1
Л.И. Асанова, к.п.н., доцент ГБОУ ДПО
«Нижегородский институт развития образования»
ЕГЭ 2019. Химия. Разбор демоверсии
Структуру и содержание КИМ ЕГЭ по химии в 2019 г.
регламентируют следующие документы:
Кодификатор элементов содержания и требований к уровню
подготовки выпускников образовательных организаций для
проведения единого государственного экзамена по химии в 2019 г.;
Спецификация контрольных измерительных материалов для
проведения в 2019 году единого государственного экзамена по
химии;
Демонстрационный
вариант
контрольных
измерительных
материалов ЕГЭ 2019 г.
Кодификатор разработан на основе федерального компонента
государственного стандарта среднего (полного) общего образования по
химии 2004 г. и адекватно определяет общий объём содержания,
проверяемого контрольными измерительными материалами ЕГЭ.
Содержательная основа контрольных измерительных материалов
конкретизирована в кодификаторе благодаря наличию в нем
операционализированых умений и видов деятельности двух крупных
блоков «знать/понимать» и «уметь», которые представлены в требованиях
стандарта.
Кодификатор охватывает минимум знаний, умений, способов
познавательной и практической деятельности, который соответствует
требованиям к уровню подготовки выпускников, и тем самым
обеспечивается независимость КИМ от преподавания химии в школе по
вариативным программам и учебникам.
В спецификации контрольных измерительных материалов по
химии
определено назначение КИМ ЕГЭ;
представлены документы, определяющие содержание КИМ ЕГЭ;
описаны подходы к отбору содержания, разработке структуры КИМ
ЕГЭ
представлена структура КИМ ЕГЭ, дана характеристика заданий
различных типов, показано, как они распределяются по частям
работы, по содержательным блокам и содержательным линиям, по
видам проверяемых умений и способам действий;
указаны время выполнения работы, дополнительные материалы и
оборудование, которыми можно пользоваться на экзамене;
представлена система оценивания отдельных заданий и всей работы
в целом;
2
описаны изменения КИМ ЕГЭ 2019 г. по сравнению с 2018 г.;
представлен обобщенный план варианта КИМ ЕГЭ 2019 г. года.
Демонстрационный вариант ЕГЭ по химии 2019 г. составлен в
полном соответствии с кодификатором и спецификацией и дает
возможность ознакомиться с типами заданий, которые будут
представлены в экзаменационной работе 2019 г., с уровнем их сложности,
требованиями к полноте и правильности записи развёрнутого ответа, с
критериями оценивания заданий.
Однако следует учесть, что:
задания, включённые в демонстрационный вариант, не
охватывают всех элементов содержания, которые будут
проверяться с помощью вариантов КИМ в 2019 г.;
полный перечень элементов, которые могут контролироваться на
едином государственном экзамене 2019 г., приведён в кодификаторе
элементов содержания и требований к уровню подготовки
выпускников
организаций
для
проведения
единого
государственного экзамена;
назначение демонстрационного варианта заключается в том, чтобы
дать возможность любому участнику ЕГЭ и широкой
общественности составить представление о структуре вариантов
КИМ, типах заданий и об уровнях их сложности: базовом,
повышенном и высоком.
Экзаменационная работа состоит из двух частей, включающих в
себя 35 заданий. Часть 1 содержит 29 заданий базового и повышенного
уровня сложности с кратким ответом. Ответом к заданиям части 1
является последовательность цифр или число. Часть 2 содержит 6 заданий
высокого уровня сложности с развёрнутым ответом. Ответы к заданиям
30–35 включают в себя подробное описание всего хода выполнения
задания.
На выполнение экзаменационной работы по химии отводится 3,5
часа (210 минут).
При выполнении работы используется Периодическая система
химических элементов Д.И. Менделеева, таблица растворимости солей,
кислот и оснований в воде, электрохимический ряд напряжений металлов.
Эти сопроводительные материалы прилагаются к тексту работы.
Разрешается использовать также непрограммируемый калькулятор.
Задания в экзаменационной работе распределены по четырем
содержательным блокам, которые подразделены на содержательные
линии:
«Теоретические основы химии: «Строение атома. Периодический
закон и Периодическая система химических элементов Д.И.
Менделеева. Закономерности изменения свойств химических
3
элементов по периодам и группам». «Строение вещества.
Химическая связь»;
«Неорганические вещества: классификация и номенклатура,
химические свойства и генетическая связь веществ различных
классов»;
«Органические вещества: классификация и номенклатура,
химические свойства и генетическая связь веществ различных
классов»;
«Методы познания в химии. Химия и жизнь: Химическая реакция.
Методы познания в химии. Химия и жизнь. Расчеты по химическим
формулам и уравнениям реакций».
При
определении
количества
заданий
КИМ
ЕГЭ,
ориентированных на проверку усвоения учебного материала отдельных
блоков, прежде всего учитывается занимаемый ими объём в содержании
курса химии.
Рассмотрим задания, представленные в экзаменационной работе,
обратившись для этого к демонстрационному варианту ЕГЭ по химии
2019 г.
Блок «Строение атома. Периодический закон и Периодическая
система химических элементов Д.И. Менделеева. Закономерности
изменения свойств химических элементов по периодам и группам».
«Строение вещества. Химическая связь»
Этот блок содержит задания только базового уровня сложности,
которые были ориентированы на проверку усвоения понятий,
характеризующих строение атомов химических элементов и строение
веществ, а также на проверку умений применять Периодический закон для
сравнения свойств элементов и их соединений.
Рассмотрим эти задания.
Задания 13 объединены единым контекстом:
Для выполнения заданий 1–3 используйте следующий ряд химических
элементов:
1) Na;
2) K;
3) Si;
4) Mg;
5) C.
