Разработка программы учебной дисциплины ОУД.10 химия для специальностей технического профиля 09.02.03 программирование в компьютерных системах

Пояснительная записка

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В УЧЕБНОМ ПЛАНЕ

РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1.

Количество часов на освоение программы учебной дисциплины

5.

СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

5.1.

Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

5.2.

Тематический план и содержание учебной дисциплины

6.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

6.1

Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

6.2

Информационное обеспечение обучения

7.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ВИДОВ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ

Вид учебной работы

Объем часов

Указывается форма обучения

(очная, заочная)

Максимальная учебная нагрузка (всего)

117

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

78

в том числе:

лекции

50

практические занятия

8

лабораторные работы

20

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

39

в том числе:

Работа над индивидуальным проектом

Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачета

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, практические работы, самостоятельная работа обучающихся.

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Раздел 1.

Общая и неорганическая химия

70

Тема 1.1.

Основные понятия и законы химии

Содержание учебного материала

2

1

Т/б. Научные методы познания веществ и химических явлений. Вещество. Атом. Молекула. Химический элемент. Простые и сложные вещества. Качественный и количественный состав веществ. Химические знаки и формулы. Относительные атомная и молекулярная массы.

Стехиометрия. Закон сохранения массы веществ. Закон постоянства состава веществ молекулярной структуры. Закон Авогадро и следствия из него. Количество вещества. Расчетные задачи на нахождение относительной молекулярной массы, определение массовой доли химических элементов в сложном веществе.

2

Тема 1.2.

Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева и строение атома

Содержание учебного материала

2

Периодический закон Д.И. Менделеева. Открытие Д.И. Менделеевым Периодического закона. Периодический закон в формулировке Д.И. Менделеева. Периодическая таблица химических элементов – графическое отображение периодического закона. Структура периодической таблицы: периоды (малые и большие), группы (подгруппы главная и побочная).

Атом-сложная частица. Ядро (протоны и нейтроны) и электронная оболочка. Изотопы. Строение электронных оболочек атомов элементов малых периодов. Особенности строения электронных оболочек атомов элементов больших периодов (переходные элементы). Понятия об s-, p-, d- орбиталях. Электронные конфигурации атомов химических элементов. Современная формулировка периодического закона.

2

Лабораторные работы

2

2

1. Моделирование построения Периодической таблицы химических элементов.

Тема 1.3.

Строение вещества

Содержание учебного материала

2

1

Типы химической связи. Ковалентная химическая связь. Механизм образования ковалентной связи (обменный и донорно-акцепторный). Электроотрицательность. Ковалентная полярная и неполярная связи. Кратность ковалентной связи. Ионная химическая связь. Катионы, их образование из атомов в результате процесса окисления. Анионы, их образование из атомов в результате процесса восстановления. Ионная связь, как связь между катионами и анионами за счет электростатического притяжения. Классификация ионов: по составу, знаку заряда, наличию гидратной оболочки.

1

2

3

4

Металлическая химическая связь, как связь между катионами и относительно свободными электронами за счет электростатического притяжения. Водородная химическая связь. Агрегатные состояния веществ и водородная связь. Твердое, жидкое и газообразное состояния веществ.

2

Типы кристаллических решеток. Молекулярные и атомные кристаллические решетки. Ионные кристаллические решетки. Свойства веществ с ионным типом кристаллической решетки. Металлическая кристаллическая решетка и металлическая химическая связь. Физические свойства металлов. Чистые вещества и смеси. Понятие о смеси веществ. Гомогенные и гетерогенные смеси. Состав смесей: объемная и массовая доли компонентов смеси, массовая доля примесей. Дисперсные системы.

2

Лабораторные работы

2

2

2. Ознакомление со свойствами дисперсных систем (Приготовление суспензии карбоната кальция в воде. Получение эмульсии моторного масла.).

