Методические рекомендации для студентов по выполнению внеаудиторной самостоятельной работы по химии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

«САМАРСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ

ВНЕАУДИТОРНОЙ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
ПО ХИМИИ

Самара

2019 г.

Разработчик: Е.Н.Григоревская, преподаватель ГАПОУ «СаМеК»

Методические рекомендации для студентов по выполнению внеаудиторной самостоятельной работы по предмету «Химия» предназначены для студентов 1 курса. Методические рекомендации являются частью образовательной программы ГАПОУ «СаМеК» в соответствии с требованиями ФГОС СПО и рабочей программы по предмету Химия

В методических рекомендациях разработаны различные виды самостоятельной внеаудиторной работы, даны указания по их выполнению, составлены задания и определены формы контроля.

Пояснительная записка

Методические рекомендации по выполнению внеаудиторной самостоятельной работы по предмету «Химия» предназначены для студентов 1 курса программы подготовки квалифицированных рабочих, служащих в количестве 51 часа.

Цель изучения предмета «Химии» заключается в усвоении студентами теоретических знаний и приобретении умений использовать современные информационные технологии в своей профессиональной деятельности.

Целью методических рекомендаций является повышение эффективности учебного процесса, через вовлечение в него студента, который из пассивного объекта обучения становится активным субъектом учебного процесса. Из этого следует:

способность занимать в обучении активную позицию;

готовность мобилизовать интеллектуальные и волевые усилия для достижения учебных целей;

умение проектировать, планировать и прогнозировать учебную деятельность;

привычку инициировать свою познавательную деятельность на основе внутренней положительной мотивации;

осознание своих потенциальных учебных возможностей и психологическую готовность составить программу действий по саморазвитию.

Виды самостоятельной работы студентов:

Репродуктивная самостоятельная работа – самостоятельное прочтение, просмотр, конспектирование учебной литературы, прослушивание лекций, заучивание, пересказ, запоминание, Интернет – ресурсы, повторение учебного материала и др.

Познавательно – поисковая самостоятельная работа – подготовка сообщений, докладов, рефератов, выступлений на занятиях, подбор литературы по дисциплинарным проблемам, написание различных работ.

Творческая самостоятельная работа - написание сообщений, докладов, рефератов для выступлений с последующей ориентированностью на выступление регионального/федерального уровня.

В результате выполнения самостоятельной работы студенты должны расширить свои знания по основным разделам предмета путем поиска, овладеть навыками сбора, обработки, анализа и систематизации информации, а также овладеть основными компетенциями. Настоящие методические указания содержат рекомендации, которые позволят студентам самостоятельно овладеть фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по подготовке заданий, опытом творческой и исследовательской деятельности, и направлены на формирование следующих компетенций:

Самостоятельная работа направлена на освоение студентами следующих практических умений и знаний согласно требованиям рабочей программы предмета «Химия»

уметь:

- называть изученные вещества по тривиальной или международной номенклатуре;

- определять валентность и степень окисления химических элементов, тип химической связи в соединениях, заряд иона, характер среды в водных растворах неорганических и органических соединений, окислитель и восстановитель, принадлежность веществ к разным классам неорганических и органических соединений;

- характеризовать элементы малых периодов по их положению в Периодической системе Д.И.Менделеева; общие химические свойства металлов, неметаллов, основных классов неорганических и органических соединений; строение и химические свойства изученных неорганических и органических соединений;

- объяснять зависимость свойств веществ от их состава и строения, природу химической связи (ионной ковалентной, металлической и водородной), зависимость скорости химической реакции и положение химического равновесия от различных факторов;

- проводить самостоятельный поиск химической информации с использованием различных источников (научно-популярных изданий, компьютерных баз данных, ресурсов Интернета);

- использовать компьютерные технологии для обработки и передачи химической информации и ее представления в различных формах;

- связывать изученный материал со своей профессиональной деятельностью; - решать расчетные задачи по химическим формулам и уравнениям.

- работать с учебной и научно-популярной литературой, составлять план, конспект, реферат.

знать:

- важнейшие химические понятия: вещество, химический элемент, атом, молекула, относительные атомная и молекулярная массы, ион, аллотропия, изотопы, химическая связь, электроотрицательность, валентность, степень окисления, моль, молярная масса, молярный объем газообразных веществ, вещества молекулярного и немолекулярного строения, растворы, электролит и неэлектролит, электролитическая диссоциация, окислитель и восстановитель, окисление и восстановление, тепловой эффект реакции, скорость химической реакции, катализ, химическое равновесие, углеродный скелет, функциональная группа, изомерия, гомология;

- основные законы химии: сохранения массы веществ, постоянства состава веществ, Периодический закон Д.И.Менделеева;

- основные теории химии: химической связи, электролитической диссоциации, строения органических и неорганических соединений;

- важнейшие вещества и материалы: важнейшие металлы и сплавы; серная, соляная, азотная и уксусная кислоты; благородные газы, водород, кислород, галогены, щелочные металлы; основные, кислотные и амфотерные оксиды и гидроксиды, щелочи, углекислый и угарный газы, сернистый газ, аммиак, вода, природный газ, метан, этан, этилен, ацетилен, хлорид натрия, карбонат и гидрокарбонат натрия, карбонат и фосфат кальция, бензол, метанол и этанол, сложные эфиры, жиры, мыла, моносахариды (глюкоза), дисахариды (сахароза), полисахариды (крахмал и целлюлоза), анилин, аминокислоты, белки, искусственные и синтетические волокна, каучуки, пластмассы.

Перечень видов самостоятельной работы представлен в таблице:

Перед выполнением внеаудиторной самостоятельной работы преподаватель проводит инструктаж (консультацию) с определением цели задания, его содержания, сроков выполнения, основных требований к результатам работы, критериев оценки, форм контроля и перечня литературы.

В качестве форм и методов контроля внеаудиторной самостоятельной работы используется выступления на занятиях, написание письменных работ на заданную тему.

Перечень тем самостоятельной работы представлен в таблице:

Методические рекомендации по выполнению различных видов заданий самостоятельной работы и показатели их оценивания

Методические рекомендации по оформлению презентации.

Презентация– это представление информации для некоторой целевой аудитории, с использованием разнообразных средств привлечения внимания и изложения материала. На основе учебной литературы отбирается необходимая содержательная часть, формулируются основные тезисы, определяются ключевые моменты и ключевые слова, то есть выстраивается концепция.

1. Не перегружать слайды текстом

2. Наиболее важный материал лучше выделить

3. Не следует использовать много мультимедийных эффектов анимации. Особенно нежелательны такие эффекты, как вылет, вращение, побуквенное появление текста. Оптимальная настройка эффектов анимации – появление, в первую очередь, заголовка слайда, а затем текста по абзацам. При этом если несколько слайдов имеют одинаковое название, то заголовок слайда должен постоянно оставаться на экране.

4. Чтобы обеспечить хорошую читаемость презентации необходимо подобрать темный цвет фона и светлый цвет шрифта.

5. Текст презентации должен быть написан без орфографических и пунктуационных ошибок.

Оценочный лист компьютерной презентации

ФИО ________________________________________________________

Учебная дисциплина ________________________________________

Тема_________________________________________________________

Группа___________специальность________________________________

Преподаватель________________________________________________

Темы презентаций:

1. Районы добычи нефти.

2. Карбоновые кислоты в нашей жизни.

3. Коррозия и меры борьбы с ней.

4. Влияние бензола на организм человека.

5. Тяжелые металлы, как загрязнители окружающей среды.

6. Мировое производство этилового спирта и его применение.

7. Полимеры.

8. Технология получения мыла.

9. Ацетилен в мировом масштабе.

10. Аминокислоты в жизни человека.

11. Современные методы обеззараживания воды.

12. Жесткость воды и способы ее устранения. Устранение жесткости воды на промышленных предприятиях.

13. Рентгеновское излучение и его использование медицине.

14. Производство аммиака: сырье, аппаратура, научные принципы.