Ответом в заданиях 1–3 является последовательность цифр, под которыми
указаны химические элементы в данном ряду.
1. Определите, атомы каких из указанных в ряду элементов в основном
состоянии имеют на внешнем энергетическом уровне четыре электрона.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
Ответ:
4
2. Из указанных в ряду химических элементов выберите три элемента,
которые в Периодической системе химических элементов Д.И.
Менделеева находятся в одном периоде.
Расположите выбранные элементы в порядке возрастания их
металлических свойств.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов в нужной
последовательности.
Ответ:
3. Из числа указанных в ряду элементов выберите два элемента, которые
проявляют низшую степень окисления, равную –4.
Запишите в поле ответа номера выбранных элементов.
Ответ:
Для выполнения задания 1 необходимо применить знания о
строении электронных оболочек атомов химических элементов первых
четырех периодов, s-, p- и d-элементах, об электронных конфигурациях
атомов, основном и возбужденном состояниях атомов. Представленные
элементы находятся в главных подгруппах, поэтому число внешних
электронов их атомов равно номеру группы, к которой находится данный
элемент. Четыре внешних электрона имеют атомы кремния и углерода.
С заданием 1 в 2018 г. успешно справились 61,0 % экзаменуемых.
Успешное выполнение задания 2 предполагает понимание смысла
Периодического закона Д.И. Менделеева и закономерностей изменения
химических свойств элементов и их соединений по периодам и группам в
связи с особенностями строения атомов элементов. Необходимо обратить
внимание на то, что надо не просто выбрать элементы, находящиеся в
одном периоде, а обязательно расположить их в определенной
последовательности. В данном задании следует расположить элементы в
порядке возрастания их металлических свойств. Для этого надо
вспомнить, что в пределах одного периода возрастанием заряда ядра
атома металлические свойства элементов уменьшаются. Поэтому в
порядке возрастания металлических свойств элементы III периода следует
расположить в последовательности: Si Mg Na.
В 2018 г. задание 2 успешно выполнили 62,0 % экзаменуемых.
Для выполнения задания 3 следует понимать смысл понятий
химический элемент, атом, молекула, ион, химическая связь,
электроотрицательность, валентность, степень окисления, уметь
5
определять валентность, степень окисления химических элементов,
заряды ионов, применяя для этого основные положения теории строения
атома. Низшая степень окисления элементов-неметаллов определяется
числом электронов, которых не хватает до завершения внешнего
электронного уровня, на котором может находиться не более восьми
электронов. Низшую степень окисления, равную 4, будут иметь
элементы-неметаллы 4 группы, в данном контексте – кремний и углерод.
С заданием 3 успешно выполнили 80,2 % участников экзамена.
Результаты выполнения этих заданий в 2018 г. свидетельствуют о
том, что школьники достаточно успешно справляются с ними, в отличие
от задания 4 этого же блока, направленного на определение умений
определять вид химической связи в соединениях, определять природу
химической связи (ионной, ковалентной, металлической, водородной) и
зависимость свойств неорганических и органических веществ от их
состава и строения. В 2018 г. только 52, 6 % участников экзамена в смогли
справиться с этим заданием.
4. Из предложенного перечня выберите два соединения, в которых
присутствует ионная химическая связь.
1) Ca(ClO2)2
2) HClO3
3) NH4Cl
4) HClO4
5) Cl2O7
Запишите в поле ответа номера выбранных соединений.
Ответ:
При выполнении этого задания необходимо проанализировать
качественный состав каждого вещества, указанного в задании. Школьники
часто не учитывают, что внутри одного вещества между атомами могут
существовать различные виды химической связи в зависимости от
значения их электроотрицательности. Так, между атомами хлора и
кислорода в хлорате кальция Ca(ClO2)2 существует ковалентная полярная
связь, а между хлорат-ионом и кальцием – ионная. Школьники забывают
также, что внутри катиона аммония атом азота связан с атомами водорода
ковалентными полярными связями, но сам катион аммония связан с
анионами кислотных остатков ионной связью. Таким образом,
правильный ответ – хлорат кальция (1) и хлорид аммония (3).
6
Блок «Неорганические вещества»
Усвоение элементов содержания данного блока проверяется
заданиями базового, повышенного и высокого уровней сложности: всего 7
заданий, из них 4 задания базового уровня сложности, 2 задания –
повышенного уровня сложности и 1 задание высокого уровня сложности.
Задания базового уровня сложности этого блока представлены
заданиями с выбором двух верных ответов из пяти и в формате
установления соответствия между позициями двух множеств (задание 5).
Выполнение
заданий
блока
«Неорганические
вещества»
предусматривает применение широкого круга предметных умений. В их
числе умения: классифицировать неорганические и органические
вещества; называть вещества по международной и тривиальной
номенклатуре; характеризовать состав и химические свойства веществ
различных классов; составлять уравнения реакций, подтверждающих
взаимосвязь веществ различных классов.
Рассмотрим задания блока «Неорганические вещества».
При выполнении задания 5 базового уровня сложности школьникам
необходимо
продемонстрировать
умения
классифицировать
неорганические вещества по всем известным классификационным
признакам, демонстрируя при этом знание тривиальной и международной
номенклатуры неорганических веществ.
5. Установите соответствие между формулой вещества и классом/группой,
к которому(-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции,
обозначенной
буквой,
подберите
соответствующую
позицию,
обозначенную цифрой.
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА
КЛАСС/ГРУППА
А) NH4HCO3
1)
соли средние
Б)
KF
2)
оксиды кислотные
В)
NО
3)
оксиды несолеобразующие
4)
соли кислые
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В
Ответ:
Среди представленных веществ NH4HCO3 относится к кислым солям,
KF – к средним солям, NO является несолеобразующим оксидом. Таким
образом, правильный ответ – 431. Результаты выполнения задания 5 в
2018 г. свидетельствуют об успешном овладении выпускниками умениями
7
классифицировать
неорганические
вещества:
средний
процент
выполнения этого задания составил 76,3.
