Решение задач по химическим уравнениям

Автор: Игнатьева Татьяна Владимировна

Организация: МАОУ «СОШ №11»

Населенный пункт: Кемеровская область, г. Гурьевск

При изучении химии широко используется метод открытия новых знаний, который основан на применении технологии проблемно-диалогического обучения. Именно этот метод позволяет научить школьников на начальном этапе изучения химии применять полученные теоретические знания на практике. 

Данная технология деятельностного обучения позволяет реализовать требования ФГОС, применить основы функциональной естественно-математической грамотности, широко использовать метапредметные связи и используется, чтобы научить школьников самостоятельно ставить и решать проблемы, которые возникают при решении химических задач.

Цели урока: создание условий для успешного усвоения новых знаний при решении задач по химическим уравнениям, отработка алгоритма решения задач по уравнениям химических реакций.

Тип урока: открытие новых знаний

Задачи урока: сформировать понятия о количественной стороне химического уравнения; отработать умения производить математические расчеты, с использованием       химических уравнений разного типа сложности; научить определять количество, массу и объем разных по сложности веществ, исходя из заданного уравнения реакции;. познакомить с алгоритмом решения задач по химическому уравнению; создать условия для овладения межпредметными понятиями, элементами научного знаниями, лежащими в основе научной картины мира, и формирования УУД:

познавательных (формируем умение использовать знако - символические средства, общие схемы решения, умение решать задачи по химическим уравнениям, применять знания полученные на уроках математики; уметь применять общие схемы решения, проводить расчеты, делать выводы);

регулятивных (умение осуществлять целеполагание, планировать свою деятельность,  анализировать индивидуальные достижения, обобщать данные);

коммуникативных (умение работать в парах постоянного и переменного состава, слышать, слушать и понимать друг друга, эффективно сотрудничать с учителем и своими одноклассниками, грамотно строить высказывания и вопросы, работать с полученной информацией). 

Оборудование: видеофрагмент (Химия 8 класс (Урок№1 - Предмет химии. Вещества и их свойства), непрограммированный калькулятор, презентация по теме, карточки-задания, алгоритм решения задач по химическим уравнениям, мультимедийное оборудование. 

 

Ход урока

 

Организационный момент

(слайд 2) 

Учитель.

Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность

Бернард Шоу

Поясняем, что на уроке учащиеся будут работать парами с карточками-заданиями    разной сложности. Задания у пар не повторяются. Каждая пара имеет свое задание.

 

Актуализация опорных знаний. Мотивация 

 

На экране видеофрагмент видеоролика (Химия 8 класс (Урок №1 - Предмет химии. Вещества и их свойства)

 

 Учитель. 

? Давайте вспомним, что лежит в основе изучения химии?

? Из чего состоит вещество?

? Как можно записать вещество?

? Что такое химическая формула?

? Какую информацию можно получить о веществе исходя из химической формулы? (слайд 3)

? Что происходит с веществами в природе?

? Как называются такие превращения

? Как записать химическую реакцию?

? На основе какого закона составляются химические уравнения?

? А теперь давайте проанализируем. Что нужно человеку, чтобы общаться с друг другом, строить предложения, читать? (слайд 4) (приложение 1).

 

Буква	Слово	Предложение
Химический знак	Химическая формула	Химическое уравнение
Н, Са, О,	Н2О, СаО. СаН2	Са + 2Н2О = Са(ОН)2 + Н2↑ СаН2 + Н2О = Са(ОН)2 + Н2↑
Химический элемент	Вещество	Химическая реакция (явление – превращения одних веществ в другие)

 

? Что показывает химическое уравнение? (слайд 5) 

?Какую информацию о реакции мы можем получить по соответствующему химическому уравнению? (какого типа данная реакция, какие вещества вступают и образуются в результате реакции по составу, количеству, сложности, классу). 

Вещества участвующие в реакции называются реагентами – до знака равенства исходными веществами, после знака равенства – продуктами реакции. (слайд 5)

Химические уравнения имеют не только качественную, но и количественную сторону.

Представьте, что вы готовитесь к празднику и вам нужно приготовить сладкий стол. 

? С чего вы начнете? 

? Как поступить так, чтобы никого не обидеть и всем всего досталось?! 

Когда вы готовите любые блюда, вы обязательно рассчитываете, а сколько чего нужно взять, чтобы накормить всех гостей. 

В химии для этого проводят расчеты по соответствующим уравнениям реакции. На точных химических расчетах построена металлургия, фармакология, медицина, пищевая промышленность и др. области химической промышленности (слайд 6). 