15. История ПАО НЛМК. Производство стали.

16. История открытия и разработки газовых и нефтяных месторождений в Российской Федерации.

Методические рекомендации по оформлению отчетов по лабораторным и практическим работам и подготовка к их защите

Обратитесь к методическим указаниям по проведению лабораторных и практических работ и оформите работу, указав название, цель и краткий порядок проведения работы.

Повторите основные теоретические положения по теме лабораторной или практической работы, используя конспект лекций или методические указания.

Сформулируйте выводы по результатам работы, выполненной на учебном занятии.

Подготовьтесь к защите выполненной работы: повторите основные теоретические положения и ответьте на контрольные вопросы, представленные в методических указаниях по проведению лабораторных или практических работ.

Показатели оценки результатов внеаудиторной самостоятельной работы:

- оформление лабораторных и практических работ в соответствии с требованиями, описанными в методических указаниях;

- качественное выполнение всех этапов работы;

- необходимый и достаточный уровень понимания цели и порядка выполнения работы;

- правильное оформление выводов работы;

- обоснованность и четкость изложения ответа на контрольные вопросы к работе.

Методические рекомендации по оформление расчетных задач

Внимательно прочитайте условие задачи.

Слева, запишите слово «Дано», а под ним кратко данные задачи и что необходимо найти.

Правее запишите слово «Решение», и производите все остальные записи и расчёты под ним:

запишите уравнение реакции, если данная задача подразумевает какое-либо химическое взаимодействие;

в уравнении одной чертой подчёркните химические формулы веществ, данные которых (m, V, ) указаны в условиях задачи, а двумя чертами – формулы тех веществ, данные которых требуется вычислить;

по уравнению реакции определите: количество (моль) тех веществ, формулы которых подчёркнуты (одной или двумя чертами). Коэффициент, стоящий перед формулами подчёркнутых (в данном случае) веществ, будет показывать количества данных веществ ():M_r , M, V, V_m;

найденные значения запишите под соответствующими химическими формулами;

б) запишите расчётные формулы, необходимые для решения данной задачи;

в) произведите расчёты;

4. Запишите ответ.

Показатели оценки результатов внеаудиторной самостоятельной работы:

- грамотная запись условия задания и ее решения;

- грамотное использование формул;

- точность и правильность результатов;

- обоснование выполнения задания.

Оценивание умений решать расчетные задачи.

Отметка «5»:

- в логическом рассуждении и решении нет ошибок, задача решена рациональным способом;

Отметка «4»:

- в логическом рассуждении и решения нет существенных ошибок, но задача решена нерациональным способом,  или допущено не более двух несущественных ошибок.

Отметка «3»:

- в логическом рассуждении нет существенных ошибок, но допущена существенная ошибка в математических расчетах.

Отметка «2»:

- имеется существенные ошибки в логическом рассуждении и в решении.

- отсутствие ответа на задание.

Методические рекомендации по оформлению рефератов.

1. Тема реферата может быть предложена преподавателем.

2. При оценке реферата преподаватель учитывает качество, степень самостоятельности студента и проявленную инициативу, связность, логичность и грамотность составления.

3. Оформление в соответствии с требованиями ГОСТ.

4. Защита тематического реферата может проводиться на выделенном одном занятии в рамках часов учебной дисциплины или конференции или по одному реферату при изучении соответствующей темы, либо по договоренности с преподавателем.

5. Защита реферата студентом предусматривает доклад по реферату не более 5-7 минут и ответы на вопросы.

6. На защите запрещено чтение текста реферата.

7. Общая оценка за реферат выставляется с учетом оценок за работу, доклад, умение вести дискуссию и ответы на вопросы.

Содержание и оформление разделов реферата

1. Титульный лист

2. Оглавление - в нем приводятся все заголовки работы и указываются страницы, с которых они начинаются.

3. Введение. Здесь обычно обосновывается актуальность выбранной темы, цель и содержание реферата, указывается объект /предмет/ рассмотрения, приводится характеристика источников для написания работы и краткий обзор имеющейся по данной теме литературы.

4. Основная часть.

5. Заключительная часть. Предполагает последовательное, логически стройное изложение обобщенных выводов по рассматриваемой теме.

6. Список использованной литературы.

7. Приложение – в этом разделе помещают вспомогательные или дополнительные материалы.

Оценочный лист реферата

ФИО __________________________________________________

Группа_________специальность____________________________

Преподаватель___________________________________________

Тема реферата____________________________________________

Оценка в баллах

25-20 - оценка «5»;

19-15 - оценка «4»;

14-11 - оценка «3»;

10 и ниже - оценка «2»

Темы рефератов:

1. Область применения сложных эфиров.

2. Углеводы в нашей жизни.

3. Область применения анилина.

4. Применение синтетических волокон.

5. Оксиды и соли как строительные материалы.

6. История гипса.

7. Поваренная соль как химическое сырье.

8. Серная кислота - царица всех кислот.

9. Растворы вокруг нас. Значение растворов в жизни человека.

10. Жизнь и деятельность С.Аррениуса.

11. Вклад отечественных ученых в развитие теории электролитической диссоциации.

12. Плазма - четвертое состояние вещества.

13. Аморфные вещества в природе, технике, быту.

14. Получение и очистка коллоидных растворов.

15. Грубодисперсные системы, их классификация и использование в профессиональной деятельности.

16. Косметические гели.

17. Применение суспензий и эмульсий в строительстве.

18. Аномалии физических свойств воды.

19. Жидкие кристаллы и их применение в жидкокристаллических экранах.

20. Жизнь и деятельность Д.И.Менделеева.

21. Синтез 114-го элемента - триумф российских физиков-ядерщиков.

22. Изотопы водорода.

23. Использование радиоактивных изотопов в технических целях.

24. История открытия рентгеновского излучения.

25. Аллотропные модификации углерода (алмаз, графит)

26. Аллотропные модификации кислорода (кислород, озон).

27. Биотехнология и химия.

28. Нанотехнологии в современном мире.

29. Реакции горения на производстве и в быту.

30. История получения и производства алюминия.

31. Электролитическое получение и рафинирование меди.

33. Роль металлов в истории человеческой цивилизации. История отечественной черной металлургии. Современное металлургическое производство.

34. История возникновения и развития органической химии.

35. Жизнь и деятельность А.М.Бутлерова.

36. Роль отечественных ученых в становлении и развитии мировой органической химии.

37. Реакции окисления и восстановления органических веществ.

38. Экологические аспекты использования углеводородного сырья.

39. Химия углеводородного сырья и моя будущая профессия.

40. Углеводородное топливо, его виды и назначение.

41. Нефть и ее транспортировка как основа взаимовыгодного международного сотрудничества.

42. Процессы промышленной переработки нефти: крекинг, риформинг. Октановое число бензинов и цетановое число дизельного топлива.

43. Применение альдегидов и кетонов в быту и промышленности.

44. Альдегиды и кетоны в природе

45. Физиологическое действие этанола.

46. Синтетические моющие средства.

47. Фенолоформальдегидная смола.

48. Пленкообразующие масла.

49. Влияние спиртов на организм человека.

50. Лавсан как представитель синтетических волокон.

51. Белки как компоненты пищи.

52. Пластмассы в нашей жизни.

53. Фенолоформальдегидные пластмассы.

54. Промышленное производство химических волокон.

Методические рекомендации по оформлению конспекта.

Конспект - это последовательная фиксация информации, отобранной и обдуманной в процессе чтения.

Конспект:

-подразумевает объединение плана, выписок и тезисов;

- показывает внутреннюю логику изложения;

- содержит основные выводы и положения, факты, доказательства, приемы;

- отражает отношение составителя к материалу;

Основные требования к написанию конспекта: системность и логичность изложения материала, краткость, убедительность и доказательность.

При составлении конспекта необходимо избегать многословия, излишнего цитирования, стремления сохранить систематическую особенность текста в ущерб его логике.

