Методический практикум по подготовке учащихся к олимпиаде по химии

Методический практикум

по подготовке учащихся к олимпиаде по химии

(методическая разработка)

Подготовила учитель химии

МКОУ СОШ №10 Ахмедова И.Р.

2014

Многие учителя в своей педагогической практике испытывают серьезные затруднения, сталкиваясь с проблемами развития школьников.

В большинстве исследований процесс развития умственных способностей школьников рассматривается на уроках. Однако известно, что формирование приёмов умственных действий происходит и на других занятиях со школьниками. Так, подготовка к олимпиаде – это большая система особой методической работы учителя, значительное место в которой занимает развитие школьников. Задачи по химии традиционно подразделяют на две группы: качественные и расчетные (количественные), кроме того задачи бывают комбинированные.

Качественные задачи:

Объяснение экспериментальных фактов;

Распознавание веществ;

Получение новых соединений;

Предсказание свойств веществ, возможности протекания реакции, описание, объяснение явлений;

Разделение смеси веществ.

Количественные задачи:

Расчеты состава смеси (массовый, объемный и мольный проценты);

Расчеты состава раствора (способы выражения концентрации, приготовление растворов заданной концентрации);

Расчеты с использованием газовых законов (закон Авогадро, уравнение Клайперона-Менделеева); выведение химической формулы вещества;

Расчеты по химическим уравнениям (стехиометрические соотношения);

Расчеты с использованием законов химической термодинамики (закон сохранения энергии, закон Гесса);

Расчеты с использованием законов химической кинетики (закон действующих масс, уравнение Аррениуса).

    Методические требования к олимпиадным задачам:

- Содержание задачи должно опираться на примерную программу содержания ВОШ соответствующего класса.

- Для успешного решения задачи необходимо умение учащихся логически мыслить, иметь химическую интуицию.

- Задачи должны нести познавательную нагрузку.

- В задачи нужно включать вопросы качественного и количественного характера, чтобы задачи стали комбинированными, желательно содержание материала из смежных дисциплин.

- Задачи и вопросы желательно составлять и формулировать оригинально.

- Условие должно быть сформулировано четко.

- Текст задачи не должен быть громоздким.

- Вопросы задачи формулируются четко, на их основе строится система оценивания задачи.

   Практические навыки, необходимые для решения экспериментальных задач

   Формирование у учащихся исследовательских умений базируется на выполнении правил техники безопасности и навыках работы в лаборатории:

Взвешивание веществ с заданной точностью.

Измерение объемов жидкостей.

Приготовление растворов с заданной концентрацией.

Нагревание на спиртовке, газовой горелке, с помощью колбонагревателя.

Измельчение веществ.

Фильтрование.

Сушка, очистка газов и т.д.

    Важно знакомство с посудой, умение ее мыть. Эти навыки являются основой, без которой невозможно успешно выполнить эксперимент.

    На первом и втором этапах проведение экспериментального тура связано с методическими трудностями проведения этого тура.

   Тактика и стратегия подготовки и участия в олимпиадах

   Подготовка к участию в олимпиаде – это большая творческая работа учителя и ученика. До ученика необходимо довести систему олимпиад, показать, что их ждет в случае победы в олимпиаде, разбудить в ученике честолюбие, но не гордыню. Ученики, способные решать олимпиадные задачи, зачастую обладают завышенным самомнением. Таких ребят нужно привлекать для помощи отстающим.

    Для начала одаренным ребятам нужно предлагать для чтения интересную научно-популярную литературу, разрешать самим проводить простые химические опыты. Затем планируются внеурочные занятия. Можно предложить ученику составить олимпиадные задания для других. На занятиях обращать внимание на типичные ошибки при разборе заданий.

    Организационно-методическая работа учителя-наставника

    Для подготовки ребят к олимпиадам учитель-наставник подбирает задания и составляет план работы; определяет тематику каждого занятия. Для этого необходимо иметь материалы олимпиад различного уровня прошлых лет, вузовские учебники и учебники для углубленного изучения химии, специализированную литературу.

    Учитель готовит задания первого (школьного) этапа. Задачи обсуждаются на школьных и городских методических объединениях. Постепенно у учителя накапливается картотека олимпиадных заданий.

    Важная часть работы – это выработка системы оценивания. Основа здесь – поэлементный анализ. С выбором элементов оценивания возникают сложности, так как задания носят творческий характер и путей получения ответов может быть несколько. Система оценок должна быть гибкой и сводящей к минимуму субъективность проверки.

   После проведения школьного этапа учитель разбирает с ребятами задания и ошибки, допущенные каждым на олимпиаде.

Классификация олимпиадных задач

1. Содержание олимпиадных задач можно разделить по пяти основным блокам.