Для того, чтобы произвести расчеты необходимо составить уравнение реакции, согласно закона сохранения массы вещества. 

? А задумывались ли вы, а для чего нужны коэффициенты в реакции? 

Коэффициенты в химическом уравнении показывают количественные соотношения исходных веществ и продуктов реакции.

 

Введение новых знаний  

 

Рассмотрим реакцию образования оксидной пленки на поверхности алюминия (слайд 7): 

4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃ 

?Какую информацию о реакции можно получить по соответствующему химическому уравнению? (реакция соединения, вещества простые и сложные)

Это вы сказали о качественной стороне. Но есть еще и количественная сторона реакции (слайд 8).

4Al   +   3O₂   =   2Al₂O₃ 

4 моль   3моль     2 моль

M (Al)    M(O₂)    M(Al₂O₃)

27г/моль   16г/моль  102г/моль

108 г          96 г          204 г

Таким образом, имея химическое уравнение, мы можем осуществлять простейшие расчеты, решать задачи по химическим уравнениям. 

? Сформулируйте тему нашего урока (формулируют тему: «Решение задач по уравнениям химически реакций»). 

? Исходя из темы, сформулируйте цель урока (формулируют цель: научиться выполнять расчеты по уравнениям химических реакций т. е.  научиться решать задачи) (слайд 9).

М. В. Ломоносов писал: «Химик без знания физики и математики подобен человеку, который все должен искать щупом»…

 

Самостоятельная работа по карточкам заданиям

 

Учитель. 

? Давайте еще раз вспомним,  какие количественные характеристики вещества нам сегодня необходимы? (количество вещества, масса, молярная масса, объем, молярный объем).

? Как они обозначаются? (слайд 10)

? Как они связаны друг с другом? (слайд 11)

? Какие задачи должны выполнить на уроке?  (разобрать алгоритм решения задач, решить самостоятельно задачи с взаимопроверкой, решить задачи на закрепление). 

            

Учитель. 

Рассмотрим на примере, какие расчеты в первую очередь необходимо произвести при решении задач (слайд 12).

 Задача 1. По уравнению химической реакции окисления алюминия рассчитайте сколько (моль) кислорода необходимо для получения 0,2 моль оксидной пленки [2, стр. 88] (слайд 13).

Дано:                                         1. Составляем уравнение реакции

n(Al₂O₃) = 0,2 моль                                   х моль    0,2 моль

                                                          4Al + 3O₂     =  2Al₂O₃

Найти: n(O₂)-?                                            3 моль    2 моль

1. Подчеркнем вещества, о которых идет речь в задаче, и   подпишем данные задачи над формулами, а данные уравнения реакции под формулами.
2. Рассуждаем: для получения 2 моль оксида алюминия необходимо 3 моль кислорода, а для получения 0,2 моль оксида алюминия х моль кислорода и составляем пропорцию:

х/3=0,2/2, следовательно х = 3х0,2/2 = 0,3 моль (О₂)

Таким образом для получения 0,2 моль Al₂O₃ необходимо 0,3 моль кислорода (н.у.) 

Учитель. 

Давайте сформулируем общий вывод. 

? Что нужно сделать, чтобы узнать количество неизвестного вещества?

Для того, чтобы узнать количество неизвестного вещества, нам необходимо знать в каких количественных соотношениях находятся вещества в уравнении реакции, это соотношение должно при расчетах сохраниться. 

Проблемный вопрос.  

? Почему при решении задач по химическим уравнениям достаточно оперировать двумя веществами? (учащиеся высказывают предположения).

Учитель. 

У вас на столах карточки с разными задачами, выполните в парах первый вариант предложенной задачи на нахождение молей указанных веществ по химическому уравнению. Занесите полученные ответы в карточки (приложение 2).

 

Первичное закрепление нового материала, контроль 

 

После усвоения материала проводят первичное закрепление – самостоятельно решают задачи с последующей взаимопроверкой и проверкой  учителем.

Учитель. 

Поменяйтесь своими карточками с соседями и проверьте правильность выполнения задания. Поставьте «+» если ответ правильный и «-», если ответ неверный. Поднимите руку у кого стоит  «+» ! «-»!

 

Введение новых знаний

 

Учитель. А можем ли мы определить количество вещества одного реагента, если  известна масса или объем другого реагента? (слайд 14)

Задача 2.  Определить количество вещества оксида фосфора(V), которые можно получить при сгорании фосфора в 8 г кислорода (н.у.) (слайд 15)

Дано:

m(O₂) = 8 г

Найти:

n(P₂O₅) -?

1. Составляем уравнение реакции.