Общий алгоритм конспектирования состоит в следующем:

прочитать текст, отметить в нём новые слова, непонятные места, имена, даты; составить перечень основных мыслей, содержащихся в тексте, составить простой план, который поможет группировать материал в соответствии с логикой изложения;

выяснить в словаре значение новых непонятных слов, выписать их в тетрадь или словарь в конце тетради;

вторично прочитать текст, сочетая чтение с записью основных мыслей автора и их иллюстраций. Запись ведется своими словами, не переписывая текст. Важно стремиться к краткости, пользуясь правилами записи текста;

прочитать конспект ещё раз, доработать его.

Этапы работы:

Составь план прочитанного текста или воспользуйся готовым.

Разъясни кратко и доказательно каждый пункт плана, выбери разумную и эффективную форму записи.

Сформулируй и запиши вывод.

Оценочный лист конспекта

ФИО ________________________________________________________

Учебная дисциплина ________________________________________

Тема конспектирования_________________________________________

Группа___________специальность_______________________________

Преподаватель________________________________________________

Темы конспектов:

1. Нефтепродукты.

2. Производство основных неорганических кислот и щелочей.

Задания для самостоятельного выполнения по учебному предмету «Химия»

Вопросы и задания составлены в соответствии разделами и темами рабочей программы учебного предмета «Химия».

Раздел 1. Органическая химия

Тема№1: Основные понятия органической химии и теория строения

органических соединений.

Цель:познакомить с основными историческими фактами в развитии органической химии, основными положениями теории строения органических соединений

А.М. Бутлерова, ввести понятия «углеродный скелет», «радикалы», «функциональные группы».

1) Написание и защита рефератов на темы: "История возникновения и развития органической химии", "Жизнь и деятельность А.М.Бутлерова", "Роль отечественных ученых в становлении и развитии мировой органической химии"; "Реакции окисления и восстановления органических веществ".

2) Выполнение практических заданий

Решение расчетных задач на вывод молекулярной формулы вещества по массовым долям элементов.

Задача. Найти молекулярную формулу вещества, содержащего 81,8% углерода и 18,2% водорода. Относительная плотность вещества по азоту равна 1,57.

Решение:

1. Записать условие задачи.

Дано:

W(C)=81,8%

W(H)=18,2%

Dпо азоту (C_xH_y)=1,57

Найти: молекулярную формулу C_xH_y

2. Вычислить относительную молекулярную массу Mr(CхHy) по относительной плотности:

Mr=D_N2*Mr(N₂)

Mr(C_xH_y)= 1,57*28=43,96=44

3. Найти индексы х и y по отношению : W(Э)\ Ar (Э);

x :y =(W(C)\ Ar (C))

(W (H)\ Ar (H))

x:y=(0,8118\12) = 0,068:0,182=3:8

(0,182\1)

4. Записать простейшую формулу: С₃Н₈.

Проверка: Мr(C₃H₈) = 44, следовательно, C₃H₈ – истинная формула.

Задача. Найти молекулярную формулу предельного углеводорода, массовая доля углерода в котором 83,3%.

Решение:

1. Записать условие задачи.

Дано:

m(C_xH_y)=29г.

m(CO₂)=88г

m(H₂O)=45г

D_{воздуха}(C_xH_y)=2

Найти: молекулярную формулу C_xH_y

2. Найти массовую долю водорода:

(Н) = 100% – 83,3% = 16,7%.

3. Найти индексы и простейшую формулу для углеводорода C_хH_y:

x:y= (0,833\12) = 2:5,5

(0,167\1)

следовательно, простейшая формула – C₂H₆.

4. Найти истинную формулу. Поскольку общая формула алканов С_nH_2n+2, то истинная формула – С₄Н₁₀.

Решение расчетных задач на вывод молекулярной формулы вещества по массе (объему) продуктов сгорания.

Задача. При сжигании 29 г углеводорода образовалось 88 г углекислого газа и 45 г воды, относительная плотность вещества по воздуху равна 2. Найти молекулярную формулу углеводорода.

Решение:

1. Записать условие задачи.

Дано:

m(C_xH_y)=29г.

m(CO₂)=88г

m(H₂O)=45г

D_{воздуха}(C_xH_y)=2

Найти: молекулярную формулу C_xH_y

2. Найти относительную молекулярную массу вещества:

Mr = Dвозд•Мr(возд.),

Mr(CхHy)= 2•29 = 58.

3. Найти количество вещества образовавшегося оксида углерода(IV):

n (CO₂) = m (CO₂)\M (CO₂)= 88\44=2моль

4. Найти количество вещества углерода в сожженном веществе:

n(C) = (CO₂) = 2 моль.

5. Найти количество вещества воды:

n(H₂O) = 45/18 = 2,5 моль.

6. Найти количество вещества водорода в сожженном веществе:

(H) = 2(H₂O),

(H) = 2,5•2 = 5 моль.

7. Найти простейшую формулу углеводорода:

(C) : (Н) = 2 : 5,

следовательно, простейшая формула – С₂Н₅.

8. Найти истинную формулу углеводорода:

Мr(C₂H₆) = 29,

Mr (CхHy) = 58,

следовательно, истинная формула – C₄H₂₀.

Задание:

1. Органическое вещество содержит 84,21% углерода и 15,79% водорода. Плотность паров вещества по воздуху 3,93. Определить формулу вещества.

Ответ. С₈Н₁₈.

2. Алкан имеет плотность паров по воздуху 4,414. Определить формулу алкана.

Ответ. С9Н₂₀.

3. При сгорании 3,6 г алкана получили 5,6 л оксида углерода(IV) (н.у.). Какие объемы кислорода и воздуха затратились на эту реакцию?

Ответ. 8,96 л О₂ и 42,67 л воздуха.

Тема№2: Углеводороды и их природные источники.

Цель: сформировать знания учащихся об основных природных источниках углеводородов; акцентировать внимание на способах получения и областях использования углеводородов, отраслях их использования: в качестве топлива и основы химического синтеза.

1) Написание и защита рефератов на темы: "Экологические аспекты использования углеводородного сырья"; "Влияние бензола на организм человека"; "Углеводородное топливо, его виды и назначение"; "Нефть и ее транспортировка как основа взаимовыгодного международного сотрудничества"; "Процессы промышленной переработки нефти: крекинг, риформинг. Октановое число бензинов и цетановое число дизельного топлива".

2) Создание презентации на следующие темы: "Ацетилен в мировом масштабе", Районы добычи нефти", "История открытия и разработки газовых и нефтяных месторождений в Российской Федерации".

3) Оформление отчета по лабораторной работе и подготовка к ее защите.

4) Систематическая проработка конспектов занятий, учебной литературы и ответы на контрольные вопросы по теме.

Контрольные вопросы:

Перечислите основные классы углеводородов?

Что такое гомология, изомерия?

Что такое гибридизация? Рассмотрите строение молекулы метана, этилена.

Перечислите способы получения алканов.

Что такое гомология, изомерия?

Перечислите промышленные и лабораторные способы получения алкенов?

Как влияет тройная связь на свойства алкинов.

Область применения углеводородов.

Какие качества на кратную связь вы знаете?

Опишите строение бензола.

Влияние бензольного кольца на химические свойства.

Перечислите качественные реакции на ароматические соединения.

5) Выполнение практический заданий - составление изомеров и гомологов углеводородов

Алгоритм составления возможных изомеров углеводородов

Изомерия углеродного скелета на примере C₆H₁₄:

1. Расположить все 6 атомов углерода в одну цепочку (изомер 1);

2. Укоротить углеродную цепь на один атом углерода, но ввести метильный радикал у второго атома углерода (изомер 2);

3. Сместить метильную группу к третьему атому углерода (изомер 3);

4. Снова укоротить углеродную цепочку и расположить два метильных радикала у одного и того же атома углерода (изомер 4);

5. Расположить метильные радикалы у соседних атомов углерода (изомер 5)

Алгоритм составления структурной формулы углеводорода по его названию

Пример: 2,3-диметилпентан

Решение:

Анализируем название углеводорода, начиная с конца слова.

