Методика решения заданий по егэ по химии - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

Окислительно-восстановительные процессы

1) Химические реакции, в результате которых происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов или ионов, образующих реагирующие вещества, называют ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМИ РЕАКЦИЯМИ.

В окислительно-восстановительных реакциях электроны не уходят из сферы реакции, а передаются от одного элемента к другому.

Вещества, участвующие в окислительно-восстановительных реакциях, и у которых изменились степени окисления, являются либо окислителями, либо восстановителями.

ОКИСЛИТЕЛИ — это атомы, ионы или молекулы, которые принимают электроны.
ВОССТАНОВИТЕЛИ — это атомы, ионы или молекулы, которые отдают электроны.

2)Типичные восстановители и окислители.

Окислители:

1) вещества (оксиды, кислоты, соли) с максимально положительной степенью окисления входящего в них элемента.

Например: кислоты – HNO3, H2SO4, HClO4, H2Cr2O7;

соли – KСlO4, KClO3, KNO3, KMnO4, K2Cr2O7;

оксиды –PbO2, Mn2O7, CrO3, N2O5

2) Самые активные неметаллы – фтор, кислород, озон

Восстановители:

1) Bсе металлы (они могут только отдавать электроны);

2) Bещества с минимально возможной (отрицательной) степенью окисления неметалла.

Например: водородные соединения – РН3, HI, HBr, H2S;

соли – KI, NaBr, K2S.

Все остальные вещества в зависимости от условий могут быть как окислителями, так и восстановителями: например, Н2О2, KNO2, SO2, простые вещества-неметаллы (кроме фтора и кислорода) могут как принимать, так и отдавать электроны.

3) Процессы окисления и восстановления

В окислительно-восстановительной реакции различают два процесса:

окисление – процесс, в котором восстановитель отдает электроны;

восстановление – процесс, в котором окислитель принимает электроны.

Запомните: окислитель восстанавливается! восстановитель окисляется!

4) Что такое электронный баланс?

Уравнения окислительно-восстановительных реакций составляют, пользуясь методом ЭЛЕКТРОННОГО БАЛАНСА: число отданных и принятых электронов должно быть одинаково.

Пример: Н N+5O3 + C0 →

Азотная кислота – типичный окислитель. Она восстанавливается до N+4O2, углерод в этой реакции будет восстановителем, окислится до С+4О2.

HN+5O3 + C0 → С+4О2 + N+4O2+ Н2О

Составляем электронный баланс:

N+5 + 1е → N+4 ⎮4 – окислитель

C0 – 4 е → С+4 ⎮1 – восстановитель

Таким образом, в уравнении реакции перед оксидом азота и азотной кислотой должен стоять коэффициент 4, а перед углеродом и углекислым газом – 1. Остаётся уравнять воду.

4HNO3 + C → СО2 + 4NO2+ 2Н2О

Главные схемы окислительно-восстановительных переходов

KMnO4

(малиновый раствор)

+ восстановитель

кислая среда:

Mn2+

(MnCl2, MnSO4)

обесцвечивание

нейтральная среда:

Mn +4

(MnO2↓ бурый осадок)

щелочная среда:

Mn+6

(K2MnO4,

зеленый раствор)

Сr +6		Cr+3
K2Cr2O7 (дихромат) или K2CrO4(хромат)	CrCl3, Cr2(SO4)3 в кислой среде
+ восстановители	Cr(OH)3 в нейтральной среде
	K3[Cr(OH)6] в щелочной среде

Во что переходят восстановители в реакциях с KMnO4 или K2Cr2O7?

а) S2-, I—, Br—, Cl— → переходят в Э0

б) Р-3, As-3 → +5

в) N+3,S+4, P+3, и т.п. → в высшую степень окисления

(соль или кислота)

Примеры реакций:

2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4(кислая среда) → 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O

K2Cr2O7 + 3KNO2 + 4H2SO4(кислая среда) → Cr2(SO4)3 + 3KNO3 + K2SO4 + 4H2O

Разложение нитратов (по ряду активности металлов!).

1. Металлы левее магния кроме лития.

2KNO3 → t 2КNO2 + O2

нитрит металла + кислород

2. От магния

до меди включительно+ литий

2Mg(NO3)2→ t 2MgO + 4NO2 + O2

оксид

металла* + NO2 + O2

3. Правее меди

2AgNO3 → t 2Ag + 2NO2 + O2

металл + NO2 + O2

*оксид металла в наиболее устойчивой степени окисления.

H N+5O3 + металлы
+4	+2	+1	0	-3
NO2	NO	N2O	N2	NH4NO3
Неактивные металлы	Активные металлы**
концентри-рованная	разбавлен-ная	концентриро-ванная	среднее разбавление	очень разбавленная
→ чем активнее металл и чем более разбавленная кислота →
— не реагируют с азотной кислотой Au,Pt,Pd. — пассивация Al,Cr,Fe*

*Пассивация – металлы не реагируют с конц. кислотой без нагревания из-за наличия плотной оксидной плёнки

** Магний и кальций с кислотой любой концентрации восстанавливают её до N2O!

	H2SO4	— не реаг Au, Pt, Pd.
Разбавленная — ведет себя как обычная минеральная кислота!	Концентрированная (пассивация Al,Cr,Fe)**
металлы в ряду активности до Н — Н2 + сульфат металла*.	металлы после Н – не реагируют.	неактивные металлы – сульфат металла +SO2↑	активные металлы и цинк – сульфат металла + S↓ или H2S↑***
Концентрированная кислота + неметаллы	→ SO2 ↑+ кислота или оксид неметалла (в макс. степени окисления)

* сульфат металла В НАИМЕНЬШЕЙ степени окисления

**Пассивация – металлы не реагируют с конц. кислотой без нагревания из-за наличия плотной оксидной плёнки.

*** Сероводород получается при взаимодействии щелочных металлов.

Вещества с двойственной природой:

Пероксид водорода:

Н2О2 + окислитель → O2

+ восстановитель → Н2О или ОН—

Нитриты щелочных металлов и аммония:

КNO2 + окислитель → KNO3

+ восстановитель → NO

Примеры реакций:

H2O2 + 2KI + H2SO4 → I2 + K2SO4 + 2H2O (пероксид – окислитель)

5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5O2 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O (пероксид – восстановитель)

KNO2 + H2O2 → KNO3 + H2O (нитрит – восстановитель)

2KNO2 + 2KI + 2H2SO4 → 2NO + I2 + 2K2SO4 + 2H2O (нитрит – окислитель)

Реакции диспропорционирования — реакции, в которых один и тот же элемент и отдает и принимает электроны.

