Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных

Вид материала

Содержание

Vii. вещества живых клеток
Viii. химические знания в жизни человека
Вариант 2. Химия и медицина
Вариант 3. Химия на кухне
Лабораторные опыты.
Ix. защита окружающей среды от воздействия вредных органических веществ
I. теоретические основы общей химии
Щелочные металлы.
Щелочноземельные металлы.
Третья группа элементов.
Ii. химия окружающей среды

Подобный материал:

1 2 3 4 5

Тема 16. Промышленное производство органических соединений (8/12 ч)

Переработка газа и нефти, коксование угля. Проблема повышения качества бензина. Пути замены его экологически менее вредными видами топлива.

Промышленность органического синтеза; производство этанола и метанола, уксусной кислоты.

Производство полимерных материалов: полиэтилена, синтетических волокон, каучука. Обобщение сведений о научных принципах организации производства.

Демонстрации. Химико-технологический эксперимент, моделирующий процессы переработки нефти, синтеза этанола, метанола и уксусной кислоты. Установление фракционного состава «бензина* методом газовой хроматографии.

Расчетные задачи. Решение задач с производственным содержанием на выход продукта в процессах органического синтеза.

VII. ВЕЩЕСТВА ЖИВЫХ КЛЕТОК

Тема 17. Аминокислоты. Пептиды. Белки

(4/6 ч)

Аминокислоты: функциональные группы. Понятие об асимметрическом атоме и оптической изомерии. Изомерия по положению аминогруппы.

а-Аминокислоты в составе белков. Заменимые и незаменимые, их примеры и названия. Физические свойства аминокислот.

Нейтральные, основные и кислотные аминокислоты в зависимости от числа входящих в их состав функциональных групп. Биполярный ион. Изоэлект-рическая точка. Образование пептидов. Пептидная

связь. Полипептиды в природе: гормоны, антибиотики, токсины.

Применение и получение аминокислот в лаборатории.

Капроновое волокно — продукт поликонденсации [3-аминокапроновой кислоты.

Белки. Классификация: простые (глобулярные, фибриллярные) и содержащие небелковые группы. Понятие о простетических группах. Физические свойства белков. Структура: первичная. Использование УФ-спектроскопии и метода анализа концевых групп для изучения первичной структуры белка. Работы Ф. Сэнджера по определению структуры инсулина. Вторичная, третичная и четвертичная структура молекул белков. Характеристика связей, поддерживающих эти структуры. Обратимая и необратимая денатурация. Синтез белков. Метод твердофазного синтеза пептида. Значение синтетических белков. Понятие о биотехнологии, ее достижениях и проблемах.

Демонстрации. Денатурация белков под действием фенола, формалина, кислот, нагревания. Модели белковых молекул.

Лабораторные опыты. 1. Растворение белков в воде. 2. Коагуляция желатина спиртом. 3. Цветные реакции на белки: ксантопротеиновая, биуретовая. 4. Обнаружение белка в молоке.

Тема 18. Жиры (4/4 ч)

Группа липидов: жирные кислоты, жиры, масла', воски, фосфолипиды, гликолипиды, стероиды — отсутствие общих структурных особенностей; способность к растворению в органических растворителях.

Масла: жирные, минеральные, эфирные — их состав, источники получения.

Триглицериды — сложные эфиры жирных кислот. Физические свойства (растворимость, темпера-

туры плавления). Насыщенные и ненасыщенные высшие жирные карбоновые кислоты. Состав и номенклатура триглицеридов. Химические свойства: омыление едкими щелочами; водой в присутствии катализатора. Гидрогенизация, присоединение галогенов. Степень насыщенности жира, йодное (бромное) число. Прогоркание жиров. Превращение жиров в организме человека, их гидролиз под действием ферментов. Энергетическая ценность жиров. Маргарин: характеристика состава и получения.

Мыла — соли высших жирных кислот. Гидрофильный и гидрофобный концы молекул, причины моющего действия мыл. Получение, взаимодействие с солями, обусловливающими жесткость воды. Синтетические моющие средства.