1. «Пентан» – в главной цепи находится пять атомов углерода:

2. «Диметил» – в состав углеводорода входят два радикала CH4.

3. «2, 3-» – радикалы находятся у 2-го и 3-го углеродных атомов:

4. Дописать недостающие атомы водорода, соблюдая четырехвалентность атома углерода:

Алгоритм составления гомологов вещества

Например для 2,2,3-триметилпентана составить формулы двух изомеров.

Составим формулы гомологов, сохраняя строение (разветвление 2,2,3-триметил-). Для этого уменьшить главную цепь на группу СН₂ (гомологическая разность) – пример а или увеличить главную цепь на СН₂ – пример б:

Задание:

1. Составить структурную формулу 2,4,5,5-тетраметил-3-этилоктана. Указать все первичные, вторичные, третичные и четвертичные углеродные атомы.

2. Написать структурные формулы изомеров состава C₇H₁₂, содержащих один четвертичный атом углерода, назвать вещества.

3. Составить структурные формулы соединений по их названиям:

3-метилпентен-1; 2,3-диметилбутадиен-1,3; 4-метилпентин-2; 2-метил-4-изопропилгексен-1; 2-метилгексатриен-1,3,5.

4. Для вещества 2-метилпентадиен-1,3 составить формулы двух гомологов и трех изомеров (углеродного скелета, положения кратных связей, другого класса углеводородов). Назвать все эти вещества.

Тема№3: Кислородосодержащие органические вещества.

Цель: закрепить, обобщить и систематизировать знания по кислородсодержащим органическим соединениям, в том числе и на основе генетической связи между классами этих веществ. Закрепить умения предсказывать химические свойства незнакомых органических веществ, опираясь на знание функциональных  групп.

1) Написание и защита рефератов на темы: " Влияние спиртов на организм человека", "Применение альдегидов и кетонов в быту и промышленности", "Альдегиды и кетоны в природе", "Фенолоформальдегидные пластмассы","Область применения сложных эфиров", "Углеводы в нашей жизни".

2) Создание презентаций: "Мировое производство этилового спирта и его применение","Карбоновые кислоты в нашей жизни", "Технология получения мыла", "Синтетические Моющие Средства".

2) Выполнение практических заданий - составление структурных изомеров кислородсодержащих органических веществ.

Систематические названия одноатомным спиртам даются по названию углеводорода с добавлением суффикса -ол и цифры, указывающей положение гидроксильной группы.

Алгоритм составления названий одноатомных спиртов :

Найдите главную углеродную цепь - это самая длинная цепь атомов углерода, с одним из которых связана функциональная группа.

Пронумеруйте атомы углерода в главной цепи, начиная с того конца, к которому ближе функциональная группа.

Назовите соединение по алгоритму для углеводородов.

В конце названия допишите суффикс -ол и укажите номер атома углерода, с которым связана функциональная группа.

Например:

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-ОН (бутанол – 1)

СН₃-СН(СН₃)- СН₂-ОН (2-метилпропанол – 1)

СН₃-СН(ОН)-СН₂-СН₃ (бутанол – 2)

В зависимости от того, при каком атоме углерода находится гидроксил, различают первичные, вторичные и третичные спирты. В молекулах первичных спиртов содержится группа -СН₂ОН, связанная с одним радикалом или с атомом водорода у метанола (гидроксил при первичном атоме углерода). Для вторичных спиртов характерна группа >СНОН, связанная с двумя радикалами (гидроксил при вторичном атоме углерода). В молекулах третичных спиртов имеется группа >С-ОН, связанная с тремя радикалами (гидроксил при третичном атоме углерода).

Систематические названия альдегидов даются по названию углеводорода с добавлением суффикса-аль. Систематические названия кетонов даются по названию углеводорода с добавлением суффикса -он.

При составлении названия карбоновой кислоты за основу берут наиболее длинную цепь, включающую карбоксильную группу. Нумерацию начинают с атома углерода карбоксильной группы (цифру, указывающую на положение функциональной группы, не ставят). К названию углеводорода по числу атомов углерода в главной цепи прибавляют суффикс –овая кислота. Цифрами и приставками указывают положение и число заместителей.

У карбоновых кислот возможны следующие виды изомерии:

1. Изомерия углеродной цепи. Она начинается с бутановой кислоты (С₃Н₇СООН), которая существует в виде двух изомеров:

СН₃-СН₂-СН₂-СООН бутановая кислота

СН₃-СН(СН₃)-СООН 2-метилпропановая кислота (изомасляная кислота)

2.Изомерия положения кратной связи, например:

СН₂=СН—СН₂—СООН бутен-3-овая кислота

СН₃—СН=СН—СООН бутен-2-овая кислота

3.  Цис-транс- изомерия, например:

цис -бутен-2-овая кислота транс-бутен-2-овая кислота

4. Межклассовая изомерия: например, масляной кислоте (СН₃—СН₂—СН₂—СООН) изомерны метиловый эфир пропановой кислоты (СН₃—СН₂—СО—О—СН₃) и этиловый эфир уксусной кислоты (СН₃—СО—О—СН₂—СН₃).

Задание:

1. Составьте изомеры для вещества формула которого С₅Н₁₁ОН.

2. Для спирта, содержащего7 атомовуглерода, составить структурные формулы пяти изомеров. Назовите вещества.

3. Из предложенного списка веществ выберите кислородсодержащие и назовите их: С₃Н₇ОН, С₅Н₁₂, СН₃СООН, С₃Н₇О, СО, НСl, С₆Н₁₃ОН.

4. Составьте изомеры для вещества формула которого С₅Н₁₁СООН.

3) Оформление отчета по лабораторным работам и подготовка к их защите.

4) Систематическая проработка конспектов занятий, учебной литературы и ответы на контрольные вопросы по теме.

Контрольные вопросы:

Опишите строение гидроксильной группы.

Какие два типа реакций характерны для спиртов?

Перечислите способы получения спиртов.

Какие качественные реакции характеры для многоатомных спиртов?

Что такое антифризы?

Какие типы реакций характерны карбоновых кислот?

Перечислите области применения карбоновых одноосновных кислот.

Какая реакция является качественной на альдегиды? Где она применяется?

Что такое сложные эфиры?

Приведите примеры применения эфиров в жизни человека.

Что представляет собой мыло с химической точи зрения?

Опишите свойства мыла.

Тема№4: Азотосодержащие соединения. Полимеры.

Цель: актуализировать знания учащихся о природных полимерах на примере белков, познакомить  с составом, строением, свойствами и функциями белков.

1) Написание и защита рефератов на темы: "Область применения анилина", " Белки как компоненты пищи", "Применение синтетических волокон", "Пленкообразующие масла", "Лавсан как представитель синтетических волокон", "Пластмассы в нашей жизни.", "Промышленное производство химических волокон".

2) Создание презентаций: "Аминокислоты в жизни человека".

3) Выполнение практических заданий -

Систематические названия аминов даются по названию углеводорода с добавлением приставки амино - и цифры, указывающей положение аминогруппы. Нумерация ведется от ближайшего к аминогруппе конца цепи. Цифра, отражающая местоположение группы. Систематические названия нитросоединений даются по названию углеводорода с добавлением приставки нитро- и цифры, указывающей положение нитрогруппы. Нумерация ведется от ближайшего к нитрогруппе конца цепи.

Например:

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-NO₂ ( 1 - нитробутан)

СН₃-СН(СН₃)- СН₂-NO₂ (2-метил - 1 -нитропропан)

СН₃-СН(NН₂)-СН₂-СН₃ (2-аминобутан)

По систематической номенклатуре названия аминокислот образуются из названий соответствующих кислот прибавлением приставки амино и указанием места расположения аминогруппы по отношению к карбоксильной группе.

Например:

СН₃-СН(NН₂)-СН₂-СООН 3-аминобутановая кислота

СН₃- СН₂-СН(NН₂) -СООН 2-аминобутановая кислота

Если в молекуле аминокислоты содержится две аминогруппы, то в ее названии используется приставка диамино, три группы NH₂ – триамино и т.д.