1) Неорганическая химия: основные классы (оксиды, кислоты,

основания, соли); свойства и синтез неорганических соединений;

номенклатура;

периодический закон и периодическая система (ос‑

новные закономерности в изменении свойств элементов и их соединений); кристаллические структуры и т.д.

2) Органическая химия: основные классы органических соединений(алканы, циклоалканы, алкены, алкины, арены и гетероциклы, галогенпроизводные, спирты и фенолы, карбонильные соединения, карбоновые кислоты и их производные – сложные эфиры, ангидриды, галогенангидриды, амиды, нитрилы, азотистые основания); номенклатура; изомерия; свойства и синтез органических соединений.

3) Физическая химия: строение атома; химическая связь; законо-

мерности протекания химических реакций (основы химической термодинамики и кинетики).

4) Аналитическая химия: качественный и количественный анализ.

5) Биохимия: аминокислоты и пептиды, белки, жирные кислоты и жиры, ферменты, углеводы.

Выделение именно этих пяти блоков оправдано системой химии как науки. Это тот фундамент, на котором базируется все химическое знание.

Содержание выделенных блоков по-разному распределяется в задачах для различных классов и для разных этапов олимпиады.

В задачи 9-го класса, как правило, входят неорганическая, аналитическая и физическая химия. В задачах 10-го класса появляется органическая химия. В задачах 11-го класса представлены все содержательные блоки.

Отметим, что содержание каждого блока для 9–11-х классов отличается. Возрастают объем и глубина охвата материала каждого блока. Так, для 9-го класса из физической химии достаточно уметь применять закон Гесса и следствия из него для термохимических расчетов, для 11-го класса необходимо уметь использовать термоди- намические параметры для расчета констант равновесия и свободной энергии.

Немаловажную роль при разработке олимпиадных задач играют межпредметные связи. Нельзя рассматривать химию в отрыве от других естественных наук. В различных областях химии необходимы знания по физике, биологии, геологии, географии и, конечно же, математике. Введение в содержание заданий материала из других наук ни в коем случае не умаляет их «химичности», а, напротив, способствует расширению кругозора участников олимпиады, осознанию ими места химии в современном естествознании, творческому развитию химических знаний школьников. Такие «межпредметные» задачи усиливают химическую составляющую и показывают тесную

взаимосвязь естественных наук.

Следует подчеркнуть, что обладать знаниями – значит уметь их применять, мыслить. Поэтому при подготовке к олимпиаде необходимо уделять значительное внимание развитию навыков мыслительной деятельности, а не запоминанию фактологического материала. Развитие у учащихся мышления позволит им легко ориентироваться в новых для них теориях и фактах. Рассмотрим это на разборе следующих заданий

Тактика и стратегия решения олимпиадных задач с «цепочками».

Для того чтобы правильно решить любую задачу на составление

уравнений реакций согласно схеме, необходимо:

1) проставить цифры под или над стрелками – пронумеровать уравнения реакций, обратить внимание, в какую сторону направлены стрелки в цепочке превращений;

2) расшифровать представленные буквами, свойствами или брутто-формулами вещества (ответ должен быть мотивированным, т.е. необходимо не просто записать формулы расшифрованных соединений, а дать подробные объяснения расшифровки);

3) записать (под соответствующими номерами) все уравнения реакций;

4) внимательно проверить, правильно ли расставлены коэффициенты;

5) написать условия протекания реакций, если это необходимо.

Задача . Дана схема превращений:

Cu2OX1CuSO4X2Cu2O

Напишите уравнения реакций, обозначенных стрелочками. На-

зовите неизвестные вещества.

Р е ш е н и е

Определение неизвестных веществ. CuSO4 можно получить рас‑

творением Cu, CuO или Cu2O в серной кислоте. Сu2O не подходит,

т.к. это вещество уже имеется в цепочке. Таким образом, первые две

реакции могут быть следующие:

1) 2Cu2O + O2 = 4CuO (Х1 = CuO);

2)СuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O.

Или:

1)Сu2O = Cu + СuO

или Сu2O + H2 = Cu + H2O (Х1 = Cu);

2) Cu + 2H2SO4 (конц.) = СuSO4 + SO2 + 2H2O.

Известно, что свежеприготовленный гидроксид меди(II) окисляет

альдегиды. В результате реакции получается оранжевый осадок Cu2O.

Следовательно, Х2 – Сu(OH)2.

3) CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Cu(OH)2;

4) 2Cu(OH)2 + R–CHO = R–COOH + Cu2O + 2H2O

или

RCHO + NaOH + 2Cu(OH)2 = RCOONa + 3H2O + Cu2O.

Ответ. X1 – это или медь, или оксид меди(II); X2 – это гидроксид

меди(II) свежеприготовленный.