Демонстрации. Растворимость жиров. Обнаружение в растительных маслах непредельных карбоно-вых кислот.

Тема 19, Углеводы (6/8 ч)

Образование углеводов в процессе фотосинтеза. Глобальный характер его значения. Роль углеводов в

питании человека.

Происхождение термина «углеводы», общая формула соединений, их классификация.

Моносахариды. Глюкоза: физические свойства, значение для организма человека. Строение молекулы: альдегидная и циклическая формы. Химические свойства. Природные источники и способы получения. Фруктоза. Рибоза и дезоксирибоза — краткая характеристика состава, строения, распространенности в природе.

Дисахариды. Сахароза: из истории применения. Биологическое значение. Состав. Физические свойства. Промышленное получение. Гидролиз.

Полисахариды. Гликоген: роль в организме человека. Причины диабета и профилактика его возникновения. Крахмал и целлюлоза— природные полимеры, сравнительная характеристика их состава, структуры, свойств, нахождения в природе, применения. Декстрины.

Нитраты и ацетаты целлюлозы. Их получение,

свойства, применение.

Демонстрации. Опыты, подтверждающие химические свойства глюкозы и сахарозы. Растворение клетчатки в медно-аммиачном реактиве. Гидролиз целлюлозы в присутствии серной кислоты.

Лабораторные опыты. 1. Реакции «серебряного и медного» зеркала. 2. Получение декстринов нагреванием крахмала и их взаимодействие с иодом, спиртом и щелочью. 3. Взаимодействие крахмала с иодом. 4. Гидролиз крахмала.

Тема 20. Нуклеиновые кислоты (3/3 ч)

Понятие о нуклеиновых кислотах как природных полимерах. РНК и ДНК, их местонахождение в живой клетке и их биологические функции. Состав мономеров — нуклеотидов (пирамидиновое или пу-риновое основание, рибоза или дезоксирибоза, фосфорная кислота). Роль водородных связей в нуклеиновых кислотах. Двойная спираль ДНК. Роль нуклеиновых кислот в биосинтезе белка. Понятие о транскрипции и трансляции.

Тема 21. Особенности процессов биотехнологии (2/3 ч)

Биотехнология как многопрофильная научно-промышленная отрасль. Ее значение для научно-технического прогресса.

Микробиологический синтез. Принципиальная схема получения биомассы. Факторы, определяющие рост и развитие микроорганизмов: питательная среда, концентрация кислорода, физико-химические параметры (температура, давление, рН, окислительно-восстановительный потенциал). Получение белка из очищенных жидких парафинов; перспективы биосинтеза белка из метанола.

Отрасли микробиологической промышленности. Генетическая инженерия как совокупность методов, позволяющих искусственно конструировать молекулы наследственного материала (ДНК). Применение генетической инженерии для создания продуцентов белка человека, лекарственных препаратов, генетического синтеза клеток растений.

Инженерная энзимология как совокупность методов использования ферментов в качестве биокатализаторов для промышленного получения различных веществ. Преимущества использования ферментов как катализаторов в процессах химической технологии (значительное повышение скорости химических реакций, снижение энергоемкости процессов, повышение эффективности и экономичности производства).

Принципиальные схемы некоторых ферментативных синтезов: получение глюкозы из целлюлозы, получение кормового белка гидролизом и дрожжеванием древесных и других целлюлозосодержащих отходов.

Биотехнологические способы добычи цветных металлов и редких элементов. Принципиальная схема бактериального выщелачивания. Введение в оборот бедных и сверхбедных руд.

Перспективы развития биотехнологии. Ее значение в решении продовольственной проблемы, энерго- и ресурсосбережении, организации замкнутых производственных циклов. •

Проблемы экологического и гуманитарного (нравственного) характера, связанные с последствиями биотехнологических исследований и производств.

Демонстрации. Таблицы и схемы биотехнологических производств.