Самостоятельная работа обучающихся

10

3

Изучить данные теме с помощью рекомендованной основной и дополнительной литературы. Подготовить реферат или презентацию по одной из тем: Роль эксперимента и теории в химии. Моделирование химических процессов. Аллотропные модификации углерода, кислорода, олова. Понятие о химической технологии, биотехнологии и нанотехнологии. Значение Периодического закона и ПСХЭ Д.И. Менделеева для развития науки и понимания химической картины мира. Использование радиоактивных изотопов в технических целях. Конденсация. Текучесть. Возгонка. Кристаллизация. Аномалии физических свойств воды. Жидкие кристаллы. Минералы и горные породы как природные смеси. Эмульсии и суспензии. Золи (в том числе аэрозоли) и гели. Коагуляция. Переход вещества из одного состояния в другое. Классификация дисперсных систем. Понятие о коллоидных системах. Основные понятия и законы химии. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева как основа понимания строения атома.

Решить задачи по формулам количества вещества, массы, объема и уравнениям реакций.

Тема 1.4.

Вода. Растворы. Электролитическая диссоциация

Содержание учебного материала

2

1

Вода, как растворитель. Растворимость веществ. Насыщенные, ненасыщенные, перенасыщенные растворы. Зависимость растворимости газов, жидкостей и твердых веществ от различных факторов. Массовая доля растворенного вещества.

Электролиты и неэлектролиты. Электролитическая диссоциация. Механизмы электролитической диссоциации для веществ с различными типами химической связи. Степень электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Кислоты, основания и соли как электролиты.

2

1

2

3

4

Практические занятия

2

2

1. Приготовление раствора заданной концентрации.

Тема 1.5.

Классификация неорганических соединений и их свойства

Содержание учебного материала

2

1

Оксиды и их свойства. Солеобразующие и несолеобразующие оксиды. Основные, амфотерные и кислотные оксиды. Зависимость характера оксида от степени окисления образующего его металла. Химические свойства оксидов, получение

Кислоты и их свойства. Кислоты как электролиты, их классификация по различным признакам. Химические свойства кислот в свете теории электролитической диссоциации. Особенности взаимодействия концентрированной серной и азотной кислот с металлами. Основные способы получения кислот. Основания и их свойства. Основания как электролиты, их классификация по различным признакам. Химические свойства оснований в свете теории электролитической диссоциации. Разложение нерастворимых в воде оснований. Основные способы получения оснований. Соли и их свойства. Соли как электролиты, Соли средние, кислые и основные. Химические свойства солей в свете теории электролитической диссоциации. Получения солей. Гидролиз.

2

Лабораторные работы

2

2

3. Химические свойства оксидов

4. Испытание растворов кислот индикаторами. Взаимодействие металлов с кислотами.

Взаимодействие кислот с оксидами металлов Испытание растворов щелочей индикаторами. Взаимодействие щелочей с солями. Разложение нерастворимых оснований. Взаимодействие солей с металлами. Взаимодействие солей друг с другом. Взаимодействие оснований с кислотами. Взаимодействие кислот с солями металлов. Гидролиз солей различного типа.

2

Тема 1.6.

Химические реакции

Содержание учебного материала

2

1

Классификация химических реакций. Реакции соединения, разложения, замещения, обмена. Каталитические реакции. Обратимые и необратимые реакции, гомогенные и гетерогенные. Экзотермические и эндотермические реакции. Тепловой эффект химических реакций. Термохимические уравнения.

Окислительно-восстановительные реакции. Степень окисления. Окислитель и восстановление. Восстановитель и окисление. Метод электронного баланса для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций.

Скорость химических реакций. Зависимость скорости химических реакций от различных факторов: природы реагирующих веществ, их концентрации, температуры, поверхности соприкосновения и использования катализаторов.

Обратимые и необратимые химические реакции. Химическое равновесие и способы его смещения. Принцип Ле-Шателье.

1

2

3

4

Лабораторные работы

2

2

5. Реакция замещения меди железом в растворе медного купороса. Реакции, идущие с образованием осадка, газа или воды.

6. Зависимость скорости взаимодействия соляной кислоты с металлами от их природы. Зависимость скорости взаимодействия цинка с соляной кислотой от ее концентрации. Зависимость скорости взаимодействия оксида меди (II) с серной кислотой от температуры протекания реакции.

2

Тема 1.7.