0,25 моль   х моль

4P  +  5O₂   =   2P₂O₅

       5 моль       2 моль

1. Переведем массу кислорода в моли по формуле: m = n x M

M(O₂) = 32 г/моль, откуда

n(O₂) = 8/32 = 0,25 моль

1. Вносим данные в уравнение, составляем пропорцию и решаем ее.

0,25/5=х/2   х= 0,25х2/5= 0,01 моль (Р₂О₅)

Ответ: n(P₂O₅) = 0,01 моль

Задача 3. Определить количество вещества оксида фосфора(V), которые можно получить при сгорании фосфора в 11,2 л кислорода (н.у.) (слайд 16, 17).

Дано:

V(O₂) = 11,2 л

Найти:

n(P₂O₅) -?

1. Составляем уравнение реакции.

0,5 моль   х моль

4P  +  5O₂   =   2P₂O₅

       5 моль       2 моль

1. Переведем объем кислорода в моли по формуле: V = n x Vm

Vm(O₂) = 22,4 л/моль, откуда

n(O₂) = 11,2/22,4 = 0,5 моль

1. Вносим данные в уравнение, составляем пропорцию и решаем ее.

0,5/5=х/2   х= 0,5х2/5= 0,2 моль (Р₂О₅)

Ответ: n(P₂O₅) = 0,2 моль

 

Закрепление новых знаний. Самостоятельная парная работа

 

Учитель. 

Решаем второй вариант задачи парами. Карточки с подписанными фамилиями сдаем на проверку (самостоятельная работа).

Учитель. 

Давайте подведем итоги нашего урока, ответив на вопрос: 

? Какие действия необходимо произвести, чтобы решить задачу?[2, стр. 86] (слайд 18) (приложение 3).

 

Алгоритм решения расчетной задачи  по химическому уравнению   Составить уравнение химической реакции с расстановкой коэффициентов.  Подчеркнуть формулы веществ, которые необходимы для решения задачи. Над формулами в предложенном уравнении записать количественные данные о веществах с указанием единиц измерения, которые известны или их можно рассчитать, исходя из условия задачи, и искомую величину с единицами ее измерения (единица измерения у одного и того же вещества должна быть одинаковой). Под формулами подчеркнутых веществ записать количественные величины (моль), согласно коэффициентам. На основании количественных данных составить пропорцию и решить ее. Ответить на вопрос задачи.  Оформить ответ.

 

 

Рефлексия

 

Учитель. 

? Что нового узнали на уроке?

? Какую цель мы поставили перед уроком изучения нового материала?

? Достигли ли вы цели поставленной перед изучением нового материала? 

? Какие трудности возникли при изучении нового материала?

? Что необходимо усвоить при решении задач по химическим уравнениям?

? Что на уроке не понравилось? Почему?

? На что необходимо обратить внимание, чтобы решение задач стало успешным?

 

Учитель.

 

Закончить наш урок, я хочу словами Д. Пойма: «Недостаточно лишь понять задачу, необходимо желание решить ее. Где есть желание, найдется путь…»

 

. Домашнее задание 

 

(иинформация о домашнем задании)

§ 29 стр. 167, вопросы 3, 4 на стр 172.

Доп. Составить задачу и решить ее согласно записанному уравнению реакции  Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑[4, стр. 59]

 

Ключевые слова: вещество простое и сложное, молекула, молекулярная формула, химическое уравнение, моль, масса, объем, молярная масса, молярный объем, расчеты.

 

ЛИТЕРАТУРА

1. Габриелян, О. С. Химия 8 класс: учебник / О. С. Габриелян. – 3-е изд., перераб. – М. : Дрофа, 2014. – 287 с.: ил. – Текст непосредственный.
2. Габриелян, О. С. Химия 8 класс: учеб. для общеобразоват. организаций / О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов, С. А. Сладков. – 2-е изд.  – М. : Дрофа, 2020. – 175 с.: ил. – Текст непосредственный.
3. Габриелян, О. С. Химия 8 класс: рабочая тетрадь к учебнику О. С. Габриеляна «Химия. 8 класс» / О. С. Габриелян, С. А. Сладков. –  М. : Просвещение, 2013. – 207, [1] с.: ил. – Текст непосредственный.
4. Некрасова, Л. И. Химия. 8 класс. Карточки заданий к учебнику Габриеляна О. С. / Л. И. Некрасова – Саратов : Лицей, 2004. – 112 л. : табл. ; 21 см.; – Текст непосредственный.

 

Полный текст статьи см. приложение

1. file0.doc (122,5 КБ)
2. file1.pptx (1,1 МБ)

Опубликовано: 05.11.2024