Например, в реакции: Cl20+ KOH → KCl-1 + KCl+5O3 + H2O – простое вещество хлор Cl20 и принимает электроны, переходя в -1 , и отдает, переходя в устойчивую степень окисления +5

Диспропорционирование неметаллов – серы, фосфора, галогенов (кроме фтора)

Сера + щёлочь → 2 соли, сульфид и сульфит металла (реакция идёт при кипячении)	S0 → S-2 и S+4
Фосфор + щелочь → фосфин РН3 и соль ГИПОФОСФИТ КН2РО2(реакция идёт при кипячении)	Р0 → Р-3 и Р+1
Хлор + вода (без нагревания)→ 2 кислоты, HCl, HClO Хлор + щелочь (без нагревания)→ 2 соли, КCl и КClO и вода	Cl20 → Cl— и Cl+
Бром, йод + вода → 2 кислоты, HBr, HBrO3 Хлор + щелочь (при нагревании)→ 2 соли, КCl и КClO3 и вода Бром, йод + щелочь → две соли и вода.	Cl20 → Cl— и Cl+5 Br20 → Br − и Br+5

Диспропорционирование оксида азота (IV) и солей

NO2 + вода →2 кислоты, азотная и азотистая

NO2 + щелочь → 2 соли, нитрат и нитрит

N+4 → N+3 и N+5

K2SO3 –(t) →сульфид и сульфат калия

S+4 → S-2 и S+6

KClO3 –(t)(без катализатора) → 2 соли, хлорид и перхлорат КСlO4

Cl+5 → Cl— и Cl+7

Источник

Задачи: базовый блок

1. Теория: Атомно-молекулярное учение

Задачи: Атомно-молекулярное учение

2. Способы выражения концентрации в растворах: массовая доля, растворимость, молярная концентрация.

3. Расчеты по уравнению реакции

4. Задачи на избыток-недостаток

5. Задачи на примеси

6. Задачи на выход

Задачи повышенной сложности

1. Задачи на электролиз

2. Задачи на кристаллогидраты

3. Задачи на пластинки

4. Задачи на порции

5. Задачи на неполное разложение

6. Задачи на альтернативные реакции (кислые/средние соли, амфотерность)

7. Задачи на атомистику

8. Задачи на смеси и сплавы

9. Задачи на растворимость

Источник

Ниже приведен подробный разбор демоверсии ЕГЭ-2023 по химии, проектная версия. Задания разобраны от 1 до 34 подряд, приведена логика рассуждения по каждому из них. Если есть желание разобраться более детально, то переходите по ссылкам в тексте или записывайтесь к нам на курс.

Для выполнения первого задания всегда рекомендую расписать электронно-графические формулы элементов (с ячейками). В большинстве случаев достаточно изобразить внешний и предвнешний уровень. Напомню также, что для элементов дальше IV периода не нужно изображать формулу целиком, а можно воспользоваться аналогией строения валентных подуровней с соседом из подгруппы. По приведенным элементам:

Цезий находится в первой группе, главной подгруппе, аналог натрия по строению внешнего уровня. Имеет 1 электрон на 6s-подуровне, он же является неспаренным.
Углерод находится в четвертой группе, главной подгруппе. На внешнем уровне имеет 4 электрона, из них неспаренных два, которые находятся на 2р-подуровне.
Кислород находится в шестой группе, главной подгруппе. На внешнем уровне имеет 6 электронов, из них неспаренных два, которые находятся на 2р-подуровне.
Хром находится в шестой группе, побочной подгруппе. Необходимо вспомнить о проскоке электрона, за счет которого на внешнем уровне, 4s-подуровне, имеет 1 электрон, а не предвнешнем, 3d-подуровне, – пять. Итого 6 неспаренных.
Азот находится в пятой группе, главной подгруппе. На внешнем уровне имеет 5 электронов, из них неспаренных три, которые находятся на 2р-подуровне.

Выбираем углерод и кислород, у обоих по два неспаренных электрона.

Ответ: 23

Необходимо вспомнить, что к р-элементам можно отнести элементы главных подгрупп шести последних групп в периоде. Представители первых двух относятся к s-элементам, а элементы побочных подгрупп относим к d-элементам. Исходя из приведенных соображений, выбираем пункты 2), 3), 5).

Атомный радиус уменьшается направо по периоду, поэтому располагаем выбранные ранее элементы в порядке 2), 5), 3).

Ответ: 253

Для выполнения такого рода заданий рекомендую выписать на лист бумаги высшую и низшую степени окисления для каждого из элементов.

Цезий имеет высшую степень окисления +1, низшую – 0. Разность 1.
Углерод имеет высшую степень окисления +4, низшую – -4. Разность 8.
Кислород имеет высшую степень окисления +2, низшую – -2. Разность 4.
Хром имеет высшую степень окисления +6, низшую – 0. Разность 6.
Азот имеет высшую степень окисления +5, низшую – -3. Разность 8.

Таким образом, выбираем углерод и азот.

Ответ: 25

В задании, по сути, есть два фильтра: по типу строения и по характеру связи. Начнем с типа строения. Поскольку необходимо выбрать вещества молекулярного строения, то сразу можно исключить соли и иные соединения, имеющие ионные связи. Убираем из рассмотрения пункты 1) и 4). Среди оставшихся нужно найти вещества с ковалентной полярной связью. Вспомним, что такая связь может возникать между атомами разных неметаллов (или сильно различающихся фрагментов в органических молекулах). По такому принципу можно исключить пункт 5). Остаются вещества 2) и 3).

Ответ: 23

К двухосновным кислотам относятся те из них, которые содержат в молекуле 2 атома водорода, способных замещаться на катионы металлов. Подобным требованиям отвечает сернистая кислота, пункт 4).

К средним можно отнести соли, не содержащие способных к замещению атомов водорода, фрагментов ОН, комплексных ионов и подобного. Из приведенного списка можно взять аммиачную селитру, тривиальное название нитрата аммония.

К амфотерным гидроксидам можно отнести гидроксиды металлов в степенях окисления +3 и +4, также гидроксиды бериллия, цинка, свинца, олова. Подойдет пункт 2).

Ответ: 482

Попробуем найти в приведенном списке сильные кислоты. Пункт 1) подходит, поскольку в пункте 3) находится слабая кислота. Таким образом X уже установлен.

Среди оставшихся пунктов нужно найти вещество, которое при добавлении вызовет растворение гидроксида алюминия. Поскольку гидроксид является амфотерным, то сможет прореагировать с кислотой, кроме наиболее слабых, или щелочью. Среди приведенных соединений можно взять 4), поскольку гидроксид калия является щелочью.

