строении и свойствах веществ)

Синтетические – задачи на получение веществ (обучающиеся приобретают умения получать вещества и выделять их в чистом виде)

Конструкторские – задачи на конструирование приборов (формируют умения конструировать приборы для получения веществ с различными свойствами)

основания, соли (распознаются с помощью индикаторов);
б) распознавание веществ по их качественным реакциям;
в) доказательство того, что данному веществу соответствует приведенная химическая формула.

Методами решения аналитических задач является составление алгоритма или плана решения.
Выделяют следующие методы:
определение веществ одним реактивом;
определение путем попарного сливания растворов;
определение путем выбора группы реактивов.

количеству или массе веществ.

1. Получение вещества по известным исходным веществам (чаще двум).

Получить 100 грамм медного купороса из оксида меди и серной кислоты.

Ход решения:
Рассчитать количества оксида меди и серной кислоты.

Продумать алгоритм выполнения ряда операций для получения медного купороса, а именно:
ориентируясь на расчеты, взять для осуществления реакции избыток оксида меди;

2) переместить исходные вещества в термостойкий стакан и нагреть;

3) избыток оксида меди отфильтровать;

4) фильтрат перенести в чашечку для выпаривания и осторожно выпарить;

5) CuSO4 высушить с помощью фильтровальной бумаги и взвесить;

гидроксид меди (II) из оксида меди (II).
Ход решения:
продумать какие химические реакции будут лежать в основе
получения гидроксида меди, то есть составить схему
превращений: CuO → CuCl2 → Cu(OH)2;
2) подобрать к каждой реакции реагенты;
3) определить условия проведения реакций;
4) произвести необходимые расчеты;
5)составить алгоритм выполнения задачи
(подобно предыдущей) и осуществить его.

3. Получение вещества, если исходные не даны.
Учащиеся самостоятельно выбирают исходные вещества, продумывают условия протекания реакций, составляют алгоритм решения задачи и проводят эксперимент.

на конструирование приборов очень важно ознакомить учащихся с основными принципами проектирования химического прибора: установление зависимости конструкции прибора от его назначения, свойств исходных и получаемых веществ, условия протекания химических реакций, количества используемых и получаемых веществ, их агрегатного состояния и материала, из которого должен быть изготовлен прибор.

Конструкторские задачи

состава;
законе постоянства количественных соотношений при химических реакциях.

Расчетные задачи

Расчетные задачи делят на три группы:
расчеты по химическим формулам;
расчеты по химическим уравнениям;
расчеты для приготовления растворов и определения их концентрации.

ω – массовая доля элемента, х - число атомов элемента в веществе,
Ar – относительная атомная масса элемента.

4. Определение формулы вещества по массовым долям элементов.

5. Определение относительной плотности газов по их относительным молекулярным массам (D = Mr1/Mr2).

6. Вычисление относительной молекулярной массы по относительной плотности газа по известному газу.

1. Расчет относительной молекулярной массы вещества (Mr).

3. Вычисление массовой доли элементов (в процентах):

где М – молярная масса в г/моль, ν – количество вещества в молях.

8. Определение истиной формулы вещества по массовым долям элементов, относительной плотности или данным количественного анализа.

9. Расчет числа частиц (N) по массе, объёму или количеству вещества: N = NA ν, где N – число структурных единиц,
NA – число Авогадро.

10. Определение массы газообразного вещества по его объёму:
ν = V/VA; m = Mr·V/VA, где V – объём газа, VA – молярный объем газа при н.у., равный 22,4 л/моль.

11. Определение объёма газообразного вещества по его массе.

получаются вещества.

Определить массовые соотношения, в которых реагируют хлорид натрия и нитрат серебра и получаются продукты данной реакции.

Решение:

m(NaCl):m(AgNO3):m(NaNO3):m(AgCl) = 58,5:170:85:143,5
m(NaCl):m(AgNO3):m(NaNO3):m(AgCl) = 0,585:1,7:0,85:1,435 и т.д.

для получения заданного количества или массы продукта реакции.

Рассчитайте массу хлорида натрия и нитрата серебра, необходимых для получения 7,125 г хлорида серебра.

Решение:

1 моль 1 моль 1 моль 1 моль

ν(AgCl) = ν(NaCl) = ν(AgNO3) = 0,05 моль

m(NaCl) = 0,05 моль · 58,5 г/моль = 2,825 г

m(AgNO3) = 0,05 моль ·170 г/моль = 8,5 г

3. Вычисление массы или количества продукта реакции, полученное из заданного количества или массы одного из исходных веществ.