Задачи с решениями.

9 класс

Задача 1

Какой объем кислорода необходим для сгорания 3 л смеси аммиака и водорода, плотность которой по воздуху равна 0,12? Объемы измерены при одинаковых условиях.

Относительная молекулярная масса смеси: 29*0,12 = 3,48

Находим долю каждого газа в смеси: 17х + 2(1-х) = 3,48 . Из этого уравнения рассчитываем долю аммиака – 0,1 и долю водорода – 0,9 .

Следовательно, в смеси было 0,3 л аммиака и 2,7 л водорода

Уравнения горения газов:

0,3 л 0,225 л

4NH₃ + 3O₂  2N₂ + 6H₂O

4 л 3 л

2,7 л 1,35 л

H₂ + 0,5O₂  H₂O

По этим уравнениям находим общий объем кислорода: 0,225 + 1,35 = 1,575 (л).

Какой объем воздуха необходим для сгорания 10 м³ смеси пропана (С₃Н₈) и водорода, плотность которой по гелию равна 9,95? Объемы измерены при одинаковых условиях.

Относительная молекулярная масса смеси: 4*9,95 = 39,8

Находим долю каждого газа в смеси: 44х + 2(1-х) = 39,8 . Из этого уравнения рассчитываем долю пропана – 0,9 и долю водорода – 0,1 .

Следовательно, в смеси было 9 м³ пропана и 1м³ водорода

Уравнения горения газов:

0,9м³ 4,5м³

С₃Н₈ + 5O₂  3CO₂ + 4H₂O

0,1м³ 0,05м³

H₂ + 0,5O₂  H₂O

По этим уравнениям находим общий объем кислорода: 4,5 + 0,05 = 4,55 (м³).

Воздуха необходимо в 5 раз больше: 4,55*5 = 22,75 (м³).

Задача 2

В трех склянках без надписей находятся растворы следующих веществ: едкого натра, фторида калия и нашатыря. Как с помощью одного реактива определить эти растворы? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде, укажите признаки их протекания.

Растворы:NaOH (каустическая сода), KF,NH₄Cl (нашатырь).

Реактив – раствор AgNO₃. Уравнения реакций:

2NaOH + 2AgNO₃ = 2NaNO₃ + Ag₂O + H₂O (Ag₂O -бурый осадок)

2Na⁺ + 2OH^- + 2Ag⁺ + 2NO₃^- = 2Na⁺ + 2NO₃^- + Ag₂O + H₂O

2OH^- + 2Ag⁺ = Ag₂O + H₂O

KF + AgNO₃ = реакциянеидет

NH₄Cl + AgNO₃ = Ag Cl + NH₄ NO₃ (Ag Cl - белыйосадок)

NH₄⁺ + Cl^- + Ag⁺ + NO₃^- = Ag Cl + NH₄⁺ + NO₃^-

Cl^- + Ag⁺ = AgCl

В трех склянках без надписей находятся растворы следующих веществ: азотной кислоты, ляписа и аммонийной селитры. Как с помощью одного реактива определить эти растворы? Напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде и укажите их признаки.

Растворы:HNO₃,AgNO₃ (ляпис) , NH₄NO₃ (аммонийная селитра).

Реактив – раствор КОН. Уравнения реакций:

HNO₃ + КОН = КNO₃ + H₂O (нет видимых изменений)

Н⁺ + NO₃^- + К⁺ + OH^- = К⁺ + NO₃^- + H₂O

Н⁺ + OH^- = H₂O

2AgNO₃ + 2КОН = Ag₂O↓ + H₂O + 2КNO₃

2Ag⁺ + 2NO₃^- + 2К⁺ + 2OH^- = Ag₂O↓ + H₂O + 2К⁺ + 2NO₃^-

2Ag⁺ + 2OH^- = Ag₂O↓ + H₂O

NH₄ NO₃ + КОН = КNO₃ + NH₃ + H₂O

NH₄⁺ + NO₃^- + К⁺ + OH^- = К⁺ + NO₃^- + NH₃↑ + H₂O

NH₄⁺ + OH^- = NH₃↑ + H₂O

10 класс

Задача 1

Расшифруйте схему превращений. Вещества A-E – основные продукты реакций.

Основными определяющими факторами выбора того или иного продукта при замещении являлись: типы заместителей (ориентация) и их размеры (стерический фактор). Возможны альтернативные варианты решения при наличии строгого обоснования.

Расшифруйте схему превращений. Вещества A-E – основные продукты реакций.

Основными определяющими факторами выбора того или иного продукта при замещении являлись: типы заместителей (ориентация) и их размеры (стерический фактор). Возможны альтернативные варианты решения при наличии строгого обоснования.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/359926-metodicheskij-praktikum-po-podgotovke-uchasch