Немного хуже школьники справляются с заданиями базового уровня
сложности, при выполнении которых им необходимо применить знания о
характерных химических свойствах неорганических веществ различных
классов. К ним относятся задания 6 и 7.
6. Из предложенного перечня выберите два вещества, с каждым из
которых железо реагирует без нагревания.
1) хлорид кальция (р–р)
2) сульфат меди(II) (р–р)
3) концентрированная азотная кислота
4) разбавленная соляная кислота
5) оксид алюминия
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ:
При выполнении этого задания необходимо осуществить следующую
последовательность мыслительных операций: определить химический
характер всех предложенных в задании соединений, а затем на основании
этого определить, что железо не будет реагировать с раствором хлорида
кальция и с оксидом алюминия, а концентрированная азотная кислота при
комнатной температуре пассивирует железо. В соответствии с
положением в электрохимическом ряду напряжений железо без
нагревания реагирует с сульфатом меди (II), замещая из этой соли медь, и
с разбавленной соляной кислотой, вытесняя из нее водород. Правильный
ответ, таким образом – 24.
С заданием 7 в 2018 г. справились 62,8 % выпускников.
7. В одну из пробирок с осадком гидроксида алюминия добавили сильную
кислоту X, а в другую – раствор вещества Y. В результате в каждой из
пробирок наблюдали растворение осадка. Из предложенного перечня
выберите вещества X и Y, которые могут вступать в описанные реакции.
1) бромоводородная кислота
2) гидросульфид натрия
3) сероводородная кислота
4) гидроксид калия
5) гидрат аммиака
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими
буквами.
8
Ответ:
X Y
Выполнение задания 7 требует тщательного анализа условия,
применения знаний свойств веществ и сущности реакций ионного обмена.
Задание 7 оценивается максимально 2 баллами. В 2018 г. с заданием 7
полностью справились 66,5% выпускников.
При выполнении задания 7, предложенном в демонстрационной
версии, необходимо учесть, что гидроксид алюминия проявляет
амфотерные свойства и взаимодействует как с сильными кислотами, так и
со щелочами. Таким образом, вещество Х сильная бромоводородная
кислота, вещество Y – щелочь гидроксид калия. Правильный ответ – 14.
Задания 8 и 9 повышенного уровня сложности ориентированы на
комплексную проверку знаний о свойствах неорганических веществ. Эти
задания представлены в формате установления соответствия между двумя
множествами. Выполнение каждого из этих заданий оценивается
максимально 2 баллами.
8. Установите соответствие между формулой вещества и реагентами, с
каждым из которых это вещество может взаимодействовать: к каждой
позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию,
обозначенную цифрой.
ФОРМУЛА ВЕЩЕСТВА
РЕАГЕНТЫ
А) S
1)
AgNO3, Na3PO4, Cl2
Б)
SO3
2)
BaO, H2O, KOH
В)
Zn(OH)2
3)
H2, Cl2, O2
Г)
ZnBr2 (р–р)
4)
HBr, LiOH, CH3COOH (р–р)
5)
H3PO4 (р–р), BaCl2, CuO
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В Г
Ответ:
При выполнении задания 8 необходимо применить знания как о
характерных свойствах основных классов неорганических соединений, так
и о специфических свойствах отдельных представителей этих классов.
Так, следует учесть, что сера может вступать в реакцию с
водородом, выступая в роли окислителя, и окисляться под действием
хлора и кислорода (3).
Оксид серы (VI) – типичный кислотный оксид, вступает в реакцию с
основным оксидом BaO, водой и гидроксидом калия (2).
9
Гидроксид цинка обладает амфотерными свойствами и может
взаимодействовать как с кислотами, так и со щелочами (4).
Бромид цинка может вступать в реакцию обмена с нитратом серебра
и фосфатом натрия с образованием нерастворимых солей – AgCl и
Zn3(PO4)2, а также взаимодействовать с хлором, который вытесняет из
него бром (1).
Таким образом, правильный ответ – 3241.
Это задание оказывается традиционно сложным для школьников: в
2018 г. с ним полностью справились 49,3 % выпускников.
Задание 9 представлено в формате установления соответствия
между реагирующими веществами и продуктами реакции между этими
веществами.
9. Установите соответствие между исходными веществами, вступающими
в реакцию, и продуктами этой реакции: к каждой позиции, обозначенной
буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА
ПРОДУКТЫ РЕАКЦИИ
А) Mg и H2SO4(конц.)
1)
MgSO4 и H2O
Б)
MgО и H2SO4
2)
MgO, SO2 и H2O
В)
S и H2SO4(конц.)
3)
H2S и H2O
Г)
H2S и O2(изб.)
4)
SO2 и H2O
5)
MgSO4, H2S и H2O
6)
SО3 и H2О
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В Г
Ответ:
При выполнении задания 9 необходимо проанализировать свойства
веществ, вступающих в реакцию, условия проведения процессов,
предсказать продукты этих реакций, выбрав их из предложенного
перечня. Выполнение задания предусматривает комплексное применение
знаний химических свойств конкретных веществ с учетом указанных
условий проведения реакции между ними. При выполнении этого задания
желательно записывать уравнения соответствующих реакций, что
облегчит формулирование ответа.
Рассмотрим задание 9, представленное в демонстрационном варианте.
Учтем, что концентрированная серная кислота в реакции с магнием будет
проявлять окислительные свойства за счет атомов серы в степени
окисления +6. Продуктами реакции будут сульфат магния, сероводород и
вода (5).
10
Оксид магния – основный оксид, который при взаимодействии с
серной кислотой образует соль – сульфат магния и воду (1).