Такой тип задач решается аналогично предыдущим, так как по условию является обратным предыдущим задачам.

или количества вещества продукта реакции, которое получается из определенного количества или массы исходных веществ).

Рассчитать массу хлорида серебра, если для реакции были взяты 6 г хлорида натрия и 17 г нитрата серебра.

Решение:

1 моль 1 моль 1 моль 1 моль

Определим, какое из исходных веществ находится в недостатке:
0,102моль>0,1моль, следовательно, AgNO3 находится в недостатке.

Определим массу хлорида серебра: ν(AgCl)=ν(AgNO3)=0,1моль
m(AgCl) = 143,5г/моль·0,1 моль = 14,3 г.

теоретическому выходу.

Рассчитать выход хлорида серебра в процентах к теоретическому, если для реакции было взято 5,85 г хлорида натрия, а в результате был получен осадок хлорида серебра массой 13 г.

Решение:

1 моль 1 моль 1 моль 1 моль

Рассчитаем массу хлорида серебра (теоретическую), которая получится в результате реакции, если выход составит 100%: ν(AgCl) = ν(NaCl) = 0,1моль
m(AgCl) = 143,5г/моль· 0,1моль = 14,35г.

Рассчитаем выход в процентах к теоретическому:

или исходных веществ, если известен выход продукта реакции в процентах к теоретическому.

Такой тип задач решается аналогично предыдущей, так как по условию является обратным предыдущей задачи.

7. Расчеты по термохимическим уравнениям.
По термохимическому уравнению рассчитывается количество выделившейся теплоты по известному тепловому эффекту и количеству одного из компонентов реакции, или составляется термохимическое уравнение по количеству одного из компонентов реакции и количеству выделившейся теплоты.
В основе расчетов лежит закон Гесса

8,96 л (н.у.), если тепловой эффект реакции образования хлороводорода из 1моль хлора и 1 моль водорода равен
184 кДж/моль.

Решение:
Составим термохимическое уравнение:

H2 + Cl2 = 2HCl + 184кДж/моль

Определим количество образовавшегося хлороводорода:

Определим количество теплоты выделившейся при образовании хлороводорода:

для приготовления растворов заданной концентрации (массовой доли) растворенного вещества.

2. Нахождение массовой доли растворенного вещества по известным массам раствора и растворенного вещества.

Для решения таких задач можно воспользоваться формулой:

где: ω – массовая доля растворенного вещества;
mв – масса растворенного вещества;
m р-ра – масса раствора.

раствора, если известен объем раствора и масса растворенного вещества.

4. Определение количества или массы растворенного вещества по известной молярной концентрации и объему раствора.

Для решения задач можно воспользоваться формулой:

где: СМ – молярная концентрация, моль/л;
ν – количество вещества;
V – объем в литрах.

видов расчётов.

Усложненные задачи, кроме нескольких видов расчётов, рассчитаны на применение теоретических знаний и использование их в новых ситуациях.

Для выполнения большинства расчётов следует использовать уже имеющиеся навыки по:
решению пропорций;
составлению алгебраических уравнений с одним неизвестным (алгебраический способ);
приведению к единице;
графическое решение задач.

между количествами веществ;
составление пропорции и её решение.

Задачи с прямо пропорциональной зависимостью.

Сколько необходимо взять едкого натра для приготовления 500 г 10 %-ного раствора.

Решение:
 Прямая пропорция:
ω:100% = mв-ва : mр-ра
10%:100% = х:500; х = 50 (г).

необходимого для приготовления 500 г 20 %-ного раствора.

Решение:
Определяем зависимость (обратная), чем больше разбавляем раствор, тем меньше его концентрация:
ω1: ω2 = m2: m1,
где: ω1 – массовая доля 90 %-ного раствора; m1 – его масса.

логических рассуждений и приучает использованию математических знаний.

Алгебраическим способом могут решаться следующие типы задач:
На приготовление растворов заданной концентрации путем смешения растворов других концентраций.
На вычисление содержания изотопа в элементе.
Определение состава двухкомпонентной смеси (по массе или по объёму).

15 %-ов путем смешения растворов с массовыми долями
7,5 %-ов и 60 %-ов. Найдите массы смешиваемых растворов.

