Презентация по методики обучения химии Реализация химического компонента в различных профильных классах

Выполнила студентка 1 курса ФЕНО Магистерская программа «Химическое образование» Гамбург Маргарита Викторовна Специфика обучения химии в БОУ СОШ № 77

Общие сведения Полное наименование образовательного учреждения, год его создания: бюджетное общеобразовательное учреждение города Омска «Средняя общеобразовательная школа № 77», 1971 год создания. Уровни образования: • 1 - 4 кл. - начальное общее • 5 - 9 кл - основное общее • 10 - 11 кл - среднее общее. Численность обучающихся на 01.09.2015: • 1 - 4 кл. - 286 • 5 - 9 кл - 366 • 10 - 11 кл -88. Всего - 740 учащихся. Профили обучения: • Физико-математический • Социально-гуманитарный • Социально-экономический

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Физико-математический класс Вариативная составляющая курса химии для физико-математического класса состоит из физического и математического компонентов Физический компонент Математический компонент 1. Использование физических законов и теорий при объяснении химического материала. 2. Установление взаимосвязи между физическими и химическими методами исследования. 3. Решение химических задач с опорой на знание физики. 4. Применение физических величин и выявление функциональных взаимосвязей между ними 1. Использование математических методов при обосновании химических законов и теорий. 2. Применение метода математических доказательств. 3. Изучение геометрии молекул и ее влияния на свойства веществ. 4. Решение химических задач с использованием математических уравнений, систем уравнений и графиков. 5. Использование химических теорем и их доказательств. 6. Иллюстрация химических закономерностей графиками

Физический компонент 1. Использование физических законов и теорий при объяснении химического материала. Общие объекты изучения: вещество, его строение и свойства, единые законы и теории: атомно-молекулярное учение, закон сохранения массы и энергии, законы электролиза, учение о строении атома и строении вещества и др. На уроках химии используются знания полученные в курсе физики. Механизм электролитический диссоциации Вода относится к группе полярных растворителей. Полярные растворители характеризуются значительной величиной диэлектрической проницаемости , показывающей, во сколько раз ослабляется сила взаимодействия между заряженными телами в данной среде по сравнению с вакуумом. Диэлектрическая проницаемость воды равна 81. Следовательно, в воде происходит ослабление силы взаимодействия заряженных тел в 81 раз. Полярные молекулы воды будут ориентироваться определенным образом, взаимодействуя электрическими зарядами с наружными ионами кристалла. Затем произойдет сцепление молекул воды с соответствующими ионами. Разрушение кристалла связано с ослаблением сил взаимодействия между ионами и тепловым движением молекул воды. Очевидно, чем выше температура воды (т.е. чем больше ее внутренняя энергия), тем быстрее будет растворяться ионный кристалл. В отдельных случаях энергии молекул воды может не хватить, чтобы разорвать связи между ионами в кристалле. Такие вещества практически нерастворимы в воде.

Физический компонент 2. Установление взаимосвязи между физическими и химическими методами исследования.  Превращение энергии химической реакции в другие виды энергии (в механическую работу) Из аппарата Киппа подаем углекислый газ, который через стеклянную трубку поступает в колбу. Колба закрыта пробкой, в которую вставлены две стеклянные трубки: одна – чуть ниже пробки, другая – до дна колбы. Через короткую трубку в колбу поступает углекислый газ. В колбе находится вода (ее можно подкрасить). Углекислый газ, поступающий в колбу, вытесняет воду, она поднимается по второй стеклянной трубке и направляется на лопасти вертушки, заставляя ее вращаться.

Физический компонент 3. Решение химических задач с опорой на знание физики.  З а д а ч а. Рассчитать массу каменного угля, который необходимо сжечь, чтобы расплавить серый чугун массой 1 т, взятый при температуре 50 °С. Тепловая отдача шахтной печи (вагранки) (кпд) 60%. Решение 1. Вычисляем количество теплоты, необходимой для нагревания чугуна до температуры плавления: Q1 = С•m(t2 – t1) = 540•1000•(1300 – 50) = 675•106 Дж. 2. Вычисляем количество теплоты, необходимой для плавления чугуна: Q2 = •m = 0,46•105•1000 = 46•106 Дж. 3. Определяем суммарную теплоту: Q = Q1 + Q2 = 675•106 + 46•106 = 721•106 Дж = 721•103 кДж. Определяем количество теплоты с учетом потерь (кпд): Q = 721•103/0,6 = 1201•103 кДж. 4. Находим массу угля, необходимого для получения данного количества теплоты: х = 1201•103•12/393,5 = 36,4•103 г = 36,4 кг. Ответ. Для плавления чугуна массой 1 т потребуется каменный уголь массой 36,4 кг.