Концентрированная серная кислота окисляет серу до сернистого газа
(4).
В избытке кислорода сероводород окисляется до сернистого газа (4).
Таким образом, правильный ответ – 5144.
Усвоение знаний о взаимосвязи неорганических веществ
проверяется с помощью заданий базового уровня сложности с кратким
ответом (задание 10) и заданием высокого уровня сложности с
развернутым ответом (задание 32).
Задание 9, как и задание 8, оказалось сложным дл выпускников: с
ним в 2018 г. справились 47,4 % экзаменуемых.
Рассмотрим задание 10
демонстрационного варианта.
базового
уровня
сложности
из
10. Задана следующая схема превращений веществ:
X
Y
CO2
K2CO3
KHCO3
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.
1) KCl (р-р)
2) K2O
3) H2
4) HCl (изб.)
5) CO2 (р-р)
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими
буквами.
X Y
Ответ:
Карбонат натрия может быть получен при взаимодействии
углекислого газа с оксидом калия K2O (2). При пропускании углекислого
газа через раствор средней соли K2CO3 образуется кислая соль KHCO3 (5).
В перечне веществ предложена также соляная кислота, но в ее избытке
образуется углекислый газ, а не кислая соль. Таким образом, правильный
ответ – 25.
С заданием 10, которое оценивается максимально 2 баллами, в 2018
г. успешно справились 66,5 % выпускников.
Задание 32 высокого уровня сложности представляет собой
описание «мысленного эксперимента». Чтобы справиться с этим
11
заданием, часто необходимо кроме химических свойств веществ знать
также их физические свойства (агрегатное состояние, цвет, запах и т.д.).
Рассмотрим задание 32 из демонстрационного варианта.
32. При электролизе водного раствора нитрата меди(II) получили
металл. Металл обработали концентрированной серной кислотой при
нагревании. Выделившийся в результате газ прореагировал с
сероводородом с образованием простого вещества. Это вещество нагрели
с концентрированным раствором гидроксида калия.
Напишите уравнения четырёх описанных реакций.
Вариант ответа:
1) 2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + 4HNO3 + O2 (электролиз)
2) Cu + 2H2SO4(конц.) = CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
3) SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O
4) 3S + 6KOH = 2K2S + K2SO3 + 3H2O
(возможно образование K2S2O3)
С заданием 32, которое оценивается максимально 4 баллами (по
одному баллу за каждое правильно составленное уравнение реакции), в
2018 г. успешно справились 37,6 % выпускников.
Блок «Органические вещества»
Содержание блока «Органические вещества» составляет система
знаний о важнейших понятиях и теориях органической химии,
характерных химических свойствах изученных веществ, принадлежащих к
различным классам органических соединений, взаимосвязи этих веществ.
Этот блок включает в себя 9 заданий. Усвоение элементов содержания
этого блока проверяется заданиями базового (задания 11-15 и 18),
повышенного (задания 16 и 17) и высокого (задание 33) уровней
сложности. Этими заданиями проверялась также сформированность
умениий и видов деятельности, аналогичных тем, которые были названы
применительно к элементам содержания блока «Неорганические
вещества».
Рассмотрим задания блока «Неорганические вещества».
При выполнении задания 11 базового уровня сложности школьникам
необходимо продемонстрировать умения классифицировать органические
вещества по всем известным классификационным признакам,
демонстрируя при этом знание тривиальной и международной
номенклатуры органических веществ.
12
11. Установите соответствие между названием вещества и
классом/группой,
к которому(-ой) это вещество принадлежит: к каждой позиции,
обозначенной
буквой,
подберите
соответствующую
позицию,
обозначенную цифрой.
НАЗВАНИЕ ВЕЩЕСТВА
КЛАСС/ГРУППА
А) метилбензол
1)
альдегиды
Б)
2)
анилин
амины
В)
3)
3-метилбутаналь
аминокислоты
4)
углеводороды
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В
Ответ:
Среди представленных веществ метилбензол относится к
углеводородам, анилин- к ароматическим аминам, а 3-метилбутаналь
является альдегидом. Таким образом, правильный ответ – 421. Результаты
выполнения задания 11 в 2018 г. свидетельствуют о том, что умение
классифицировать органические вещества по сравнению с аналогичным
умением применительно к неорганическим веществам сформировано у
выпускников несколько слабее: процент выполнения этого задания – 61,7.
При выполнении задания 12 базового уровня сложности
выпускникам необходимо применить основные положение теории
органических соединений для анализа строения и свойств веществ,
определять вид химических связей в соединениях, пространственное
строение молекул, гомологи и изомеры.
12. Из предложенного перечня выберите два вещества, которые являются
структурными изомерами бутена-1.
1) бутан
2) циклобутан
3) бутин-2
4) бутадиен-1,3
5) метилпропен
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ:
Изомерами бутена-2, имеющего молекулярную формулу С4Н8, будут
являться циклобутан и метилпропен. Правильный ответ – 25.
13
Для выпускников это задание оказалось достаточно сложным: в 2018
г. средний процент его выполнения составил 56,2.
Задание 13 базового уровня сложности направлено на проверку
умений характеризовать химические свойства и основные способы
получения углеводородов.
13. Из предложенного перечня выберите два вещества, при
взаимодействии которых с раствором перманганата калия в присутствии
серной кислоты будет наблюдаться изменение окраски раствора.
1) гексан
2) бензол
3) толуол
4) пропан
5) пропилен
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ:
При выполнении этого задания необходимо учесть, что раствор
перманганата калия в присутствии серной кислоты способен окислять
углеводороды, содержащие двойные и тройные связи, а также гомологи
бензола. Из представленных в задании веществ таковыми являются толуол
(метилбензол) и пропилен. Таким образом, правильный ответ – 35. С этим
заданием успешно справились в 2018 г лишь 57,7 % выпускников.