Практические занятия. 1. Выявление влияния температуры и аэрации на полноту прохождения процесса уксусного брожения (2ч). 2. Выявление влияния температуры и кислотности среды на полноту прохождения гидролиза крахмала под действием

амилазы слюны.

Тема творческой работы: «Проблемы и перспективы развития биотехнологии».

VIII. ХИМИЧЕСКИЕ ЗНАНИЯ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА

Тема 22. Химия в быту

Вариант 1. Химия и косметика (3/4 ч)

Из истории применения душистых веществ и мыла. Состав туалетного мыла. Приемы ухода за кожей. Меланин, Механизм загара. Кремы для загара на основе аминобензоата. Препараты из белковых веществ и их гидролизатов как средства ухода за волосами, кожей, ногтями.

Волосы. Белковый состав. Обесцвечивание волос с помощью пероксида водорода (перекиси водорода) и гидроксида аммония. Понятие о сущности превращений в ходе химической завивки (взаимодействие тиогликолевой кислоты с кератином волос). Гель для укладки волос. Применение в косметике препаратов, содержащих соединения серы и селена.

Дезодоранты, их дезинфицирующее действие, предотвращающее развитие микроорганизмов. «Фреоновая опасность», заменители фреонов в аэрозольных упаковках. Шариковые дезодоранты, пудры, карандаши.

Эфирные масла — смеси душистых веществ, относящихся к разным классам органических соединений. Розовое масло.

Декоративная косметика. Театральный грим.

Вариант 2. Химия и медицина (3/4 ч)

Лекарства и яды в древности и средневековье.

Хлорная известь и фенол — первые средства дезинфекции.

Поль Эрлих — один из основоположников химиотерапии: селективного уничтожения возбудителей болезней с помощью эффективных химических препаратов. Идея планомерного изменения химической структуры под углом зрения поставленной цели* Первые лекарственные препараты против сифилиса и малярии. Создание сульфаниламидных препаратов. Чудесный гриб Александра Флемминга. Синтез антибиотиков. Витамины: работы Н.Н.Лунина, К. Функа, И. И. Бессонова. Проблема диабета и инсулин.

Проблема химиотерапии вирусных заболеваний. Интерферон. Поиск препаратов против СПИДа.

Исследование взаимосвязи между химической структурой и биологической активностью молекул. Использование ЭВМ для поиска наиболее действенных структур молекул для получения лечебных препаратов.

Биологически активные соединения. «Память воды». Открытия Ганемана, Г. Н. Шангина-Березовского, Ж. Бенвениста. Малые дозы — сигналы водной фазе клеток организма.

Полимеры в медицине: изготовление из пластмасс и других материалов сосудов, суставов, органов и т. п. Контактные линзы из полиметакрилата, кремний- и фторуглеродных соединений.

Кислород и углекислоты; дыхание: гипер- и гипо-вентиляция. Различные системы лечебного дыхания.

Вредные вещества в вашем доме и их источники. Растения (хлорофитум), поглощающие из воздуха вредные примеси. Фитонциды некоторых растений в качестве лечебных средств. О правилах приема лекарственных препаратов.

Наркотики: примеры, характер влияния на организм, опасность применения.

Вариант 3. Химия на кухне (3/4 ч)

Пищевая ценность белков, жиров, углеводов. Минеральные вещества: микро- и макроэлементы. Хлорид натрия и сахароза: умеренность и осторожность. Заменители сахара: аспаркам, цикламат, сахарин. Консерванты пищевых продуктов: сернистый газ, сульфит натрия, бензойная кислота и др.; ароматизаторы: глутамат натрия и др.

Чай и кофе: вещества, входящие в их состав.

О некоторых процессах, происходящих в ходе приготовления мяса: изменение окраски при тепловой обработке вследствие окисления железа; роль нитрит-ионов в обеспечении консервированному мясу розовой окраски; образование акролеинового альдегида при горении жиров.

Химические процессы, происходящие при варке картофеля. О составе и свойствах сливочного и растительного масла. О механизме черствления хлеба (за счет перехода амилозы в спиральную конформацию).

Органические кислоты на кухне.