Ответ: 14

Для выполнения подобных заданий советую следующий порядок действий:

Берем вещество из левого столбика
Классифицируем его, вспоминаем характерные типы реакций для такого класса соединений
Оцениваем его с точки зрения кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств
Подбираем вещества и правого столбика, противоположные по свойствам и способные реагировать с веществом из правого столбика

Пункт А):

Сера относится к простым веществам-неметаллам, средняя по активности. Способна вступать в реакцию со щелочами, сильными окислителями и активными восстановителями. С водой и кислотами, кроме кислот-окислителей, реакции нет.

В пункте 1) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

В пункте 2) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

В пункте 3) водород выступит против серы в качестве восстановителя, хлор и кислород – окислители. Подходит.

В пункте 4) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

В пункте 5) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

Пункт Б):

Оксид серы (VI) относится к кислотным оксидам, реагирует с водой, большинством веществ основной и амфотерной природы. Восстановительных свойств не проявляет, может быть окислителем.

В пункте 1) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

В пункте 2) оксид бария – основный, КОН – щелочь, с водой реакция тоже есть. Подходит.

В пункте 3) хлор и кислород – окислители, не подходит.

В пункте 4) нет реакции с уксусной кислотой, не подходит.

В пункте 5) нет реакции уже со вторым веществом, дальше не продолжаем.

Пункт В):

Гидроксид цинка относится к амфотерным гидроксидам, может реагировать со щелочами, кислотами. Выраженных окислительных или восстановительных свойств не проявляет. В воде нерастворим, с солями не обменивается.

В пункте 1) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

В пункте 2) нет реакции с водой, не подходит.

В пункте 3) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

В пункте 4) реагирует с кислотами и щелочью. Подходит.

В пункте 5) нет реакции с хлоридом бария, не подходит.

Пункт Г):

Бромид цинка относится к солям, может вступать в реакции обмена со щелочами и солями. Может проявлять восстановительные свойства за счет бромид-иона.

В пункте 1) обмен имеет смысл с первым и вторым веществам, с третьим будет ОВР. Подходит.

В пункте 2) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

В пункте 3) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

В пункте 4) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

В пункте 5) нет реакции уже с первым веществом, дальше не продолжаем.

Ответ: 3241

Для ответа на вопрос имеет смысл оценить свойства веществ в каждой паре, а при необходимости записать уравнение реакции между ними. Сделаем и то, и другое.

В пункте А) магний является сильным восстановителем, а концентрированная серная кислота – окислителем. Магний способен восстановить серу до низшей степени окисления:

4Mg + 5H₂SO₄ = 4MgSO₄ + H₂S + 4H₂O

В пункте Б) встречаются основный оксид и кислота, произойдет обмен:

MgO + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂O

В пункте В) сера выступает в качестве восстановителя, а концентрированная серная кислота – окислитель. Произойдет ОВР:

S + 2H₂SO₄ = 3SO₂ + 2H₂O

В пункте Г) сероводород выступает в качестве восстановителя, а кислород – окислитель. Произойдет ОВР:

2H₂S + 3O₂ = 2SO₂ + 2H₂O

Ответ: 5144

Обратим внимание, что железо в одну стадию переходит в степень окисления +3. Для этого нам нужен сильный окислитель- хлор.

2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃

Во второй реакции железо понижает степень окисления до +2, поэтому необходимо найти восстановитель. Им тут может быть только йодид калия.

2FeCl₃ + 2KI = 2FeCl₂ + I₂ + 2KCl

Ответ: 43

Для установления соответствия имеет смысл найти в структурах из левого столбика характерные функциональные группы и фрагменты.

В структуре А) видим фрагмент -NH-, который можно отнести ко вторичному амину. Циклическая структура молекулы в данном случае ничего не значит.

В структуре Б) есть аминогруппа и карбоксильная группа. Соответственно, вещество можно отнести к аминокислотам.

В структуре В) есть структурный фрагмент -С(О)NH- и просматриваются два остатка от аминокислот, что указывает на дипептид.

Ответ: 231

К решению подобных заданий может быть несколько подходов. Можно для начала определить молекулярную формулу бутена-1, а затем сравнить ее с молекулярными формулами предложенных вариантов. Изомеры по определению должны иметь одинаковые молекулярные формулы.

Бутен-1 – С₄Н₈

С₄Н₁₀
С₄Н₈
С₄Н₆
С₄Н₆
С₄Н₈

Ответ: 25

Поскольку подкисленный раствор перманганата проявляет сильные окислительные свойства, следует поискать вещества, которые могут окисляться с образованием карбоновой кислоты. Прокомментируем все предложенные пункты:

Окисляется с разрывом кратной связи, кислота будет
Не окисляется
Окисляется по боковой цепи, кислота будет
Не окисляется
Окисляется до кислоты

Ответ: 135

Метиламин относится к первичным алифатическим аминам, проявляет выраженные основные свойства, вступает в реакции алкилирования, реагирует с азотистой кислотой. Прокомментируем все предложенные пункты:

Алкан, низкая активность, реакции нет
Хлоралкан, реакция алкилирования, реагирует
Водород, гидрировать нечего, не реагирует
Основание, не реагирует
Кислота, образование соли, реагирует

Ответ: 25

Для решения имеет смысл записать классы соединений из левого столбика, далее оценить происходящие изменения:

А) 1,2-дигалогеналкан – алкен

Б) моногалогеналкан – алкен

В) моногалогеналкан – алкан

Г) 1,2-дигалогеналкан – алкин

По изменениям назвать тип происходящей реакции и подобрать к ней подходящий реагент:

А) дегалогенирование, магний

Б) дегидрогалогенирование, спиртовой раствор щелочи

В) реакция Вюрца, натрий

Г) дегидрогалогенирование, спиртовой раствор щелочи

Ответ: 1252

Для надежности перед выбором ответа имеет смысл преобразовать названия веществ в формулы и прописать предложенные реакции. Попробуем это сделать:

А) 2CH₃COOH + Na₂S = 2CH₃COONa + H₂S

Б) HCOOH + NaOH = HCOONa + H₂O

В) HCOH + 4Cu(OH)₂ = 2Cu₂O + CO₂ + 5H₂O

Г) 2CH₃CH₂OH + 2Na = 2CH₃CH₂ONa + H₂

Ответ: 5462

При рассмотрении цепочек превращений бывает полезно посмотреть через одну стадию и оценить, как можно осуществить такое превращение. Также очень полезно сравнить число атомов углерода в исходной молекуле и продукте, может навести на мысль.