При выполнении задания 14 базового уровня сложности необходимо
применить
знания
о
характерных
химических
свойствах
кислородсодержащих органических соединений.
14. Из предложенного перечня выберите два вещества, с которыми
реагирует формальдегид.
1) Сu
2) N2
3) H2
4) Ag2O (NH3 р-р)
5) СН3ОСН3
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ:
Формальдегид способен как к реакциям восстановления, так и к
окисления: водород (3) будет восстанавливать его до метанола, а под
14
действием аммиачного раствора оксида серебра (4) он будет окисляться.
Правильный ответ – 34. Процент выполнения задания 14 еще ниже, чем
задания 13: в 2018 г. с ним успешно справились лишь 56,9 %
выпускников.
Задание 15 базового уровня направлено на проверку умений
характеризовать
химические
свойства
и
способы
получения
азотсодержащих органических соединений (аминов и аминокислот), а
также биологически важных веществ (жиров, углеводов).
15. Из предложенного перечня выберите два вещества, с которыми
реагирует метиламин.
1) пропан
2) хлорметан
3) водород
4) гидроксид натрия
5) соляная кислота
Запишите в поле ответа номера выбранных веществ.
Ответ:
Метиламин способен реагировать с хлорметаном (2), образуя соль
вторичного амина – хлорид диметиламина, а также с соляной кислотой
(5), также образуя соль – хлорид метиламина. Правильный ответ – 25. С
заданием 15 в 2018 г. успешно справились лишь 47 % участников
экзамена. Крайне низкие результаты выполнения этого задания позволяют
сделать вывод том, что у выпускников слабо сформированы знания о
химических свойствах азотсодержащих органических соединений и
способах их получения. Причина этого может быть связана с
недостаточным вниманием, которое уделяется этому элементу
содержания в процессе изучения органической химии в школе.
Задание 16 ориентировано на проверку знаний характерных
химических свойств углеводородов и способов их получения на
повышенном уровне сложности.
16. Установите соответствие между названием вещества и продуктом,
который преимущественно образуется при взаимодействии этого
вещества с бромом: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите
соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
15
НАЗВАНИЕ
ВЕЩЕСТВА
A)
этан
ПРОДУКТ
БРОМИРОВАНИЯ
1)
Br
CH3
Б)
изобутан
2)
CH3 C
CH3
Br
В)
циклопропан
3)
Г)
циклогексан
4)
5)
Br CH2 CH2 CH2 Br
CH3
CH3 CH CH2 Br
CH3 CH2 Br
Br
6)
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В Г
Ответ:
Этан вступает с бром в реакцию замещения с образованием
бромэтана (5).
Замещение атома водорода при бромировании изобутана происходит
преимущественно у третичного атома углерода, в результате чего
образуется 2-бром,2-метилпропан (2).
Бромирование циклопропана сопровождается разрывом цикла с
образованием 1,3-диметилпропана (3).
При бромировании циклогексана, в отличие от циклопропана,
происходит реакция замещения атома водорода в цикле и образуется
бромциклогексан (6).
Таким образом, правильный ответ – 5236. Это задание было
выполнено выпускниками достаточно успешно – в 2018 г. с ним
справились 48,7 % экзаменуемых.
Задание 17 направлено на проверку умений характеризовать
химические свойства и способы получения кислородсодержащих
органических соединений (предельных одноатомных и многоатомных
спиртов, фенола, альдегидов, карбоновых кислот, сложных эфиров) на
повышенном уровне сложности.
16
17. Установите соответствие между реагирующими веществами и
углеродсодержащим продуктом, который образуется при взаимодействии
этих веществ: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите
соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ПРОДУКТ
РЕАГИРУЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА
ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
A) уксусная кислота и сульфид натрия
1) пропионат натрия
Б) муравьиная кислота и гидроксид
2) этилат натрия
натрия
3) формиат меди(II)
В) муравьиная кислота и гидроксид
4) формиат натрия
меди(II) (при нагревании)
5) ацетат натрия
Г) этанол и натрий
6) углекислый газ
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В Г
Ответ:
Для успешного выполнения подобных задания необходимо не только
применять знания химических свойств органических соединений, но и
владеть химической терминологией. Кроме того, необходимо записывать
уравнения указанных в условии реакций, чтобы убедится в правильности
своего ответа.
Продуктом взаимодействия уксусной кислоты и сульфида натрия
является ацетат натрия (5) и сероводород.
Муравьиная кислота реагирует с гидроксидом натрия, образуя
формиат натрия (4) и воду.
Муравьиная кислота под действием гидроксида меди (II) при
нагревании окисляется до углекислого газа (6).
Продуктом реакции этанола с натрием является этилат натрия (2) и
водород.
Таким образом, правильный ответ – 5462. В 2018 г. с заданием 17
успешно справились 48,6 % экзаменуемых.
Усвоение элемента содержания «взаимосвязь углеводородов и
кислородсодержащих органических соединений» проверяется заданием
18 базового уровня сложности и заданием 33 высокого уровня сложности.
18. Задана следующая схема превращений веществ:
Y
CH3CH2Cl CH3CH2OH
CH3CHO
Определите, какие из указанных веществ являются веществами X и Y.
X
17
1) H2
2) CuO
3) Cu(OH)2
4) NaOH (H2O)
5) NaOH (спирт)
Запишите в таблицу номера выбранных веществ под соответствующими
буквами.
X Y
Ответ:
Этанол можно получить из хлорэтана под действием водного
раствора щелочи (4). Ацетальдегид образуется при взаимодействии
этанола с оксидом меди (II) (2) при нагревании. Правильный ответ – 52.
Выполнение этого задания оценивалось максимально 2 баллами. В 2018 г.