Металлы и неметаллы

Содержание учебного материала

2

1

Металлы. Особенности строения атомов и кристаллов. Физические свойства металлов. Классификация металлов по различным признакам. Химические свойства металлов. Электрохимический ряд напряжений металлов. Общие способы получения металлов. Понятие о металлургии. Пирометаллургия, гидрометаллургия и электрометаллургия.

Неметаллы. Особенности строения атомов. Неметаллы – простые вещества. Зависимость свойств галогенов от их положения в Периодической системе. Окислительные и восстановительные свойства неметаллов в зависимости от положения их в ряду электроотрицательности.

2

Практические занятия

2

2

2. Получение, собирание и распознавание газов.

3. Решение экспериментальных задач.

2

Самостоятельная работа обучающихся

14

3

Изучить теоретический материал и подготовить реферат или презентацию по одной из следующих тем: Растворение как физико-химический процесс. Основные положения теории электролитической диссоциации. Кристаллогидраты. Жесткость воды и способы ее устранения. Минеральные воды. Металлотермия. Сплавы черные и цветные. Коррозия металлов: химическая и электрохимическая, способы защиты от коррозии. Получение металлов фракционной перегонкой жидкого воздуха и электролизом растворов или расплавов электролитов. Силикатная промышленность. Производство серной кислоты. Правила разбавления серной кислоты. Едкие щелочи, их использование в промышленности. Гашеная и негашеная известь. Гипс и алебастр, гипсование. Гидролиз солей. Понятие о водородном показателе рН раствора, среды растворов.

Составить опорный конспект по одной из тем: Электролиз расплавов и растворов. Электролитическое получение алюминия. Практическое применение электролиза. Гальванопластика. Гальваностегия. Катализ. Производство аммиака: сырье, аппаратура, научные принцип.

Решить задачи на массовую долю растворенного вещества.

1

2

3

4

Раздел 2.

Органическая химия

45

Тема 2.1.

Основные понятия органической химии и теория строения органических соединений

Содержание учебного материала

2

1

Предмет органической химии. Природные, искусственные и синтетические органические вещества. Сравнение органических веществ с неорганическими. Валентность. Химическое строение как порядок соединения атомов в молекулы по валентности. Теория строения органических соединений А.М. Бутлерова. Основные положения теории химического строения. Изомерия. Химические формулы и модели молекул в органической химии. Классификация веществ и реакций в органической химии. Классификация веществ по строению углеродного скелета и наличию функциональных групп. Гомология. Начала номенклатуры IUPAC. Реакции присоединения (гидрирования, галогенирования, гидрогалогенирования, гидратации). Реакции отщепления (дегидрирования, дегалогенирования, дегидрогалогенирования, дегидратации). Реакции замещения. Реакции изомеризации. Реакции окисления и восстановления органических веществ.

Лабораторные работы

2

2

7. Изготовление моделей молекул органических веществ.

Тема 2.2.

Углеводороды и их природные источники

Содержание учебного материала

2

1

Алканы. Гомологический ряд, изомерия и номенклатура алканов. Химические свойства алканов (метана, этана): горение, замещение, разложение, дегидрирование. Применение алканов на основе их свойств

Алкены. Этилен, его получение (дегидрированием этана). Гомологический ряд, изомерия, номенклатура алкенов. Химические свойства этилена: горение, качественные реакции (обесцвечивание бромной водой и раствора перманганата калия), гидратация, полимеризация. Применение этилена на основе свойств.

Диены и каучуки. Диенах как углеводородах с двумя двойными связями. Сопряженные диены. Химические свойства бутадиена-1,3 и изопрена: обесцвечивание бромной воды и полимеризация в каучуки. Натуральный и синтетические каучуки. Правило В.В. Марковникова. Классификация и название каучуков. Резина.

2

Алкины. Ацетилен. Химические свойства ацетилена: горение, обесцвечивание бромной воды, присоединение хлороводорода и гидратация. Применение ацетилена на основе свойств. Межклассовая изомерия с алкадиенами. Получение ацетилена пиролизом метана и карбидным способом. Реакция полимеризации винилхлорида.