В первых двух реакциях цепочки число атомов углерода удваивается, что наводит на мысль о реакции Вюрца. Если рассуждение верное, то веществом Х должен быть галогеналкан. Действительно, его можно получить в одну стадию из спирта, а затем превратить в алкан.

Следующее превращение можно понять, если посмотреть на условия реакции. Нагревание линейного алкана в присутствии хлорида алюминия приводит к его изомеризации в разветвленный алкан.

Ответ: 54

Для решения можно переписать вещества в парах в виде формул, оценить их окислительно-восстановительные свойства и возможность реакции между ними:

K₂S – восстановитель, KMnO₄ – окислитель, имеет смысл
H₂SO₄ – окислитель, NaCl – очень слабый восстановитель, не ОВР
NH₄Cl – очень слабый восстановитель, NaNO₂ – окислитель, специфический случай обмена, сопровождаемого ОВР
SiO₂ – выраженных окислительно-восстановительных свойств не проявляет, Na₂CO₃ — выраженных окислительно-восстановительных свойств не проявляет, не ОВР
HI – восстановитель, Na₂Cr₂O₇ – сильный окислитель, имеет смысл

Для надежности можно записать уравнения реакций между ними:

2KMnO₄ + 3K₂S + 4H₂O = 2MnO₂ + 3S + 8KOH
NaCl + H₂SO₄ = NaHSO₄ + HCl
NaNO₂ + NH₄Cl = NaCl + N₂ + 2H₂O
Na₂CO₃ + SiO₂ = Na₂SiO₃ + CO₂
Na₂Cr₂O₇ + 14HI = 2NaI + 2CrI₃ + 3I₂ + 7H₂O

Ответ: 135

Изменение давления не будет влиять на скорость реакций, в которых нет газообразных реагентов. Среди приведенных пунктов это будут 2), 3), 5).

Ответ: 235

Для решения подобных заданий нужно расставить степени окисления на атомах азота до и после реакции.

Если степень не меняется, то азот не проявляет окислительно-восстановительных свойств. Так будет в пункте А) (переход -3 в -3).

Если степень увеличится, то азот проявляет восстановительные свойства. Так будет в пунктах Б) (переход -3 в 0) и В) (переход -3 в +2).

Ответ: 422

В первом случае для решения необходимо вспомнить зависимость продуктов электролиза от состава соли:

А) соль образована катионом активного металла и кислородсодержащим анионом, на электродах выделятся водород и кислород.

Б) соль образована катионом активного металла и галогенид-ионом, на электродах выделятся водород и галоген.

В) соль образована катионом малоактивного металла и галогенид-ионом, на электродах выделятся металл и галоген.

Ответ: 342

Во втором случае нужно помнить, что алюминий получают при электролизе раствора оксида в расплаве криолита. Калий и подобные наиболее активные металлы только из расплавов галогенидов. Кислород в данном случае можно получить при электролизе водного раствора фторида калия.

Ответ: 124

Для начала имеет смысл определить класс каждого из соединений:

Средняя соль
Средняя соль
Средняя соль
Сильная кислота

Исходя из этого уже можно сказать, что наиболее низкое значение рН (самая кислая среда) будет в пункте 4).

Как разобраться с солями? Нужно оценить их способность к гидролизу и потенциальное влияние на среду раствора:

Соль сильной кислоты и сильного основания, не гидролизуется, среда нейтральная
Соль слабого основания и сильной кислоты, гидролиз по катиону, среда кислая
Соль сильного основания и слабой кислоты, гидролиз по аниону, среда щелочная

Ответ: 4213

В задании на равновесие следует учитывать разные факторы. Пройдем по каждому из пунктов:

А) кислота при диссоциации может дать дополнительное количество ионов Н⁺, которые участвуют в равновесии. При увеличении их концентрации равновесие сместится в сторону обратной реакции.

Б) давление в данном случае не окажет влияния, поскольку нет участников-газов

В) повышение температуры сместит равновесие в сторону эндотермической реакции. В данном случае – прямой.

Г) твердая щелочь может раствориться и прореагировать с Н⁺, уменьшая концентрацию таких ионов в системе. Равновесие сместится в сторону прямой реакции.

Ответ: 2311

Задания подобного типа удобнее всего решать с помощью таблицы. Данный подход к решению задания ЕГЭ-2023 на равновесие в реакторе можно посмотреть по ссылке ниже:

Способ, на мой взгляд, наиболее оптимальный и доступный каждому.

Ответ: 25

В первом случае нужно подобрать такое вещество из правого столбика, которое реагирует с одним или двумя веществами из пары в левом столбике. При этом очень важно, чтобы реакция сопровождалась видимыми признаками:

Пара А):

Есть реакция с азотной кислотой, сопровождается выделением газа и растворением твердого вещества. Нитрат натрия не реагирует. Подходит.
Есть реакция с азотной кислотой, но внешних признаков нет. Не подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.

Пара Б):

Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Есть реакция с гидроксидом калия, но внешних признаков нет. Не подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Есть реакция с гидроксидом натрия, сопровождается образованием осадка. Хлорид калия не реагирует. Подходит.

Пара В):

Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Есть реакция с хлоридом бария, сопровождается образованием осадка. Хлорид натрия не реагирует. Подходит.

Пара Г):

Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Специфический случай, поскольку один из изначально образовавшихся нерастворимых гидроксидов (Al(OH)₃) может раствориться снова при избытке щелочи. Подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.
Нет реакции ни с одним веществом из пары. Не подходит.

В заданиях второго типа имеет смысл записать происходящие реакции и попытаться себе их представить. Как может выглядеть и что увидим:

2CH₃CH₂COOH + 2Li = 2CH₃CH₂COOLi + H₂
2CH₃CH(OH)CH₃ + 2K = 2CH₃CH(OK)CH₃ + H₂
Zn(OH)₂ + 2CH₃COOH = Zn(CH₃COO)₂ + 2H₂O
C₂H₂ + 2Br₂ = CHBr₂-CHBr₂

В первом и втором случаях наблюдаем выделение газообразного водорода. В третьем наблюдаем растворение осадка гидроксида цинка. В четвертом исчезнет окраска брома, наблюдается обесцвечивание.

Ответ: 4415

Задание 25 охватывает несколько совершенно разнородных тем, каждая из которых требует отдельного блока знаний. Приведу здесь ссылки на полезные материалы по заданию, поскольку многое здесь нужно просто выучить.