с ним успешно справились лишь 56,4 % экзаменуемых.
Рассмотрим также задание 33 высокого уровня сложности,
проверяющего усвоение взаимосвязи органических соединений различных
классов.
33. Напишите уравнения реакций,
осуществить следующие превращения:
с
помощью
которых
можно
H 2 SO 4
HCl
NaOH, H 2 O
CH3 CH 2 CH 2 OH
X1
X2
X3
180 C
KMnO4 , H2 O, 0 C
X1
X4
При написании уравнений реакций используйте структурные формулы
органических веществ.
Вариант ответа:
При температуре 180 оС в присутствии концентрированной серной
кислоты пропанол-1 подвергается дегидратации с образованием пропена:
H2SO4
1) H3C H2C CH2 OH
H3C HC CH2 H2O
180 C
Пропен, взаимодействуя с хлороводородом, образует в соответствии с
правилом Марковникова преимущественно 2-хлорпропан:
2) H3C HC CH2 HCl H3C CH CH3
Cl
Под действием водного раствора щелочи 2-хлорпропан гидролизуется с
образованием пропанола-2:
H2 O
3) H3C CH CH3 NaOH
H3C CH CH3 NaCl
Cl
OH
18
Далее из пропанола-2 необходимо вновь получить пропен (Х1), что
можно осуществить в результате реакции внутримолекулярной дегидратации
при температуре 180 оС под действием концентрированной серной кислоты:
CH3
H2SO4 , 180 C
4) H3C CH OH
CH3 CH CH2 H2O
Продуктом окисления пропена водным раствором перманганата калия
на холоду является двухатомный спирт пропандиол-1,2, перманганат калия
восстанавливается при этом до оксида марганца(IV), образующего бурый
осадок:
0 C
5) 3CH3 CH CH2 2KMnO4 4H2O
2MnO2
2KOH 3CH3 CH CH2
OH OH
В 2018 г. полностью правильно выполнить это задание смогли 41,1 %
экзаменуемых.
Блок «Химическая реакция. Методы познания в химии. Химия
и жизнь. Расчеты по химическим формулам и уравнениям реакций»
Усвоение элементов содержания этого блока проверяется заданиями
различного уровня сложности, в их числе 4 задания базового уровня
сложности, 4 задания повышенного уровня сложности и 2 задания
высокого уровня сложности.
Элементы содержания блока имеют прикладной и практикоориентированный характер, что обусловливает некоторую особенность
заданий, ориентированных на проверку усвоения данного материала.
Выполнение заданий этого блока предусматривает проверку
сформированности следующих умений: использовать в конкретных
ситуациях знания о применении изученных веществ и химических
процессов, промышленных методах получения некоторых веществ и
способах их переработки; планировать проведение эксперимента по
получению и распознаванию важнейших неорганических и органических
веществ на основе приобретённых знаний о правилах безопасной работы с
веществами в быту; проводить вычисления по химическим формулам и
уравнениям.
Некоторые из элементов содержания данного блока, такие как
определение характера среды водных растворов веществ, индикаторы,
расчёты массовой или объёмной доли выхода продукта реакции от
теоретически возможного, расчёты массовой доли (массы) химического
19
соединения в смеси, проверялись в рамках одного задания в комплексе с
другими элементами содержания.
Рассмотрим задания этого блока из демонстрационного варианта.
Задание 19 направлено на проверку умений классифицировать
химические реакции в неорганической и органической химии по всем
известным классификационным признакам.
19. Из предложенного перечня типов реакций выберите два типа реакций,
к которым можно отнести взаимодействие щелочных металлов с водой.
1) каталитическая
2) гомогенная
3) необратимая
4) окислительно-восстановительная
5) реакция нейтрализации
Запишите в поле ответа номера выбранных типов реакций.
Ответ:
Реакция взаимодействия щелочных металлов с водой является
необратимой (3) и окислительно-восстановительной (4). Ответ – 34.
Анализ выполнения задания 19 в 2018 г. свидетельствует о том, что
школьники испытывают затруднения при определении типов реакций в
неорганической и органической химии: с этим заданием успешно
справились лишь 54,3 % экзаменуемых.
Задание 20 проверяет усвоение умения объяснять влияние
различных факторов на скорость химической реакции.
20. Из предложенного перечня внешних воздействий выберите два
воздействия, которые приводят к уменьшению скорости химической реакции
этилена с водородом.
1) понижение температуры
2) увеличение концентрации этилена
3) использование катализатора
4) уменьшение концентрации водорода
5) повышение давления в системе
Запишите в поле ответа номера выбранных внешних воздействий.
Ответ:
Скорость реакции уменьшается при понижении температуры (1) и при
уменьшении концентрации реагирующих веществ, в данном случае –
водорода (4). Увеличение концентрации реагирующих веществ,
20
использование катализатора и повышение давления, приводящее к
увеличению концентрации газообразных веществ, наоборот, способствуют
увеличению скорости реакции этилена с водородом. Правильный ответ – 14.
Следует отметить, что с этим заданием экзаменуемые справляются весьма
успешно: процент его выполнения в 2018 г. составил 78,6.
Задания по теме «Окислительно-восстановительные реакции»
представлены в ЕГЭ на базовом и высоком уровне сложности. При
выполнении этих заданий школьникам необходимо продемонстрировать
умения определять степень окисления химических элементов в
соединениях, объяснять сущность окислительно-восстановительных
реакций, составлять их уравнения. При этом задание высокого уровня
сложности объединено единым контекстом с заданием по теме
«Электролитичесская диссоциация. Реакции ионного обмена»
Задания на базовом уровне сложности по теме «Окислительновосстановительные реакции» – задания на «установление соответствия
между позициями двух множеств». Рассмотрим задание по этой теме из
демонстрационного варианта.