Пряности: жгучий, пряный и холодящий вкус; коричный альдегид в составе корицы, цингерон как компонент имбиря, ментол в составе мяты. Сернистые соединения, обусловливающие запах лука и чеснока.

Демонстрации. Распознавание углеводов с помощью цветной реакции Молиша. Карамелизация сахара и его горение в присутствии катализатора. Обнаружение крахмала в маргарине. Изучение свойств чая как природного индикатора.

Лабораторные опыты. Ознакомление с запахами пряностей.

Вариант 4, Химические знания в развитии материальной культуры человечества (химия и живопись) (3/4 ч)

Монументальная и станковая живопись. Основные материалы, используемые для создания живописных художественных произведении: художественные краски (пигменты и связующие), грунты, основы.

Техники живописи. Энкаустика: восковые краски. Свойства воска, обусловливающие прочность и долговечность красочного слоя. Обработка воска с целью повышения его температуры плавления. Из истории энкаустической живописи и ее возрождения российскими художниками в XX в. Фресковая живопись: механизм затвердевания красок на поверхности сырой штукатурки (реакция карбонизации извести). Особенности пигментов для фресок. Краски русских изографов, их источники и способы приготовления. Устойчивость пигментов к щелочной среде. Фрески Ф. Грека, Дионисия, А. Рублева и других изографов — ценнейшее достояние российской культуры. Фресковая живопись Италии: Джотто, Леонардо да Винчи, Рафаэль, Микеланджело и др.

Масляная живопись. Состав связующего. Непредельные карбоновые кислоты в составе высыхающих масел (льняного, макового, орехового и др.)- Сведения о механизме высыхания масел. Пигменты для масляной живописи. Сведения об истории возникновения и распространения масляной техники. Темпера: использование яичных, клеевых, поливинилацетатных эмульсий в качестве связующих. Из истории темперной живописи в Европе и России. Краткие сведения о пастели, гуаши, акварели.

Демонстрации. Репродукции картин. Образцы акварельных, темперных, пастельных и других видов красок. Образцы воска, гашеной и негашеной извести, рубленого волокна льна, гипса, растительных масел (льняного, оливкового и др.). Образцы сиккативов. Карбонизация гашеной извести. Получение берлинской лазури и разрушение ее в щелочной среде. Получение яичной эмульсии из желтка и уксуса и приготовление темперной краски из порошка малахита.

IX. ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ВОЗДЕЙСТВИЯ ВРЕДНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ

Тема 23. Обобщение знаний по курсу органической химии. Химическая экология (4 ч)

Основные положения теории химического строения. Классы органических соединений. Реакции в органической химии. Генетическая связь органических соединений.

Химическая экология как комплексная наука, позволяющая изучать состояние окружающей среды и способствовать ее улучшению. Комплексный характер воздействия на окружающую среду и популяции живых особей различных органических веществ (углеводородов, фенолов, биологически активных веществ и др.).

Способы уменьшения негативного воздействия на природу органических соединений.

11 класс

(3/4 ч в неделю; всего 102/136 ч, из них 2ч — резервное время)

I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ

(58ч)

Тема 1. Основные теории, законы и понятия химии (8/10 ч)

Основные понятия химии: химический элемент, химическое соединение, химическая реакция, технология. Периодичность. Периодический закон и периодическая система Д. И. Менделеева в свете электронной теории строения. Теория электролитической

диссоциации. Теория химического строения. Теории и закономерности протекания химических реакций: основные понятия, положения, законы, следствия, границы применимости.

Роль химических теорий и законов в объяснении и предсказании явлений природы, в прогнозировании новых синтезов веществ с заданными свойствами, в формировании научного миропонимания.

Современные методы химии. Отрасли химического знания.

Демонстрации. Модели атомов, молекул, кристаллических решеток. Слайды «Методы современной химии». Набор кодограмм «Теоретические основы

общей химии».

Практические занятия. 1. Выполнение и описание химических реакций на разных теоретических уровнях. 2. Работа с моделирующей программой ПЭВМ «Современные методы химического анализа».