2

1

2

3

4

Арены. Бензол. Гомологический ряд аренов. Химические свойства бензола: горение, реакции замещения (галогенирование, нитрование). Тримеризация ацетилена в бензол. Применение бензола на основе свойств. Природные источники углеводородов. Природный и попутный нефтяной газы: состав, применение в качестве топлива. Нефть. Состав и переработка нефти. Перегонка нефти.

2

Лабораторные работы

2

2

8. Ознакомление с коллекцией образцов нефти и продуктов ее переработки.

Тема 2.3.

Кислородсодержащие органические соединения

Содержание учебного материала

2

1

Спирты. Получение этанола брожением глюкозы и гидратацией этилена. Гидроксильная группа как функциональная. Понятие о предельных одноатомных спиртах. Химические свойства этанола: взаимодействие с натрием, образование простых и сложных эфиров, окисление в альдегид. Применение этанола. Алкоголизм, его последствия и предупреждение. Глицерин как представитель многоатомных спиртов. Применение глицерина. Качественная реакция на многоатомные спирты. Фенол. Физические и химические свойства фенола. Взаимное влияние атомов в молекуле фенола: взаимодействие с гидроксидом натрия и азотной кислотой. Применение фенола. Альдегиды. Понятие об альдегидах. Формальдегид и его свойства: окисление в соответствующую кислоту, восстановление в соответствующий спирт. Получение альдегидов окислением соответствующих спиртов. Применение формальдегида.

Карбоновые кислоты. Понятие о карбоновых кислотах. Карбоксильная группа как функциональная. Гомологический ряд предельных одноосновных карбоновых кислот. Получение карбоновых кислот окислением альдегидов. Химические свойства уксусной кислоты: общие свойства с минеральными кислотами и реакция этерификации. Применение уксусной кислоты на основе свойств. Высшие жирные кислоты на примере пальмитиновой и стеариновой. Многообразие карбоновых кислот (щавелевая кислота как двухосновная, акриловая кислота как непредельная, бензойная кислота как ароматическая). Сложные эфиры и жиры. Получение сложных эфиров реакцией этерификации. Сложные эфиры в природе, их значение. Применение сложных эфиров. Жиры как сложные эфиры. Классификация жиров. Химические свойства жиров: гидролиз и гидрирование жидких жиров. Применение жиров на основе свойств. Мыла.

2

Углеводы. Их классификация: моносахариды, дисахариды и полисахариды. Глюкоза – вещество с двойной функцией – альдегидоспирт. Химические свойства глюкозы: окисление в глюконовую кислоту, восстановление в сорбит, брожение. Применение, значение углеводов в природе и жизни человека. Понятие о реакциях поликонденсации и гидролиза на примере взаимопревращений: глюкоза «---» полисахарид.

2

1

2

3

4

Лабораторные работы

2

2

9. Растворение глицерина в воде и взаимодействие с гидроксидом меди (II).

10. Свойства уксусной кислоты, общие со свойствами минеральных кислот.

2

Тема 2.4.

Содержание учебного материала

2

1

Азотсодержащие органические соединения. Полимеры

Амины. Понятие об аминах. Алифатические амины, их классификация и номенклатура. Анилин, как органическое основание. Получение анилина из нитробензола. Применение анилина на основе свойств.

Аминокислоты как амфотерные бифункциональные органические соединения. Химические свойства аминокислот: взаимодействие со щелочами, кислотами и друг другом (реакция поликонденсации). Пептидная связь и полипептиды. Применение аминокислот на основе свойств. Белки. Первичная, вторичная, третичная структуру белков. Химические свойства белков: горение, денатурация, гидролиз, цветные реакции. Биологические функции белков. Полимеры. Белки и полисахариды как биополимеры.

2

Практические занятия

2

2

4. Решение экспериментальных задач на идентификацию органических соединений.