По первому блоку следует знать, что сопряженные алкадиены используются для производства каучуков, а алкены – пластмасс. Метан в составе природного газа используют в качестве топлива.

По второму блоку можно относительно легко соотнести мономер и полимер, если представить себе структуру молекулы мономера. В молекуле этена всего два атома углерода, поэтому элементарное звено формулы полимера тоже содержит два атома углерода. По той же логике здесь можно действовать и для пропена с дивинилом.

Третий блок нужно просто выучить. По переработке углеводородов можно заглянуть сюда. Хорошее описание технологических процессов можно посмотреть здесь.

Ответ: 234; 214; 312

Для решения подобных заданий на растворы рекомендую использовать метод таблиц, подробно описанный здесь.

В итоге решение задачи сводится к уравнению вида

(15+х)/(150+х) = 0,12

15+х = 18+0,12х

0,88х = 3

х = 3,4

Ответ: 3,4 г

Задания такого типа сводятся к решению пропорции. Для начала переведем известный объем аммиака в количество:

n(NH₃) = V(NH₃)/V_m = 0,56/22,4 = 0,025 (моль)

2 моль – 92 кДж

0,025 моль – х кДж

х = 1,15 кДж

Ответ: 1,15 кДж

Для решения первой задачи запишем уравнение протекающей реакции:

CaCO₃ + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + CO₂ + H₂O

Далее вычислим количество нитрата кальция:

n(Ca(NO₃)₂) = m(Ca(NO₃)₂)/M(Ca(NO₃)₂) = 196800/164 = 1200 (моль)

Вычислим массу чистого карбоната кальция, который содержался в известняке:

m(CaCO₃) = n(Ca(NO₃)₂)·M(Ca(NO₃)₂) = 1200·100 = 120000 (г) = 120 (кг)

Вычислим массу примесей в известняке:

m(примеси) = m(известняка) – m(CaCO₃) = 150 — 120 = 30 (кг)

Определим массовую долю примеси в известняке:

ω(примеси) = m(примеси)/m(известняка)·100% = 30/150·100% = 20%

Ответ: 20%

Для решения второй задачи запишем уравнение протекающей реакции:

3С₂Н₂ = С₆Н₆

Вычислим количества ацетилена и практически полученного бензола:

n(С₂Н₂) = V(С₂Н₂)/V_m = 26,88/22,4 = 1,2 (моль)

n(С₆Н₆ практ.) = m(С₆Н₆)/M(С₆Н₆) = 23,4/78 = 0,3 (моль)

Вычислим теоретически возможное количество бензола и сравним его с практическим:

n(С₆Н₆ теор.) = n(С₂Н₂)/3 = 1,2/3 = 0,4 (моль)

η(С₆Н₆) = n(С₆Н₆ практ.)/n(С₆Н₆ теор.)·100% = 0,3/0,4·100% = 75%

Ответ: 75%

При выполнении заданий 29 и 30 имеет смысл записать все представленные вещества в виде молекулярных формул:

KMnO₄, NaHCO₃, Na₂SO₃, BaSO₄, KOH, H₂O₂

Далее следует внимательно прочитать описание реакции. Поскольку должно происходить изменение цвета раствора, нужно найти окрашенный реагент. Из предложенных это может быть только KMnO₄. Это вещество проявляет сильные окислительные свойства, поэтому нужно подобрать восстановитель. Осадка в ходе реакции образоваться не должно, поэтому брать нейтральную среду нельзя. В противном случае выпадет осадок MnO₂. Среда может быть кислой или щелочной. Кислоты в предложенном наборе нет, поэтому выберем гидроксид калия для создания среды. Восстановителей в предложенном наборе два: сульфит натрия и пероксид водорода. Пероксид брать нельзя, поскольку по описанию реакции газа образоваться не должно. Таким образом приходим к выводу, что нужно взять сульфит, перманганат и щелочь. Приведем соответствующую реакцию и электронный баланс:

2KMnO₄ + Na₂SO₃ + 2KOH = 2K₂MnO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

2∙ | Mn⁺⁷ + 1ē → Mn⁺⁶

1∙ | S⁺⁴ – 2ē → S⁺⁶

марганец в степени окисления +7 (или перманганат калия) является окислителем.

сера в степени окисления +4 (или сульфит натрия) – восстановителем.

Есть хороший инструмент для отработки данного задания, рекомендую.

При выполнении заданий 29 и 30 имеет смысл записать все представленные вещества в виде молекулярных формул:

KMnO₄, NaHCO₃, Na₂SO₃, BaSO₄, KOH, H₂O₂

Далее следует внимательно прочитать описание реакции. К кислым солям здесь относится только NaHCO₃. В обмен с ней вступит только гидроксид калия, поскольку кислое и щелочь точно смогут прореагировать. Приведем молекулярное, полное и сокращенное ионные уравнения:

2NaHCO₃ + 2KOH = Na₂CO₃ + K₂CO₃ + 2H₂O

2Na⁺ + 2HCO₃⁻ + 2K⁺ + 2OH⁻ = 2Na⁺ + CO₃²⁻ + 2K⁺ + CO₃²⁻ + 2H₂O

HCO₃⁻ + OH⁻ = CO₃²⁻ + H₂O

Решение 31 номера сводится к знанию неорганической химии, свойств и реакций отдельных веществ. Приведем уравнения протекающих процессов:

2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O = 2Cu + O₂ + 4HNO₃

Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

SO₂ + 2H₂S = 3S + 2H₂O

3S + 6KOH = K₂SO₃ + 2K₂S + 3H₂O

Начнем с циклогексана. Получить его путем гидрирования можно, например, из бензола. Его, в свою очередь, можно получить из гексана по реакции дегидроциклизации. Х₁ – бензол. Далее в цепочке много неизвестных веществ, заглянем в самый конец. Циклогексанон относится к кетонам, получить его можно из вторичного спирта. Условия последней реакции на это указывают, поскольку там дан сильный окислитель в кислой среде. Тогда Х₃ – циклогексанол. Получить такой спирт в две стадии нужно из циклоалкана. Тогда можно предположить последовательно галогенирование и замещение полученного галогенпроизводного под действием водного раствора щелочи. Тогда Х₂ – хлорциклогексан, можно бромциклогексан. Последовательность реакций получается следующей:

Решение задачи начинается с анализа и расчета молекулярной формулы. Поскольку продуктами сгорания являются только углекислый газ и вода, можно приписать веществу формулу C_xH_yO_z. Вычислим количества углекислого газа и воды:

n(H₂O) = m(H₂O)/M(H₂O) = 1,8/18 = 0,1 (моль)

n(СО₂) = V(CO₂)/V_m = 4,48/22,4 = 0,2 (моль)