Пример:

NН₂-СН₂-СН(NН₂) -СООН 2,3 -диаминопропановая кислота

Наличие двух или трех карбоксильных групп отражается в названии суффиксом –диовая или -триовая кислота:

СООН -СН₂-СН(NН₂) -СООН 2 - аминобутандиовая кислота

Аминокислоты – амфотерные вещества.

Аминокислоты взаимодействуют друг с другом

NH₂ –CH₂ –COOH + NH₂ –CH₂ –COOH → NH₂ –CH₂ –CO-NH–CH₂ –COOH + Н₂О

дипептид

-СО–NH – пептидная группа (амидная группа)

Задание:

1. Составьте изомеры для вещества формула которого С₅Н₁₁NН₂.

2. Проведите реакцию между следующими кислотами:

а) глицином с лизином,

б) глицином и ананином.

3. Из предложенного списка веществ выберите азотсодержащие соединения и назовите их: С₃Н₇NН₂, С₅Н₁₂, СН₃СООН, С₃Н₇О, СО, NH₃, С₆Н₁₃NО₂, С₂Н₄(NH₂)СООН

4) Оформление отчета по лабораторной и практической работам и подготовка к их защите.

Раздел 2 Общая и неорганическая химия

Тема№5: Основные законы и понятия химии.

Цель:систематизация знаний о фундаментальных законах общей химии

1) Написание и защита рефератов на темы: "Нанотехнологии в современном мире", "Биотехнология и химия", "Аллотропные модификации углерода"", "Аллотропные модификации кислорода",

2) Выполнение практических заданий - составление электронной конфигурации элементов

Основные законы химии:

Закон сохранения массы веществ (М.В. Ломоносов, 1748 ᴦ.).

Масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе веществ, образовавшихся в результате реакции.

К примеру: К₂S + CuCI₂ = CuS + 2KCI

Закон эквивалентов (В.Рихтер, 1793 ᴦ.)

Вещества взаимодействуют друг с другом в количествах, пропорциональных их эквивалентам.

Закон постоянства состава (Ж.Л. Пруст, 1801).

Каждое чистое химическое соединение независимо от способа его получения всегда имеет один и тот же состав (к примеру, О₂ , СО₂).

Закон кратных отношений (Дж. Дальтон, 1803 ᴦ.).

В случае если два элемента образуют между собой несколько различных соединений, то на одну и ту же массу одного из них приходятся такие же массы другого, которые относятся друг к другу как простые целые числа (к примеру, массовые соотношения С:О в оксидах СО₂ и СО равны 12:32 и 12:16).

Закон объемных отношений (Ж. Гей-Люссак, 1805 ᴦ.)

При одинаковых условиях объемы вступающих в реакцию газов, относятся друг к другу и к объемам образовавшихся газообразных продуктов реакции как небольшие целые числа. Эти числа совпадают с коэффициентами в уравнениях химических реакций.

Закон Авогадро (А. Авогадро, 1811).

В равных объемах различных газов при одинаковых условиях (температуре, давлении) содержится одинаковое число молекул (к примеру, в 1 л Н₂ и в 1 л О₂ содержится одинаковое число молекул – 6,02*10²³ молекул).

Следствия из закона Авогадро:

1-е следствие – один моль любого газа при одинаковых условиях занимает один и тот же объем. Молярный объем любого газа при н.у. равен 22,4 л/моль.

2-е следствие используется для расчета относительных плотностей газов. Плотность вещества - ϶ᴛᴏ отношение массы этого вещества к его объему.

Задача 1. Какой объем (н.у.) занимает 5*10^-3 кг углекислого газа?

Решение:

Найдем молекулярную массу СО₂:

Mr(CO₂)= 12+2*16=44 г.

Tакже нам известен молярный объем газа, который равен 22,4 м³.

Составим следующую пропорцию:

44 кг СО₂ занимает объем 22,4 м³

5*10^-3 кг СО₂ занимает объем – х

откуда х = (5*10^-3*22,4)/44=2,5*10^-3 м³

Таким образом, 5*10^-3 кг углекислого газа занимает объем равный 2,5*10^-3 м³.

Задача.Определить массу молекулы газа, если масса 10^-3 м³ газа, при н.у., равна 0,3810^-3 кг.

Решение:

Число молекул 1 кмоль любого вещества равна числу Авогадро (6,02*10²⁶ ), поэтому для начала определим 1 кмоль газа:

10^-3 м³ газа имеют массу равную 0,3810^-3 кг

22,4 м³ газа имеют массу равную — х

х=22,4*0,3810^-3/10^-3=7,6 кг,

Далее определяем массу молекулы газа:

m=7,6/6,02*10²⁶=1,26*10^-26 кг.

Задание:

1. Какой объем займет при температуре 20оС и давлении 250 кПа аммиак массой 51 г?

2. Определить массу молекулы газа, если масса 10^-3 м³ газа, при н.у., равна 0,3810^-3 кг.

Тема№6: Периодический закон и периодическая система Д.И. Менделеева

и строение атома.

Цель:уметь давать характеристику S, P, d элементов, составлять схемы электронного строения, электронные и графические формулы.

1) Написание и защита рефератов на темы: "Жизнь и деятельность Д.И.Менделеева", "Синтез 114-го элемента - триумф российских физиков-ядерщиков", "Изотопы водорода", "Использование радиоактивных изотопов в технических целях", "История открытия рентгеновского излучения".

2) Выполнение практических заданий - составление электронной конфигурации элементов.

Схема строения атома

1. Запишем знак химического элемента, внизу слева от знака укажем порядковый номер.

2. По номеру периода определим число энергетических уровней, нарисуем рядом со знаком химического элемента столько же дуг.

3. Определим по номеру группы число электронов на внешнем уровне, запишем под дугой.

4. На первом уровне максимально возможно 2е, на втором – 8, на третьем -18. Ставим числа под соответствующими дугами.

5. Число электронов на предпоследнем уровне рассчитывается: из порядкового номера вычитается число уже проставленных электронов.

6. Далее превращаем схему в электронную формулу : каждая дуга – уровень, обозначается большой цифрой 1,2,3,4; подуровни обозначаются буквами s,p,d,f; а число электронов на них – верхними индексами.

Энергетическая диаграмма азота.

Задание:

1. Изобразить символ элемента и, указав заряд его атома, составить схемы расположения электронов по энергетическим уровням в атомах следующих элементов:

Задание для первого ряда: химические элементы № 6, 12, 13, 15, 18.

Задание для второго ряда: химические элементы № 7, 8, 10, 15, 16.

Задание для третьего ряда: химические элементы № 3, 4,9, 11, 12.

2. По составленным схемам определите положение каждого элемента в периодической системе (период, группа), характер его свойств.

Тема№7: Строение вещества.

Цель:развить представление о строении вещества; формировать понятие об электроотрицательности на основе знаний о строении атома, понятие химическая связь.

1)Написание и защита рефератов на темы: "Аномалии физических свойств воды", "Жидкие кристаллы и их применение в жидкокристаллических экранах", "Плазма - четвертое состояние вещества", "Аморфные вещества в природе, технике, быту", "Получение и очистка коллоидных растворов", "Грубодисперсные системы, их классификация и использование в профессиональной деятельности",

2) Выполнение практических заданий - решение задач

Основные газовые законы химии:

1) Бойля–Мариотта при постоянной t°, давление, производимое данной массой газа, обратно пропорционально объему газа

t° – const.

2) Гей-Люссака при постоянном давлении объем газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре

, при P – const.

3) Шарля: при постоянном объеме давление газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре.

, при V – const.