Тема творческой работы: «Эволюция представлений о веществах и составляющих их молекулах на разных теоретических уровнях (на примерах веществ: вода, сероводород, этанол, бензол, изопрен, глюкоза, меланин и др.)».

Тема 2. Химическая статика (10/12 ч)

Роль теории строения атома в понимании строения вещества. Виды химической связи, пространственное строение молекул. Микро- и макроуровни организации вещества (на примерах веществ: вода, углекислый газ, диоксид кремния, уксусная кислота, магний). Бертолиды и дальтониды. Общность и различия в строении и свойствах органических и неорганических веществ.

Комплексные соединения: координационная теория; комплексообразование и его причины; внешняя и внутренняя сферы комплексного соединения, природа связей между центральным ионом и дигандами. Комплексные соединения в природе. Применение комплексов в фотографии, электрохимии, катализе и др.

Возможность существования любого вещества в трех состояниях. Чистые вещества. Смеси. Дисперсные системы.

Демонстрации. Модели атомов, молекул, кристаллов. Опыты, демонстрирующие электропроводность, отношение к нагреванию, к растворителям органических и неорганических веществ. Образцы далътони-дов и бертолидов. Получение комплексных соединений серебра, меди, кобальта.

Лабораторные опыты. Получение комплексных соединений железа (II) и (III), меди, серебра, цинка.

Практическое занятие. Получение и изучение свойств комплексных соединений.

Расчетные задачи. Определение состава органических и неорганических веществ по данным их анализа. Задачи на определение состава смесей.

Тема 3. Химическая динамика (10/15 ч)

Место химических реакций среди других взаимодействий в природе (ядерных, гравитационных, электромагнитных и др.). Комплексное рассмотрение энергетических (энтальпия, внутренняя энергия, энтропия), кинетических (скорость реакции взаимодействия частиц, энергия активации) и структурных (природа вещества) факторов, определяющих возможность и направление протекания химических реакций (энергия Гиббса).

Обобщение знаний о механизмах реакций (ионных, свободнорадикальных, цепных, полимеризации и др.). Катализ. Автокатализ. Гомогенный и гетерогенный катализ.

Каталитические процессы в живой и неживой природе. Свойства и механизм действия ферментов. Роль ферментов в промышленности, в промышленных процессах и живой природе. Сравнение особен-

ностей протекания реакций между органическими и неорганическими веществами.

Демонстрации. Опыты, демонстрирующие зависимость скорости реакции: а) от природы реагирующих веществ: взаимодействие соляной кислоты с магнием и цинком; б) от концентрации реагирующих веществ: растворов тиосульфата натрия и серной кислоты; в) от температуры на примере окисления щавелевой кислоты до диоксидов углерода перманганатом калия в присутствии серной кислоты; г) от величины поверхности реагирующих веществ. Экзо- и эндотермические реакции. Влияние температуры на смещение химического равновесия при окислении оксида азота (II) в оксид азота (IV) кислородом. Опыты по гомогенному и гетерогенному катализу (например, окисление ацетона в присутствии медного катализатора и др.).

Лабораторные опыты. 1, Восстановление роданида железа тиосульфатом натрия в присутствии ионов меди. 2. Каталитическое разложение пероксида водорода в присутствии аммиаката меди, диоксида марганца и каталазы.

Практическое занятие. Влияние концентрации реагирующих веществ на химическое равновесие на примере взаимодействия растворов хлорида железа (III) и роданида калия.

Расчетные задачи. Расчеты по уравнениям таких случаев химического воздействия, когда необходим учет параллельного протекания нескольких реакций.

Тема 4, Химическая технология (8/10 ч)

Химическая технология как отрасль знания, соединяющая химическую статику и динамику. Обобщение знаний о принципах организации химических производств. Использование в химической технологии достижений других фундаментальных и прикладных наук. Безотходные и малоотходные технологии. Обзор прогрессивных технологий (низкотемпературных, плазмохимических, радиационно-химических процессов и др.). Применение в организации химических производств современных методов оптимизации и управления (гибкие автоматизированные системы производства, электронно-вычислительной техники). Необходимость экологической экспертизы новых технологий.