Тогда можно определить количества и массы элементов, входивших в состав исходного вещества:

n(С) = n(СО₂) = 0,2 моль

m(С) = n(С)·M(С) = 0,2·12 = 2,4 г

n(H) = 2n(H₂O) = 0,2 моль

m(H) = n(H)·M(H) = 0,2·1 = 0,2 г

m(О) = m(C_xH_yO_z) − m(С) − m(H) = 3,4 − 2,4 − 0,2 = 0,8 (г)

n(O) = m(O)/M(O) = 0,8/16 = 0,05 (моль)

Вычислим молекулярную формулу неизвестного вещества:

x : y : z = n(С) : n(H) : n(O) = 0,2 : 0,2 : 0,05 = 4 : 4 : 1

Поскольку по условию один из фрагментов молекулы должен содержать 7 атомов углерода, разумным будет удвоить простейшее соотношение и получить формулу C₈H₈O₂.

С₈Н₈О₂ – молекулярная формула

Вещество по условию реагирует со щелочью, процесс гидролиза с образованием соли и спирта. В остатке кислоты 7 атомов углерода и малое количество атомов водорода, что вполне соответствует бензоату. Тогда на спирт приходится всего один атом углерода, что соответствует метанолу. Тогда можно предложить структуру метилбензоата:

Запишем уравнение его реакции с гидроксидом лития:

К заданию 34 следует приступать только после ПОЛНОГО выполнения и проверки всех остальных заданий КИМа. Убедитесь также, что все прочие задания перенесены в бланк ответов, а не остались на черновике. Времени на это задание нужно больше всего, поэтому велик риск потерять остальное и не успеть что-то перенести в бланк.

Для решения следует внимательно прочитать условие и написать реакции, которые сразу же очевидны, без дополнительных расчетов. Здесь их можно записать две:

Ca + 2HCl = CaCl₂ + H₂

CaCO₃ + 2HCl = CaCl₂ + CO₂ + H₂O

Поскольку напрямую ничего не известно про массу и количество кальция и карбоната кальция, можно сказать, что кальция было х моль, а его карбоната у моль. Тогда в ходе реакций выделилось х моль водорода и у моль углекислого газа. Выразим массы указанных веществ:

m(Ca) = n·M = 40х г

m(CaCO₃) = n·M = 100у г

m(Н₂) = n·M = 2х г

m(CO₂) = n·M = 44у г

Выразим массу раствора после добавления исходной твердой смеси к соляной кислоте:

m(р-ра) = m(Ca) + m(CaCO₃) + m(р-ра HCl) − m(Н₂) − m(CO₂)

m(р-ра) = 40х + 100у + 300 − 2х − 44у = 330 (г)

38х + 56у = 30

Первое уравнение системы готово. Второе составим по массовой доле кальция в исходной смеси:

m(смеси) = m(Ca) + m(CaCO₃) = 40х + 100у (г)

m(Ca) = 40х + 40у (г)

ω(Са) = m(Ca)/m(смеси)·100% = (40х+40у)/(40х+100у)·100% = 50%

(40х+40у)/(40х+100у) = 0,5

Составим и решим систему уравнений:

38х + 56у = 30

(40х + 40у)/(40х + 100у) = 0,5

38х + 56у = 30

(2х + 2у)/(2х + 5у) = 0,5

38х + 56у = 30

2х + 2у = х + 2,5у

38х + 56у = 30

х = 0,5у

75у = 30

у = 0,4

х = 0,2

n(Ca) = 0,2 моль

n(CaСО₃) = 0,4 моль

Далее вычислим количество и массу углекислого газа:

n(СО₂) = n(CaСО₃) = 0,4 моль

m(СО₂) = n(СО₂)·M(СО₂) = 0,4·44 = 17,6 г

Вычислим массу и количество гидроксида натрия:

m(NaOH) = m(р-ра NaOH)·ω(NaOH)/100% = 400·4%/100% = 16 (г)

n(NaOH) = m(NaOH)/M(NaOH) = 16/40 = 0,4 (моль)

Далее нужно сравнить количества щелочи и углекислого газа, чтобы понять, какая будет реакция между ними:

n(СО₂)/n(NaOH) = 0,4/0,4 = 1:1

Соотношение 1:1, поэтому образуется кислая соль:

NaOH + CO₂ = NaHCO₃

Вычислим массу образовавшейся соли и массу раствора:

n(NaHCO₃) = n(СО₂) = 0,4 моль

m(NaHCO₃) = n·M = 0,4·84 = 33,6 г

m(р-ра конечн.) = m(р-ра NaOH) + m(CO₂) = 400 + 17,6 = 417,6 (г)

Вычислим массовую долю гидрокарбоната натрия в полученном растворе:

ω(NaHCO₃) = m(NaHCO₃)/m(р-ра конечн.)·100% = 33,6/417,6·100% = 8,05%

Ответ: 8,05%

Источник

Александр Есманский,

преподаватель Олимпиадных школ МФТИ по химии, репетитор ЕГЭ и ОГЭ,

автор и составитель методических разработок

Задание № 30

Что требуется

Из предложенного перечня веществ необходимо выбрать те, между которыми возможно протекание окислительно-восстановительной реакции (ОВР), записать уравнение этой реакции и подобрать в ней коэффициенты методом электронного баланса, а также указать окислитель и восстановитель.

Особенности

Это одно из самых сложных заданий ЕГЭ по предмету, поскольку оно проверяет знание всей химии элементов, а также умение определять степени окисления элементов. По этим данным нужно определить вещества, которые могут быть только окислителями (элементы в составе этих веществ могут только понижать степень окисления), только восстановителями (элементы в составе этих веществ могут только повышать степень окисления) или же проявлять окислительно-восстановительную двойственность (элементы в составе этих веществ могут и понижать, и повышать степень окисления).

Также в задании необходимо уметь самостоятельно (без каких-либо указаний или подсказок) записывать продукты широкого круга окислительно-восстановительных реакций. Кроме того, нужно уметь грамотно оформить электронный баланс, после чего перенести полученные в балансе коэффициенты в уравнение реакции и дополнить его коэффициентами перед веществами, в которых элементы не изменяли степеней окисления.

Советы

Окислительно-восстановительные реакции основаны на принципе взаимодействия веществ противоположной окислительно-восстановительной природы. Согласно этому принципу любой восстановитель может взаимодействовать практически с любым окислителем. В задаче № 30 окислители и восстановители часто подобраны таким образом, что между ними точно будет протекать реакция.