21. Установите соответствие между уравнением реакции и свойством
элемента азота, которое он проявляет в этой реакции: к каждой позиции,
обозначенной
буквой,
подберите
соответствующую
позицию,
обозначенную цифрой.
УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ
СВОЙСТВО АЗОТА
А) NH4HCO3 = NH3 + H2O + CO2
1) является окислителем
Б)
3СuO + 2NH3 = N2 + 3Cu + 3H2O
2) является
восстановителем
В)
4NH3 + 5O2 = 4NО + 6H2O
3) является и окислителем,
и восстановителем
4) не
проявляет
окислительновосстановительных
свойств
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В
Ответ:
В реакции А степень окисления азота не меняется и остается равной
3, т.е. азот не проявляет окислительно-восстановительных свойств (3).
В реакции Б азот повышает степень окисления с 3 в NH3 до 0 в N2,
т.е. является восстановителем (2).
21
В реакции В азот тоже повышает степень окисления с 3 в NH3 до
+2 в NO, т.е. является восстановителем (2).
Таким образом, правильный ответ – 322.
Усвоение знаний о процессах электролиза расплавов и растворов
проверяется заданием 22 повышенного уровня сложности в формате
установления соответствия между позициями двух множеств.
22. Установите соответствие между формулой соли и продуктами
электролиза водного раствора этой соли, которые выделились на
инертных электродах: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите
соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ПРОДУКТЫ
ФОРМУЛА СОЛИ
ЭЛЕКТРОЛИЗА
А) Na3PO4
1) H2, O2
Б) KCl
2) Сu, O2
В) CuBr2
3) Cu, Br2
Г) Cu(NO3)2
4) H2, Cl2
5) Cu, NO2
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В Г
Ответ:
1 4 3 2
Для выполнения этого задания необходимо знать и уметь применять
закономерности выделения продуктов на электродах в процессе
электролиза растворов и расплавов солей, щелочей, кислот.
Фосфат натрия – соль, образованная активным металлом и
кислородсодержащей кислотой. Продуктами электролиза этой соли будут
водород на катоде и кислород на аноде (1).
При электролизе водного раствора хлорида калия на катоде будет
выделяться водород, а на аноде – хлор (4).
Бромид меди (II) – соль, образованная металлом, находящимся в
электрохимическом ряду напряжений после водорода, поэтому на катоде
будет происходить только выделение меди. Бромид-анион – анион
бескислородной кислоты, который будет окисляться на аноде с
выделением брома (3).
В состав нитрата меди (II) входит кислородсодержащий анион,
который не окисляется на аноде. Вследствие окисления воды на аноде
будет выделяться кислород (2).
22
Таким образом, правильный ответ – 1432. Следует отметить, что
школьники успешно справляются с этим заданием: процент его
выполнения в 2018 г. высокий – 75,0.
Усвоение содержания темы «Гидролиз солей» проверяется
заданием 23 повышенного уровня сложности на «установление
соответствия между позициями двух множеств».
23. Установите соответствие между названием соли и отношением этой
соли к гидролизу: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите
соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
НАЗВАНИЕ СОЛИ
ОТНОШЕНИЕ К ГИДРОЛИЗУ
А) хлорид аммония
1)
гидролизуется по катиону
Б)
сульфат калия
2)
гидролизуется по аниону
В)
карбонат натрия
3)
гидролизу не подвергается
Г)
сульфид алюминия
4)
гидролизуется по катиону и аниону
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В Г
Ответ:
1 3 2 4
При выполнении этого задания экзаменуемым необходимо
продемонстрировать знания о процессах гидролиза солей различных
типов в зависимости от силы кислоты и основания, их образующих.
Хлорид аммония соль, образованная слабым основанием и
сильной кислотой, поэтому она гидролизуется по катиону (1).
Сульфат калия – соль, образованная сильным основанием и сильной
кислотой, поэтому она не подвергается гидролизу (3).
Карбонат калия – соль, образованная сильным основанием и слабой
кислотой, поэтому она подвергается гидролизу по аниону (2).
Сульфид алюминия - соль, образованна слабым основанием и
слабой кислотой, поэтому она гидролизуется и по катиону, и по аниону,
причем в водной среде происходит полный и необратимый гидролиз этой
соли, о чем свидетельствует прочерк в таблице растворимости (4).
Таким образом, правильный ответ – 1324. Процент выполнения
этого задания достаточный высокий: в 2018 г. 62,6 % экзаменуемых
успешно справились с ним.
Задания ЕГЭ, связанные с понятием «химическое равновесие», как и с
понятием «скорость химической реакции», не требуют количественных
расчетов. Для их выполнения достаточно применения знаний на
качественном уровне («смещается в сторону прямой реакции» и т.п.).
23
Усвоение содержания темы «Химическое равновесие» проверяется
заданием 24 повышенного уровня сложности на «установление
соответствия между позициями двух множеств».
24. Установите соответствие между уравнением обратимой реакции и
направлением смещения химического равновесия при увеличении
давления: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите
соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
НАПРАВЛЕНИЕ СМЕЩЕНИЯ
УРАВНЕНИЕ РЕАКЦИИ
ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ
А) N2(г) + 3H2(г)
смещается в сторону прямой
2NH3(г) 1)
реакции
Б)
2Н2О(г)
2Н2(г) + О2(г)
2)
смещается в сторону обратной
В)
H2(г) + Cl2(г)
2НCl
(г)
реакции
Г)
SO2Cl2(г) 3)
практически не смещается
SO2(г) + Cl2(г)
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В Г
Ответ:
Задание по теме «Химическое равновесие» направлено на проверку
усвоения понятий «обратимые и необратимые химические реакции»,
«химическое равновесие», «смещение химического равновесия под
действием различных факторов». При выполнении этого задания
необходимо продемонстрировать умение объяснять влияние различных
факторов на смещение химического равновесия.