Самостоятельная работа обучающихся

15

3

Изучить теоретический материал и подготовить реферат или презентацию по одной из тем: Классификация и назначение резин. Поливинилхлорид и его применение. Восстановление нитробензола в анилин. Нитрование толуола, тротил. Нефтепродукты. Коксохимическое производство и его продукция. Представители пластмасс. Волокна, их классификация. Поливинилхлорид, политетрафторэтилен (тефлон). Фенолоформальдегидные пластмассы. Промышленное производство химических волокон. Токсичность метанола и правила техники безопасности при работе с ним. Получение фенола из продуктов коксохимического производства и из бензола. Поликонденсация формальдегида с фенолом в фенолформальдегидную смолу. Ацетальдегид. Замена жиров в технике непищевым сырьем. Синтетические моющие средства. Силосование кормов. Нитрование целлюлозы. Пироксилин.

Составить опорный конспект по одной из тем: Понятие о предельных одноатомных спиртах. Применение этанола. Алкоголизм, его последствия и предупреждение. Глицерин как представитель многоатомных спиртов. Применение глицерина. Физические и химические свойства фенола. Применение фенола. Понятие об альдегидах. Формальдегид и двойственность его свойств: окисление в соответствующую кислоту, восстановление в соответствующий спирт.

III. Решить задачи по уравнениям реакций.

Дифференцированный зачет

2

Итого (всего/аудиторно):

117/78

Содержание обучения

Характеристика основных видов учебной деятельности обучающихся (на уровне учебных действий)

Раздел 1.

Общая и неорганическая химия

Тема 1.1.

Основные понятия и законы химии

Объяснение научных методов познания веществ и химических явлений, понятий: вещество, атом, молекула, химический элемент, простые и сложные вещества; законов - сохранения массы веществ, постоянства состава вещества, Авогадро.

Тема 1.2.

ПЗХЭ и ПСХЭ Д.И. Менделеева и строение атома

Объяснение открытия Д.И. Менделеевым Периодического закона и Периодической таблицы химических элементов, сложного строения атомов, изотопов.

Практическое моделирование построения ПСХЭ Д.И. Менделеева.

Тема 1.3.

Строение вещества

Объяснение понятий: ионная, ковалентная, металлическая, водородная химическая связь; типы кристаллических решеток.

Практическое изучение свойствами дисперсных систем.

Тема 1.4.

Вода. Растворы. Электролитическая диссоциация

Объяснение понятий воды, как растворителя; растворимости веществ, видов растворов, понятий электролиты и неэлектролиты, сильные и слабые электролиты.

Практическое изучение приготовления раствора заданной концентрации.

Тема 1.5.

Классификация неорганических соединений и их свойства

Объяснение классификации физических и химические свойства основных классов неорганических веществ: оксидов, кислот, оснований, солей, бинарных соединений.

Практическое испытания растворов кислот и оснований индикаторами, их химических свойств.

Тема 1.6.

Химические реакции

Объяснение классификации химических реакций по разным признакам.

Практическое изучение реакций, идущих с образованием осадка, газа и воды.

Практическое изучение зависимости скорости реакций от факторов.

Тема 1.7.

Металлы и неметаллы

Объяснение особенности строения атомов и кристаллов металлов и неметаллов, их физических и химических свойств.

Практическое получение, собирание и распознавание газов.

Решение экспериментальных задач по неорганической химии.

Раздел 2

Органическая химия

Тема 2.1.

Основные понятия органической химии и теория строения органических соединений

Объяснение предмета органической химии, основных положений теории химического строения органических соединений А.М. Бутлерова, изомерии, классификации органических веществ и реакций.

Практическое изготовление моделей молекул основных классов органических веществ.

Тема 2.2.

Углеводороды и их природные источники

Объяснение особенностей строения, свойств и получения основных классов углеводородов, их природные источники для человека.

Ознакомление с коллекцией образцов нефти и продуктов ее переработки.

Тема 2.3.

Кислородсодержащие органические соединения

Объяснение особенностей строения, свойств и получения основных классов кислородсодержащих органических веществ: спиртов и фенолов, альдегидов и кетонов, карбоновых кислот и их производных – жиров и мыла, углеводов.

Практическое изучение свойств глицерина.

Практическое изучение свойств уксусной кислоты.

Тема 2.4.

Азотсодержащие органические соединения. Полимеры

Объяснение особенностей строения, свойств и получения основных классов азотсодержащих органических веществ: аминов, аминокислот и белков.

Решение экспериментальных задач на идентификацию органических соединений.