Для нахождения пары окислитель/восстановитель нужно, прежде всего, обращать внимание на вещества, содержащие элементы в минимальной и максимальной степени окисления. Тогда вещество с минимальной степенью окисления будет являться типичным восстановителем, а вещество с максимальной степенью окисления с большой долей вероятности окажется сильным окислителем.

Если в списке только одно вещество (вещество 1) содержит элемент в максимальной или минимальной степени окисления, нужно найти ему в пару вещество, в котором элемент находится в промежуточной степени окисления и может проявлять свойства и окислителя, и восстановителя (вещество 2). Тогда вещество 1 определит окислительно-восстановительную активность вещества 2.

Когда пара окислитель/восстановитель определена, нужно обязательно проверить, в какой среде (кислой, нейтральной или щелочной) может протекать эта реакция. Если нет особенных правил, связанных со средой протекания выбранной реакции, то в качестве среды следует выбрать водный раствор того вещества (кислоты или щелочи), которое есть в предложенном списке реагентов.

Чтобы верно записать продукты окислительно-восстановительной реакции, нужно знать теоретические сведения о химии того или иного вещества и специфику его свойств. Однако запоминать все реакции наизусть — дело утомительное, да и не очень полезное. Для того чтобы упростить задачу, можно выявить некоторые общие закономерности в протекании ОВР и научиться предсказывать продукты реакций. Для этого нужно следовать трем простым правилам:

Процессы окисления и восстановления — это две стороны единого процесса: процесса передачи электрона. Если какой-либо элемент (восстановитель) отдает электроны, то в этой же реакции обязательно должен быть какой-то элемент (окислитель), который принимает эти электроны.
Если в реакции участвует простое вещество, эта реакция — всегда окислительно-восстановительная.
При взаимодействии сильных окислителей с различными восстановителями обычно образуется один и тот же основной продукт окисления. Многие окислители при взаимодействии с различными восстановителями также часто восстанавливаются до какого-то одного продукта, соответствующего их наиболее устойчивой степени окисления.

Задание № 31

Что требуется

Из предложенного перечня веществ (того же, что и в задании № 30) необходимо выбрать такие вещества, между которыми возможна реакция ионного обмена. Необходимо записать уравнение реакции в молекулярной форме и привести сокращенную ионную форму.

Особенности

Это задание значительно легче предыдущего, поскольку круг возможных реакций ограничен и определен условиями протекания реакций ионного обмена, которые школьники изучают еще в 8-9 классах.

Советы

Нужно помнить, что любая реакция ионного обмена — это обязательно реакция, протекающая в растворе. Все реакции ионного обмена являются неокислительно-восстановительными!

В реакциях ионного обмена могут участвовать:

солеобразующие оксиды;
основания и амфотерные гидроксиды;
кислоты;
соли (средние, кислые, основные). Теоретически можно составить реакцию ионного обмена с участием смешанных, двойных или комплексных солей, но это для задания № 31 — экзотика.

Чаще всего в этой задаче встречаются реакции ионного обмена с участием оснований, амфотерных гидроксидов, кислот и средних солей. Однако обмен ионами может осуществляться далеко не с любыми парами веществ. Для того чтобы протекала реакция ионного обмена, необходимо выполнение некоторых ограничительных условий, которые связаны с реагентами и продуктами реакции.

Для написания ионных форм уравнений нужно следовать правилам, согласно которым одни вещества представляются в диссоциированной форме (в виде ионов), а другие — в недиссоциированной (в виде молекул).

Расписываем на ионы в реакциях ионного обмена:

растворимые сильные электролиты;
малорастворимые сильные электролиты, если они являются реагентами.

Не расписываем на ионы в реакциях ионного обмена:

неэлектролиты;
нерастворимые в воде вещества;
слабые электролиты;
малорастворимые сильные электролиты, если они являются продуктами реакции.

Когда уже сокращенная форма реакции ионного обмена записана, будет нелишним проверить для нее выполнение материального и электрического баланса. Другими словами, верно ли расставлены в сокращенной форме коэффициенты и сохраняется ли общий электрический заряд в левой и правой частях уравнения. Это позволит избежать потерянных коэффициентов или зарядов ионов на пути от молекулярной формы через полную ионную — к сокращенной.

Задание № 32

Что требуется

По приведенному текстовому описанию необходимо записать уравнения четырех реакций.

Особенности

Это задание так же, как и задание № 30, проверяет знание всей химии элементов, которая содержится в спецификации ЕГЭ. Однако часто составление четырех уравнений, описанных в задании № 32, является более простой задачей, чем составление одного уравнения в вопросе № 30. Во-первых, здесь не нужно самостоятельно выбирать реагенты, поскольку они уже даны в условии, а продукты часто можно угадать, используя данные условия, которые, по сути, являются подсказками. Во-вторых, из четырех описанных в задании уравнений, как правило, два можно записать, используя знания 8-9 классов. Например, это могут быть реакции ионного обмена. Два других уравнения — посложнее, подобные тем, которые предлагаются в задании № 30.

Советы

Конечно, можно просто выучить всю химию элементов наизусть и с ходу записать все уравнения. Это самый верный способ. Если же возникают трудности с определением продуктов, то нужно по максимуму использовать подсказки, приведенные в условии. Чаще всего в задании указываются наблюдаемые химические явления: выпадение или растворение осадков, выделение газов, изменение цвета твердых веществ или растворов. А если еще и указан конкретный цвет осадка, газа или раствора, можно с высокой точностью определить, о каком веществе идет речь. Для этого необходимо всего лишь знать цвета наиболее часто использующихся в задачах школьной программы осадков и газов, а также цвета растворов солей. Это сильно облегчит написание проблемного уравнения реакции, и задание № 32 покажется очень даже простым.

Задание № 33

Что требуется

Необходимо записать уравнение пяти реакций с участием органических веществ по приведенной схеме (цепочке превращений).

Особенности

В этом задании предлагается классическая цепочка превращений, какие школьники учатся решать с первого года изучения химии, только здесь в каждом уравнении участвует хотя бы одно органическое вещество. Задача на каждой стадии цепочки может быть сформулирована в двух вариантах. В первом варианте даются один из реагентов и продукт реакции. В этом случае необходимо подобрать второй реагент, а также указать все условия осуществления реакций (наличие катализаторов, нагревание, соотношение реагентов). Во втором варианте известны все реагенты, а часто и условия реакции. Необходимо только записать продукты.