4) Объединенный закон Бойля-Мариотта

Задача. Рассчитайте молекулярную массу газа, если 7*10^-3 кг. его при 20°С и 0,253*10⁵Па занимают объем 22,18*10^-3 м³

Решение:

В данном случае, вычислить молярную массу газа можно, используя уравнение Клапейрона – Менделеева:

pV = nRT = (m/M)RT;

R=8,3144*10³Дж/моль*К

Т=273+20=293 К

М=mRT/pV=7*10^-3*8,3144*10³293/(0,253*10⁵*22,18*10^-3)=30,35 г/моль

Молярная масса газа равна 30,35 г/моль.

Задача. В избытке соляной кислоты растворили магний массой 6 г и цинк массой 6,5 г. Какой объем водорода, измеренный при нормальных условиях, выделится при этом?

Дано:

m(Mg)=6 г;

m(Zn)=6,5 г; н.у.

Найти: V(H₂) =?

Решение: записываем уравнения реакции взаимодействия магния и цинка с соляной кислотой

и расставляем стехиометрические коэффициенты.

Zn + 2 HCl = ZnCl₂ + H₂↑

Mg + 2 HCl = MgCl₂ + H₂↑

Определяем количества веществ магния и цинка, вступивших в реакцию с соляной кислотой.

ν(Mg) = m(Mg)/ М(Mg ) = 6/24 = 0,25 моль

ν(Zn) = m(Zn)/ М(Zn) = 6,5/65 = 0,1 моль.

Из уравнений реакции следует, что количество вещества металла и водорода равны, т.е. ν(Mg) = ν(Н₂); ν(Zn) = ν(Н₂), определяем количество водорода, получившегося в результате двух реакций:

ν(Н₂) = ν(Mg) + ν(Zn) = 0,25 + 0,1= 0,35 моль.

Рассчитываем объем водорода, выделившегося в результате реакции:

V(H₂) = Vm • ν(H₂) = 22,4 • 0,35 = 7,84 л.

Ответ: Объем водорода равен 7,84л

Задача. При 27 ⁰С объём газа равен 600 мл. Какой объём займет газ при 57 ⁰С, если давление будет оставаться постоянным?

Решение: Обозначив искомый объём через V₂, а соответствующую ему температуру через Т₂. По условию задачи:

V₁=600 мл

Т₁=273+27=300 К

Т₂=273+57=330 К

Подставляя эти значения в выражение закона Гей-Люсака, получим:

60\300 = V₂\330 , откуда

V₂ = 600*330\300 = 660 мл.

Ответ: V₂ = 660мл

Задача. При 7°С давление газа в закрытом сосуде равно 96,0 кПа. Каким станет давление, если охладить сосуд до —33°С?

Решение:При постоянном объёме давление газа изменяется прямо пропорционально абсолютной температуре:

Обозначим искомое давление через Р₂, а соответствующую ему температуру через Т_2. По условию задачи Р₁ = 96,0 кПа; Т1 = 280К (273 + 7 = 280); Т₂ = 240К (273 – 33 = 240). Подставляя эти значения в уравнение, получим: 

Ответ: Р₂ = 82,3кПа.

Задание:

1. При 27°С и давлении 720 мм.рт. ст. объем газа равен 5л. Кой объем займет это же количество газа при 39°С и давлении 104кПа?

2. При 17°С некоторое количество газа занимает объем 580 мл. Какой объем займет это же количество газа при 100°С, если давление его останется неизменным?

3. При нормальных условиях 1г воздуха занимает объем 773 мл. Какой объем займет та же масса воздуха при 0°С и )и давлении, равном 93,3 кПа (700мм. рт. ст.)?

4. При 25 градусах С и давлении 99,3 кПа (745 мм рт.ст.) некоторое количество газа занимает объём 152 мл. Найти, какой объём займет это же количество газа при 0 градусах С и давлении 101,33 кПа.

Тема№8: Растворы. Электролитическая диссоциация.

Цель:формирование понятий о растворении как физико-химическом процессе, об ионах, о понятиях как электролит и неэлектролит, электролитическая диссоциация, катион, анион, о полярности молекулы воды, о степени электролитической диссоциации,о сильных и слабых электролитах.

1)Написание и защита рефератов на темы: "Растворы вокруг нас", "Значение растворов в жизни человека", "Жизнь и деятельность С.Аррениуса", "Вклад отечественных ученых в развитие теории электролитической диссоциации".

2) Оформление отчета по практической работе и подготовка к ее защите.

3) Выполнение практических заданий - решение задач

При работе с растворами необходимо знать их количественный состав. Количественный состав растворов выражается различными способами. Рассмотрим два способа: массовая доля растворенного вещества и молярная концентрация (молярность).

Массовой долей растворенного вещества называется отношение массы растворенного вещества к массе раствора: W= m(вещества) /m(раствора)

Молярная концентрация показывает число молей растворенного вещества в одном литре раствора.

Молярную концентрацию можно рассчитать по формуле: С=/\V

Задача. Сколько граммов хлорида калия содержится в 750 мл 10% раствора, если его плотность 1,063г/мл?

Решение:

m(KCl)=V(р-ра)pw = 750мл 1,063г/мл 0,1=79,725г.

Ответ:79,725г.

Задача. В воде растворили 11,2 г КОН. Объём раствора довели до 257мл. Определите молярную концентрацию раствора.

Решение:

1) n(KOH) = m/М = 11,2г/56г/моль = 0,2 моль

2) См(КОН) = 0,2 моль/0,257л = 0,78моль/л.

Ответ: 0,78моль/л.

Задача. К 150 г 20% раствора сахарозы добавили 15 г глюкозы. Рассчитайте массовые доли углеводов в смеси.

Решение:

1) m(C₁₂H₂₂O₁₁) = 150г 0,2 = 30г

2 )m(р-ра) = 150г + 15г = 165г

3) w(C₁₂H₂₂O₁₁) = 30г/165г = 0,182 или 18,2%

4) w(С₆Н₁₂О₆) = 15г/165г = 0,091 или 9,1%.

Ответ: 0,091 или 9,1%.

Задача. 1 мл 25% раствора содержит 0,458г растворенного вещества. Какова плотность этого раствора?

Решение:

Р(р-ра) = m(в-ва)/V(р-ра) w

P(p-pa) = 0,458г/1мл*0,25 = 1,832г/мл.

Ответ: 1,832г/мл.

Задача. Имеется 30% раствор HNO3, имеющий плотность 1,2 г/мл. Какова молярная концентрация этого раствора?

Решение:

1) Примем объем раствора за 1000 мл.

m(р-ра) = 1000 мл 1,2г/мл = 1200г.

2) m(HNO₃) = 1200г 0,3 = 360г

3) n(HNO₃) = m/М; n(HNO₃) = 360г / 63г/моль =5,7 моль

4)См(НNО₃) = 5,71моль/л.

Ответ: 5,71моль/л.

Задача. Какой должна быть массовая доля хлороводорода в соляной кислоте, если в ней на 10 моль воды приходится 1 моль хлороводорода?

1) m(Н₂О) = 10 моль 18г/моль = 180г

2) m(HСl) = 1 моль 36,5 г/моль = 36,5г

3) w(HCl) = 36,5г/ 180г+36,5г = 0,1686 или 16,86%.

Ответ:16,86%.

Задача: При смешивании 10%-го и 30%-го раствора марганцовки получают 200 г 16%-го раствора марганцовки. Сколько граммов каждого раствора взяли?

Решение:

0,1х + 0,3(200-х) = 0,16 · 200

0,1х + 60 – 0,3х = 32

-0,2х = -28

х = 140

140 (г) – 10% раствора

200 – 140 = 60 (г) - 30% раствора.

Ответ: 140 г, 60 г.

Задание:

1. Натрий сульфат массой 8 г растворили в воде массой 192 г. Определите массовую долю натрий сульфата в полученном растворе.

2. Вычислите массы хлорида натрия и воды, необходимых для приготовления 200 г раствора с массовой частью соли 5%

3. Вычислите массовую часть гидроксида натрия  в растворе, который образуется при  добавлении 150 г воды к раствору гидроксида натрия массой 450 г с массовой долей щелочи 5%.