Демонстрации. Действующие модели, иллюстрирующие различные принципы и закономерности химической технологии.

Тема творческой работы «Роль химии в развитии научно-технического прогресса».

Тема 5. Обзор химических элементов и их соединений по подгруппам периодической системы Д. И. Менделеева (26/29 ч)

Элементы главных подгрупп:

Щелочные металлы. Строение атомов, особенности строения и свойств простых веществ, их получение и применение. Гидриды. Гидрид лития — источник водорода. Пероксиды. Особенность химической связи в пероксидах. Едкие щелочи. Распространение щелочных металлов в природе.

Щелочноземельные металлы. Особенности строения атомов. Распространение в природе. Основные минералы и их применение. Закономерное изменение свойств в группе. Типичные свойства и номенклатура оксидов, гидроксидов, карбонатов.

Третья группа элементов. Краткие сведения об элементах и их соединениях.

Четвертая группа элементов. Закономерности изменения свойств элементов и образуемых ими простых веществ в подгруппе. Способность к аллотропии как следствие строения атомов элементов. Свойство атомов углерода и кремния образовывать цепи. Роль соединений углерода и кремния в живой и неживой природе.

Валентные состояния олова и свинца, ряды образуемых ими соединений.

Пниктогены. Сведения об элементах и образуемых ими простых веществах. Прочность молекулы азота. Аллотропия фосфора. Азот и фосфор в составе природных и синтетических органических и неорганических соединений, их применение.

Сравнительная устойчивость водородных соединений пниктогенов. Кислородные соединения азота и фосфора. Фосфорные кислоты. АДФ и АТФ, макро-энергетические связи в их составе.

Халькогены. Сравнительная характеристика строения атомов элементов группы и обзор типичных валентных состояний и форм соединений. Участие атомов кислорода и серы в образовании водородных связей в живой и неживой природе.

Галогены. Строение атомов. Обзор типичных форм соединений. Сравнительная характеристика свойств галогеноводородных и кислородсодержащих (в высшей степени окисления) кислот.

Инертные газы. Химия инертных газов на современном этапе развития науки. Применение соединений.

Металлы побочных подгрупп. Особенности строения атомов, их типичные валентные состояния. Сведения о физико-химических свойствах. Участие металлов в окислительно-восстановительных реакциях. Металлы — -элементы в живой и неживой

природе.

Демонстрации. Взаимодействие лития и натрия с водой. Окрашивание пламени солями лития, калия, кальция, меди. Взаимодействие натрия с серой. Получение известковой воды и известкового молока путем растворения в воде кальция. Гашение негашеной извести. Горение кальция и магния. Опыт с борной кислотой. Опыты, подтверждающие амфотерность гидроксида алюминия. Пиролиз древесины. Адсорбционные свойства угля. Получение фосфина и окисление его на воздухе. Аллотропия кислорода, серы и фосфора. Обнаружение серы в белке. Денатурация белка. Опыты, подтверждающие сравнительную активность галогенов. Взаимодействие хлора с водородом на свету. Получение соляной кислоты. Качественные реакции на ионы металлов: серебра, меди, цинка, железа, хрома.

Лабораторные опыты. 1. Проявление гигроскопичности едкими щелочами (растекание на воздухе). 2. Экзотермичность процесса растворения щелочей в воде. 3. Опыты с известковой водой. 4. Подтверждение амфотерных свойств гидроксида алюминия.

Качественные реакции на нитрат- и фосфат-ионы.
Качественные реакции на катионы металлов.
Т. Опыты по взаимному вытеснению галогенов.

Практическое занятие. Решение экспериментальных задач по теме.

II. ХИМИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ (45 ч)

Введение(1/1 ч)

Земля — составная часть Вселенной. Геосферы Земли. Понятия о биосфере и техносфере.

Blog

Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных

Содержание