Советы

Лучший способ успешно выполнить цепочку по органике — это знать наизусть все типы реакций каждого класса соединений и специфические свойства органических веществ, содержащиеся в школьном курсе органической химии.

Главное правило задания № 33 — использование графических (структурных) формул органических веществ в уравнениях реакций. Это указание обязательно прописано в каждом варианте тренировочных работ и пробных вариантов ЕГЭ по химии, поэтому известно всем выпускникам. Однако некоторые школьники все равно иногда пренебрегают этим правилом и часть органических веществ записывают в молекулярном виде. Будьте внимательны! Уравнения реакций с молекулярными формулами органических веществ в этом задании не засчитываются.

В задачах № 32 и № 33 уравнение считается написанным верно, если в нем расставлены все коэффициенты и при необходимости указаны условия протекания реакции. Уравнения реакций, в которых хотя бы один коэффициент неверен или не указаны важные условия, не засчитываются.

Задание № 34

Что требуется

Решить расчетную задачу, тематика которой меняется от года к году и от варианта к варианту.

Особенности

В спецификации ЕГЭ под номером 34 заявлены задачи с использованием понятия доли (массовой, объемной, мольной) вещества в смеси. Частным случаем таких задач являются задачи «на массовую долю вещества в растворе», задачи «на примеси», то есть с использованием понятия доли чистого вещества в составе технического. Сюда же относятся расчеты массовой или объемной доли выхода продукта реакции от теоретически возможного, а также расчеты по уравнению реакции, если один из реагентов дан в избытке.

Предсказать, какие задачи будут отобраны для ЕГЭ именно в этом году, практически невозможно. Единственное, что можно ожидать по опыту прошлых лет, — это то, что задача не окажется сложной и будет полностью соответствовать профильной школьной программе (не олимпиадной). Это значит, что такая задача по зубам любому школьнику, освоившему курс химии на профильном школьном уровне и обладающему обыкновенной математической и химической логикой.

Советы

Для того чтобы решить эту задачу, прежде всего, нужно знать базовые формулы и определения основных физических величин. Необходимо осознать понятие «математической доли» как отношения части к целому. И тогда все типы долей в химии принимают одинаковый внешний вид.

Массовая доля вещества в смеси	({omega_{1}} = {{m_{в-ва}} over m_{смеси}})
Массовая доля вещества растворе	({omega_{1}} = {{m_{в-ва}} over m_{р-ра}})
Мольная доля вещества в смеси (растворе)	({chi} = {{nu_{в-ва}} over nu_{смеси}})
Объемная доля вещества в смеси (растворе)	({varphi} = {{V_{в-ва}} over V_{смеси}})
Доля чистого вещества в составе технического (степень чистоты)	({omega_{чист}} = {{m_{чист}} over m_{техн}})
Доля выхода продукта от теоретически возможного (выход продукта)	({eta} = {{upsilon_{практ}} over upsilon_{теор}} = {{m_{практ}} over m_{теор}} ) (m_{практ}) — масса продукта, которая получилась в результате химической реакции (m_{теор}) — масса продукта, которая могла образоваться в соответствии с теоретическим расчетом по уравнению реакции
Количество вещества	({v} = {m over M} ) ([{v}] = моль ) ({nu} = {{V} over V_{m}}) Молярный объем, т.е. объем одного моля газа, одинаков для всех газов при одинаковых условиях
Молярная концентрация (молярность) вещества в растворе	({C} = {{v_{в-ва}} over V_{р-ра}} ) ([{C}] = {моль over л} = М)
Плотность раствора	({rho} = {{m_{р-ра}} over V_{р-ра}} ) ([{rho}] = {г over мл} = {г over см^3} )

Задание № 35

Что требуется

Решить расчетную задачу на установление молекулярной и структурной формулы вещества, записать предложенное уравнение реакции с данным веществом.

Особенности

Идеологическая часть задач на вывод формулы изучается школьниками еще в 8-9 классах, поэтому это наиболее простая задача части 2 ЕГЭ. Хотя в спецификации не указано, формулу какого вещества необходимо установить. Опыт показывает, что из года в год здесь традиционно участвуют органические вещества.

Советы

Все задачи на вывод формулы, встречающиеся в ЕГЭ, можно условно разделить на три типа. Первый тип — это установление формулы по массовым долям элементов в веществе. Здесь работает формула для массовой доли элемента в сложном веществе:

({omega} = {n times {A_{r}(элемента)} over {M_{r}(вещества)}} times 100 %)

где n — число атомов элемента в молекуле, то есть индекс элемента.

Иногда в этом типе задач нужно знать еще и общую формулу класса, к которому относится неизвестное органическое вещество. Затем следует выразить относительную молекулярную массу вещества через n и подставить в уравнение для массовой доли. Решением уравнения будет искомое значение n, а следовательно, и молекулярная формула вещества. Дополнительные сведений о веществе, указанные в условии задачи, позволяют установить структурную формулу вещества, с которой далее требуется записать уравнение реакции.

Второй тип задач — это установление формулы через расчеты по уравнению химической реакции. Здесь нужно обязательно знать еще общую формулу класса, к которому относится неизвестное органическое вещество, и записать с ним уравнение реакции. Иногда приходится расставлять коэффициенты в общем виде через n. Тем не менее это наиболее понятный тип задач на вывод формулы, поскольку он чаще всего сводится к одному уравнению с одним неизвестным n, решение которого дает нам искомую молекулярную формулу. Дополнительные сведения о веществе, указанные в условии задачи, позволяют установить структурную формулу вещества, с которой далее требуется записать уравнение реакции.

И, наконец, третий тип задач — это установление формулы по продуктам сгорания вещества. Этот вариант наиболее часто встречается на ЕГЭ в этом задании. Выглядит он чуть более громоздко, чем два предыдущих, однако решается также очень просто. План решения заключается в нахождении простейшей формулы вещества и переходе к истинной (то есть молекулярной) формуле через известную молярную массу вещества. Простейшая формула находится из закона, согласно которому индексы элементов относятся так же, как их количества вещества в молях. Если молярная масса вещества не дана в условии, то можно попробовать доказать единственность решения через соответствие формулы правилам валентности. Но такой подход часто бывает трудоемок, и его можно легко обойти, если использовать дополнительные сведения об искомом веществе, указанные в условии задачи. Это может быть класс соединения, наличие или отсутствие каких-либо типов изомерии и, наконец, химическая реакция, в которую это вещество способно вступать или с помощью которой оно может быть получено. Помимо молекулярной формулы, эти же дополнительные сведения позволяют однозначно определить и структурную формулу вещества, с которой далее требуется записать уравнение реакции.

Источник