4. Вычислите объём раствора с молярной концентрацией 2,5моль/л, содержащего 6 моль хлорида натрия.

5. Вычислите молярную концентрацию раствора поваренной соли, если в 1 л этого раствора содержится 25 моль хлорида натрия.

6. Смешали 10%-ный и 25%-ный растворы соли и получили 3 кг 20%-ного раствора. Какое количество каждого раствора в килограммах было использовано?

Тема№9: Классификация неорганических соединений и их свойств.

Цель: обобщить сведения о классификации веществ, составе основных классов сложных неорганических веществ, 

1)Написание и защита рефератов на темы: "Оксиды и соли как строительные материалы", "Серная кислота - царица всех кислот","История гипса", "Поваренная соль как химическое сырье".

2) Оформление отчета по лабораторной работе и подготовка к ее защите.

3) Выполнение практических заданий - составление реакций гидролиза, составление цепочек превращений

Алгоритм составления реакций гидролиза солей

1).Гидролиз не возможен

Соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой (KBr,NaCl,NaNO₃), гидролизу подвергаться не будет, так как в этом случае слабый электролит не образуется.

рН таких растворов = 7. Реакция среды остается нейтральной.

2).Гидролиз по катиону (в реакцию с водой вступает только катион)

В соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (FeCl₂, NH₄Cl,Al₂(SO₄)₃,MgSO₄) гидролизу подвергается катион:

FeCl₂ + HOH <=>Fe(OH)Cl + HCl

Fe²⁺ + 2Cl^- + H⁺ + OH^- <=> FeOH⁺ + 2Cl^- + Н⁺

В результате гидролиза образуется слабый электролит, ион H⁺ и другие ионы.

рН раствора < 7 (раствор приобретает кислую реакцию).

3).Гидролиз по аниону (в реакцию с водой вступает только анион)

Соль, образованная сильным основанием и слабой кислотой (КClO,K₂SiO₃,Na₂CO₃,CH₃COONa) подвергается гидролизу по аниону, в результате чего образуется слабый электролит, гидроксид-ион ОН^-и другие ионы.

K₂SiO₃ + НОH <=>KHSiO₃ + KОН

2K⁺+SiO₃^2- + Н⁺ +ОH^-<=> НSiO₃^- + 2K⁺ + ОН^-

рН таких растворов > 7 (раствор приобретает щелочную реакцию).

4).Совместный гидролиз (в реакцию с водой вступает и катион и анион)

Соль, образованная слабым основанием и слабой кислотой (СН₃СООNН₄,(NН₄)₂СО₃,Al₂S₃), гидролизуется и по катиону, и по аниону. В результате образуются малодиссоциирующие основание и кислота. рН растворов таких солей зависит от относительной силы кислоты и основания. Мерой силы кислоты и основания является константа диссоциации соответствующего реактива.

Реакция среды этих растворов может быть нейтральной, слабокислой или слабощелочной: 

Al₂S₃+ 6H₂O =>2Al(OH)₃↓+ 3H₂S↑

Гидролиз - процесс обратимый. 

Гидролиз протекает необратимо, если в результате реакции образуется нерастворимое основание и (или) летучая кислота.

Например: рассмотрим гидролиз сульфита натрия

Задание: Составьте уравнения гидролиза, определите тип гидролиза и среду водного раствора соли для следующих веществ:

Сульфид Калия - K₂S, Бромид алюминия - AlBr₃, Хлорид лития – LiCl, Фосфат натрия - Na₃PO₄, Сульфат калия - K₂SO₄, Хлорид цинка - ZnCl₂, Сульфит натрия - Na₂SO₃, Cульфат аммония - (NH₄)₂SO₄, Бромид бария - BaBr₂ .

Цепочки превращений являются важным механизмом проверки знаний и умений, умению применять их на практике, способствуют развитию логического мышления учащихся.

Разберемся с выполнением подобных заданий на конкретном примере:

Mg →MgO → MgCl₂ → Mg(OH)₂ → MgO → Mg

Итак, первое задание – исходя из магния, получить оксид магния. Анализируя предложенные вещества, видим, что необходимо металл превратить в оксид металла. Различие между двумя веществами в наличии у оксида магния кислорода. Вспомним свойства металлов. Металлы взаимодействуют с неметаллами, в том числе, и с кислородом. Осталось записать уравнение химической реакции и расставить коэффициенты: 2Mg + O₂ = 2MgO

Второе задание – исходя из оксида магния, получить хлорид магния. Анализируем: имеем оксид магния, получаем соль – хлорид магния. Из оксида необходимо получить соль. Вспомним свойства оксидов. Основные оксиды взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды. Хлор входит в состав соляной кислоты, значить записываем уравнение реакции между оксидом магния и соляной кислотой и расставляем коэффициенты:MgO + 2HCl =MgCl₂ + H₂O

Третье задание – исходя из хлорида магния, получить гидроксид магния. Анализируем: имеем соль, необходимо получить основание. Вспоминаем свойства солей. Соли взаимодействуют с растворимыми основаниями (щелочами) с образованием нового основания и новой соли. Записываем уравнение реакции: MgCl₂ + 2NaOH = Mg(OH)₂ + 2NaCl

Четвертое задание – исходя из гидроксида магния, получить оксид магния. Анализируем: имеем основание, необходимо получить основный оксид. Вспоминаем свойства оснований. Нерастворимые основания при нагревании разлагаются на основный оксид и воду. Записываем уравнение химической реакции термического разложения гидроксида магния: Mg(OH)₂ = MgO + H₂O

Пятое задание – исходя из оксида магния, получить чистый металл магний. Анализируем: имеем основный оксид, необходимо получить металл. Вспоминаем свойства основных оксидов. Из оксида металла можно получить чистый металл несколькими способами с помощью восстановителей (C,CO, H₂, более активный металл, MgO + H₂ = Mg + H₂O

Задание:

4) Систематическая проработка конспектов занятий, учебной литературы и ответы на контрольные вопросы по теме.

Контрольные вопросы:

1. Какие кассы неорганических веществ вы знаете?

2. Классификация неорганических кислот.

3. Перечислите основные химические свойства кислот.

4. Перечислите химические свойства основании.

5. Правила составления названия солей.

6. Дайте определение "гидролиз".

7. Что вы знаете про амфотерные гидроксиды.

Тема№10: Химические реакции.

Классификация неорганических соединений и их свойств.

Цель: обобщить и закрепить знания о классификации неорганических веществ; научить на основании состава молекулы вещества правильно называть вещества;

1)Написание и защита рефератов на темы: "Производство аммиака: сырье, аппаратура, научные принципы", "Реакции горения на производстве и в быту".

2) Выполнение практических заданий - составление электролиза расплава и раствора, решение задач

Алгоритм составления электролиза раствора

Электролиз – это окислительно – восстановительные реакции, протекающие на электродах, если через расплав или раствор электролита пропускают постоянный электрический ток.

Катод – восстановитель, отдаёт электроны катионам.

Анод – окислитель, принимает электроны от анионов.

Задания:

Составить схему электролиза водных растворов:

нитрата серебра,

сульфата меди (II),

хлорида железа (III),

бромида калия.

Процессы, протекающие на электродах при электролизе расплавов

(не зависят от материала электродов и природы ионов).

1. На аноде разряжаются анионы (A^m-;  OH^-), превращаясь в нейтральные атомы или молекулы:

 A^m- - mē → A°; 4OH^- - 4ē → O₂↑ + 2H₂O (процессы окисления).

2. На катоде разряжаются катионы (Meⁿ⁺,H⁺), превращаясь в нейтральные атомы или молекулы:

Meⁿ⁺ + nē → Me° ; 2H⁺ + 2ē → H₂⁰↑ (процессы восстановления).

Пример: схема электролиза водного раствора хлорида натрия с использованием инертных электродов.