Математический компонент 1. Использование математических методов при обосновании химических законов и теорий.  Обоснование равного числа молекул в 1 моль различных веществ. Из курса физики известно, что масса данного количества вещества равна произведению массы молекулы (m0) на число молекул (N): m = m0•N. Найдем отношение масс двух веществ: m1/m2 = m0•N1/(m0•N2). Поскольку m0/m0 = М1/М2, где М – молярная масса, то т1/т2 = М1•N1/(М2•N2). Следовательно,М1•N1/m1 = М2•N2/m2. Отсюда очевидно, что отношение произведения молярной массы на число молекул, составляющих некоторую массу m, к величине этой массы есть величина постоянная: М•N/m = соnst. Масса вещества равна: m = •M, где  – количество вещества, тогда N/ = соnst (молекул/моль). Смысл данной записи однозначен – в 1 моль любого вещества содержится одинаковое число структурных единиц (молекул, атомов и др.).

Математический компонент 2. Применение метода математических доказательств.  На уроке можно использовать дедуктивный метод доказательства (от тезиса к демонстрации) и индуктивный (от демонстрации к тезису). И н д у к т и в н ы й  м е т о д 1. Са 1s22s22р63s23р64s2, 2Са + О2 = 2СаО, Са + Сl2 = СаСl2, Са + Н2SО4 = СаSО4 + Н2, Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2. 2. Са0 – 2е = Са2+. 3. Кальций – типичный активный металл, сильный восстановитель. Д е д у к т и в н ы й  м е т о д 1. Карбоксильные соединения являются слабыми органическими кислотами:

Математический компонент 3. Изучение геометрии молекул и ее влияния на свойства веществ  Объяснение непредельного характера циклопропана и циклобутана и проявление предельного характера у циклопентана на основании теории напряжения связей А.Байера. В циклопропане угол между химическими связями  = 180°/3 = 60° , где 180° – сумма углов треугольника, в данном случае равностороннего. Все три атома углерода, как это и возможно для трех точек, находятся в одной плоскости. Отклонение направления связей от нормального тетраэдрического составляет величину :  = (109°28 – )/2 = (109°28 – 60°)/2 = 24°44. За счет этого молекула циклопропана обладает повышенным запасом энергии (напряжением связей) и легко вступает в реакции присоединения, раскрывая свой цикл, что сопровождается образованием молекулы с тетраэдрической направленностью связей. Рассчитаем величину  для циклопентана (заметим, что один из атомов углерода находится вне плоскости цикла). Внутренний угол правильного многоугольника равен:  = 2d•(n – 2)/n, где n – число сторон, а d = 90°,  = 2•90°•(5 – 2)/5 = 108°,  = (109°28 – 108°)/2 = 0°44. Отклонение от нормального валентного угла для пятичленного кольца незначительно, поэтому циклопентан преимущественно вступает в реакции замещения, как предельные углеводороды.

Математический компонент 4. Решение химических задач с использованием математических уравнений, систем уравнений и графиков.  З а д а ч а. К раствору, содержащему соль массой 8,2 г, добавили избыток раствора щелочи, в результате выпал осадок гидроксида металла массой 3,7 г. Определите формулу соли, которая находилась в растворе, если это хлорид или нитрат щелочно-земельного металла. Решение Искомые величины – молярные массы катиона металла M(М2+) и аниона М(А–), из которых состоит соль. Составим уравнение реакции в условном виде: МА2 + 2ОН– = М(ОН)2 + 2A–. Составим алгебраическое уравнение, полагая, что количество вещества соли, вступившей в реакцию, равно количеству вещества гидроксида металла, выпавшего в осадок: n(МА2) = n (М(ОН)2). Отсюда m(MA2)/M(MA2) = m(М(ОН)2)/M(М(ОН)2), 8,2/(М(М2+) + 2М(А–)) = 3,7/(М(М2+) + 2•17). Следовательно, М(А–) = 37,7 + 0,6М(М2+). Определим состав соли. Поскольку М(М2+) >, 0, то М(А–) >, 37,7 г/моль. Следовательно, анион не хлорид, а нитрат, М(NO3–) = 62 г/моль. Подставляя это значение в уравнение, найдем М(М2+) = 40 г/моль. Итак, искомый металл – кальций. Ответ. В растворе находился нитрат кальция Са(NO3)2.