Решение:

Введем следующие обозначения:
х - масса раствора с массовой долей 7,5 %-ов;

(350-х) - масса раствора с массовой долей 60 %-ов;

0,075 х - масса H2SO4 в растворе с массовой долей 7,5 %-ов;

0,6·(350-х) - масса H2SO4 в растворе с массовой долей 60 %-ов;

350·0,15 - содержание серной кислоты в полученном растворе.

Составим уравнение:
0,075х + 0,6· (350-х) = 350·0,15
х = 300 г; 50 г – масса раствора с массовой долей 60 %-ов.

34,5 г сульфата бария. Сколько граммов сульфатов калия и натрия содержалось в смеси?

Решение:
Расчет можно вести не по уравнениям, а по схемам:

K2SO4 → BaSO4 Na2SO4 → BaSO4

Мr(K2SO4)=174 г/моль; Мr(BaSO4)=233 г/моль; Мr(Na2SO4)=142 г/моль.

х – количество K2SO4;
у - количество Na2SO4;

(х+у) – количество BaSO4;

174·х – масса K2SO4,
142·у – масса Na2SO4,

233(х+у) – BaSO4.

Составим систему уравнений:
174х + 142у = 24,5,
233(х+у) = 34,95.

х=0,1; m(K2SO4)=17,4 г; m(Na2SO4)=7,1 г.

состава химических формул.

В состав вещества входят 30,7 % калия, 25,2 % серы и 44 % кислорода. Вывести формулу этого соединения.

Решение:
Условная формула – KxSyOz , соотношения атомов:

0,785:0,781:2,7 =1:1:3,5=2:2:7

Искомая формула: K2S2O7.

KCl; 34,2% MgCl2; 38,9% H2O.

Решение:

0,36:0,36:2,16=1:1:6

Формула минерала: KCl·MgCl2·6H2O.

веществ, на концентрацию растворов, на энергетику химических реакций.

Определить массу растворенного вещества в:
а) 80 г раствора; б) в 60 г раствора с массовой долей 40 % .

Зависимость массы растворенного вещества от массы раствора и концентрации прямо пропорциональная.
Построить график линейной функции
mв= f(mр-ра).
Рассчитаем массу растворенного вещества
в 60 г раствора с массовой долей 40%: mв=0,4·60= 24 (г).
На графике откладываем эту точку и соединяем её с началом координат, по графику можно найти массу вещества при любой массе раствора

задается:
указанием класса вещества;
через массовые доли элементов
в веществе;
через мольные доли элементов
в веществе;
через количества продуктов
сгорания реакции, в которой
участвует искомое вещество.

5 л кислорода
Выделяется 4 л углекислого газа и 2 л паров воды. Найдите формулу
соединения.
Задача. Какова формула углеводорода, имеющего плотность (при н. у.)
1,97 г/л, если при сгорании 4,4 г его в кислороде образуется 6,72 л
углекислого газа и 7,2 г воды?
Задача. При сжигании 0,46 г органического вещества было получено
0,88 г оксида углерода ( IV) и 0,54 г воды. Плотность паров вещества
По водороду равна 23. Найдите формулу вещества.

по уравнению А+2В=АВ2 и определите, во сколько раз увеличится скорость этой реакции, если концентрацию вещества А увеличить в два раза.

Решение:
Согласно закону действующих масс, скорость реакции равна: V=k·CA · CB2. После увеличения концентрации вещества А в два раза: V1=k·2CA· CB2, поэтому V1/V=2, т.е. скорость реакции возрастёт в два раза.

Во сколько раз увеличится константа скорости химической реакции при повышении температуры на 40ОС, если γ = 3,2?
Решение:
Согласно правилу Вант-Гоффа:

= γ Δt/10 = 3,240/10 = 3,24 = 105.

и 0,2 моль/л. После установления равновесия равновесная концентрация вещества АВ2 оказалась равной 0,16 моль/л. Определите константу равновесия гомогенной реакции А2 + 2 В2 ↔2 АВ2

Решение:
В выражении константы равновесия K=

входят значения равновесных концентраций веществ.
По уравнению реакции на образование 0,16 моль/л АВ2 израсходовалось 0,16/ 2 = 0,08 моль/л А2 и 0,16 моль/л В2.
[A2] = 0,5 – 0,08= 0,42 моль/л., [B2] = 0,2 – 0,16= 0,04 моль/л.

К =