Скоростью химической реакции u называют число элементарных актов взаимодействия, в единицу времени, в единице объема для гомогенных реакций или на единице поверхности раздела фаз для гетерогенных реакций. Среднюю скорость химической реакциивыражают изменением количества вещества n израсходованного или полученного вещества в единице объема V за единицу времени t. Концентрацию выражают в моль/л, а время в минутах, секундах или часах.

υ = ± dC/dt,

где C – концентрация, моль/л

Единица измерения скорости реакции моль/л·с

Если в некоторые моменты времени t₁ и t₂ концентрации одного из исходных веществ равна с₁ и с₂, то за промежуток времени Δt = t₂ – t₁ , Δc = c₂ – c₁

Если вещество расходуется, то ставим знак «-», если накапливается – «+»

Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, концентрации, температуры, присутствия катализаторов, давления (с участием газов), среды (в растворах), интенсивности света (фотохимические реакции).

Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ. Каждому химическому процессу присуще определенное значение энергии активации Е_а. Причем, скорость реакции. тем больше, чем меньше энергия активации.

Скорость зависит от прочности химических связей в исходных веществах. Если эти связи прочные, то Е_а велика, например N₂ + 3H₂ = 2NH₃, то скорость взаимодействия мала. ЕслиЕ_а равна нулю, то реакция протекает практически мгновенно, например:

HCl (раствор) + NaOH (раствор) = NaCl (раствор) + H₂O.

Закон действующих масс. Скорость элементарной гомогенной химической реакции прямо пропорциональна произведению концентраций реагентов, взятых в степенях, равных их стехиометрическим коэффициентам.

Для реакции аА + bB = cC + dD

υ = k·[A]^a·[B]^b,

где [A] и [B] – концентрации веществ А и В в моль/л,

k – константа скорости реакции.

Концентрации твердых веществ, в случае гетерогенной реакции в кинетическое уравнение не включают.

Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ определяется законом действующих масс:

υ = k·[A]^a·[B]^b

Очевидно, что с увеличением концентраций реагирующих веществ, скорость реакции увеличивается, т.к. увеличивается число соударений между участвующими в реакции веществами.

Зависимость скорости от температуры. Правило Вант-Гоффа: Скорость большинства химических реакций при повышении температуры на 10° увеличивается от 2 до 4 раз.

υ_Т2 – скорость реакции при температуре t₂, υ_Т1 – скорость реакции при температуре t₁, γ — температурный коэффициент (γ = 2¸4).

Влияние катализаторов. Катализаторы увеличивают скорость реакции (положительный катализ). Скорость реакции растет, так как уменьшается энергия активации реакции в присутствии катализатора. Уменьшение энергии активации обусловлено тем, что в присутствии катализатора реакция протекает в несколько стадий с образованием промежуточных продуктов, и эти стадии характеризуются малыми значениями энергии активации.

Ингибиторы замедляют скорость реакции (отрицательный катализ).

Задача. Рассчитайте, во сколько раз изменится скорость реакции Н₂+С1₂ = 2НС1 при увеличении давления в 2 раза.

Решение: в реакции: H₂ + Cl₂ = 2HCl

υ_прям = k×[H₂] ×[Cl₂];

υ_обр = k×[HCl]²

При увеличении давления в 2 раза концентрация веществ увеличится тоже в 2 раза и скорость реакции станет равна:

υ_прям2= k×[2H₂] ×[2Cl₂]

υ_прям2/ υ_прям1= k×[2H₂] ×[2Cl₂]/k×[H₂] ×[Cl₂] = 4,

υ_прям возрастает в 4 раза.

Задача.Рассчитайте скорость реакции между растворами хлорида калия и нитрата серебра, концентрации которых составляют соответственно 0,2 и 0,3 моль/л, а k=1,5∙10^-3л∙моль^-1∙с^-1

Решение.

AgNO₃ + KCl = AgCl↓ + K NO₃

Скорость прямой реакции равна:

v = k·[AgNO₃]·[KCl]

v = 1,5∙10^-3 *0,2 * 0,3 = 9·10^-5  моль/л·с

Таким образом скорость реакции равна v = 9·10^-5  моль/л·с

Задача.Температурный коэффициент реакции равен 2,5. Как изменится ее скорость при охлаждении реакционной смеси от изменения температуры от 50 °С до 30 °С?

Решение.

Воспользуемся правилом Вант-Гоффа

Скорость реакции уменьшится в 6,25 раз

Задания:

1. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции при повышении температуры от 30 до 70 ^∘С, если температурный коэффициент скорости равен 2.

2. Как изменится скорость реакции: S (тв) + O₂ (г) = SO₂ (г) при увеличении давления в системе в 4 раза?

3. При температуре 10 ºС реакция протекает за 5 мин, при 20ºС – за 1 мин. Рассчитайте температурный коэффициент скорости реакции.

3) Оформление отчета по лабораторной работе и подготовка к ее защите.

Тема№11: Металлы и неметаллы.

Цель:сформировать понятия простым веществам металлам и неметаллам, сравнить, описать применение и значение в жизни человека.

1) Написание и защита рефератов на темы: "История получения и производства алюминия", "Тяжелые металлы загрязнители ОС", "Роль металлов в истории человеческой цивилизации", "История отечественной черной металлургии. Современное металлургическое производство".

2) Создание презентации на темы: "Коррозия и меры борьбы с ней".

3) Систематическая проработка конспектов занятий, учебной литературы и ответы на контрольные вопросы по теме.

Контрольные вопросы:

1. Что называется металлом (сплавом)? Почему сплавы более широко применяются в технике, чем чистые металлы?

2. В чем различие между цветными и черными металлами? Приведите примеры использования металлов в технике.

3. Перечислите известные вам химические и физические свойства металлов.

4. Что называется жаропрочностью металлов? Приведите примеры применения в технике жаропрочных сплавов.

5. Назовите известные вам технологические свойства металлов. Для чего нужно знать технологические свойства металлов?

6. Перечислите известные вам физические свойства металлов. Для чего необходимо знать физические свойства металлов?

7. Что называется сталью? Какими физическими свойствами обладает сталь?

8. Охарактеризуйте алюминий и его сплавы. Приведите примеры их использования.

9. Что называется неметаллом?

10. Перечислите известные вам физические свойства неметаллов.

11. Что такое коррозия? Виды коррозии.

12. Перечислите известные вам методы борьбы с коррозией.

ЛИТЕРАТУРА

Основные источники:

1. О.С.Габриелян. Учебник для общеобразовательных учреждений. «Химия. 10 класс. Базовый уровень». – М.: Дрофа, 2014 г

2. О.С.Габриелян. Учебник для общеобразовательных учреждений. «Химия. 11 класс. Базовый уровень». – М.: Дрофа, 2014 г

Дополнительные источники:

1. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Химия для профессий и специальностей технического профиля: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.

2. Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Сладков С.А., Дорофеева Н.М. Практикум: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.

3. Габриелян О.С., Остроумов И.Г., Сладков С.А. Химия: пособие для подготовки к ЕГЭ: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.

4. Габриелян О.С., Лысова Г.Г. Химия. Тесты, задачи и упражнения: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.

5. Ерохин Ю.М., Ковалева И.Б. Химия для профессий и специальностей технического и естественно-научного профилей: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.

6. Ерохин Ю.М. Химия: Задачи и упражнения: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.

7. Ерохин Ю.М., Ковалева И.Б. Химия для профессий и специальностей технического профиля. Электронный учебно-методический комплекс. - М., 2014.

8. Сладков С. А., Остроумов И.Г., Габриелян О.С., Лукьянова Н.Н. Химия для профессий и специальностей технического профиля. Электронное приложение (электронное учебное издание) для студ. учреждений сред. проф. образования. - М., 2014.

Интернет-ресурсы

1. www.hemi.wallst.ru (Образовательный сайт для школьников «Химия»).

2. www.alhimikov.net (Образовательный сайт для школьников).

3. www.chem.msu.su (Электронная библиотека по химии).

4. www.hvsh.ru (журнал «Химия в школе»).

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/389026-metodicheskie-rekomendacii-dlja-studentov-po-