Реакции А, Б и Г протекают с уменьшением числа молекул
газообразных веществ, поэтому в соответствии с принципом Ле Шателье
при увеличении давления равновесие будет смещаться в сторону прямой
реакции (1).
Реакция В протекает без изменения числа молекул газообразных
веществ, поэтому увеличение давления не будет влиять на смещение
равновесия (3). Таким образом, правильный ответ – 1131.
С этим заданием в 2018 г. успешно справились 64,0 %
экзаменуемых.
Наибольшие затруднения у участников ЕГЭ возникают при
выполнении заданий повышенного уровня сложности в формате
«установление соответствия между позициями двух множеств» которые
проверяют усвоение знаний об экспериментальных основах химии и
общих представлениях о промышленных способах получения важнейших
веществ. К ним относятся задания 25 и 26.
24
Задание 25 проверяет усвоение знаний о качественных реакциях на
неорганические и органические вещества.
25. Установите соответствие между формулами веществ и реагентом, с
помощью которого можно различить водные растворы этих веществ: к
каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую
позицию, обозначенную цифрой.
ФОРМУЛЫ ВЕЩЕСТВ
РЕАГЕНТ
А) HNO3 и NaNO3
1) Cu
Б) KCl и NaОН
2) KOH
В) NaCl и BaCl2
3) HCl
Г) AlCl3 и MgCl2
4) KNO3
5) CuSO4
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В Г
Ответ:
Это задание имеет ярко выраженный практико-ориентированный
характер. При его выполнении необходимо применить не только
теоретические знания химических свойств веществ, но и умение
планировать и проводить химический эксперимент. Для успешного
выполнения этого задания необходим опыт проведения реального
химического эксперимента.
Отличить азотную кислоту от нитрата натрия можно с помощью
меди (1). Азотная кислота взаимодействует с медью с образованием
нитрата меди (II) голубого цвета и выделением оксида азота (IV) или
оксида азота (II) в зависимости от концентрации. Нитрат натрия с медью
не реагирует.
Отличить хлорид калия от гидроксида натрия можно с помощью
сульфата меди (II) (5), с которым гидроксид натрия взаимодействует с
образованием осадка гидроксида меди (II) голубого цвета. Хлорид калия с
сульфатом меди (II) не взаимодействует.
Хлорид бария, в отличие от хлорида натрия, взаимодействует с
сульфатом меди (II) (5) с образованием белого кристаллического осадка
сульфата бария.
И хлорид алюминия, и хлорид магния взаимодействуют с раствором
гидроксида натрия (2) с образованием белых аморфных осадков
соответствующих гидроксидов. Однако гидроксид алюминия в отличие от
25
гидроксида магния растворяется в избытке раствора щелочи, т.к. обладает
амфотерными свойствами.
Таким образом, правильный ответ – 1552.
Выполнение задания на проверку знаний о качественных реакциях
традиционно является сложным для школьников. В 2018 г. с этим
заданием успешно справились лишь 44,8 % экзаменуемых. Результаты
выполнения этого задания свидетельствует о том, что выпускники
недостаточно прочно овладели навыками экспериментальной работы по
изучению свойств веществ и проведению химических реакций. Это может
быть связано со значительным сокращением времени, которое отводится
на проведение реального химического эксперимента при изучении химии
в школе.
Задание 26 проверяет усвоение правил работы в лаборатории,
общих представлениях о промышленных способах получения важнейших
веществ и их применении.
26. Установите соответствие между веществом и основной областью его
применения: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите
соответствующую позицию, обозначенную цифрой.
ВЕЩЕСТВО
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
A)
метан
1)
получение капрона
Б)
изопрен
2)
в качестве топлива
В)
этилен
3)
получение каучука
4)
получение пластмасс
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А Б В
Ответ:
Это задание, как и задание 25, имеет практико-ориентированный
характер. Для успешного выполнения этого задания экзаменуемый
должен обладать фактологическими знаниями о способах получения
веществ, областях их применения, методах разделения смесей, о
технологических принципах некоторых химических производств.
Вещества, представленные в этом задании, находят широкое
применение в технике, в промышленности, в быту. Метан в первую
очередь используется в качестве топлива (2). Изопрен является
мономером для производства каучука (3), этилен – мономером для
производства пластмасс (4). Следует отметить, что процент выполнения
26
этого задания даже после изменения его содержательной насыщенности и
снижения уровня сложности с повышенного на базовый всё равно
остаётся чрезвычайно низким: в 2018 г. с ним справились лишь 44,8 %
экзаменуемых.
Задания высокого уровня сложности по темам «Реакции
окислительно-восстановительные» и «Реакции ионного обмена» связаны
единым контекстом. Для выполнения задания 30 экзаменуемым
необходимо самостоятельно выбрать из предложенного перечня веществ
вещества,
между
которыми
может
протекать
окислительновосстановительная реакция, а не работать с уже готовой схемой реакции,
как было в прошлые годы. Далее следует составить уравнение реакции,
привести электронный баланс и указать вещество-окислитель и веществовосстановитель. Для выполнения задания 31 необходимо выбрать из
предложенного перечня веществ вещества, между которыми возможна
реакция ионного обмена, а затем записать уравнения в молекулярной,
полной и сокращенной ионной формах. Оба задания максимально
оцениваются в 2 балла каждое. При выполнении этого задания
обучающимся необходимы также умения составлять уравнения реакций
ионного обмена в молекулярном, полном и сокращенном ионном виде.
Рассмотрим задания 30
демонстрационного варианта.
и
31
с
единым
контекстом
из
Для выполнения заданий 30, 31 используйте следующий перечень веществ:
перманганат калия, гидрокарбонат калия, сульфит натрия, сульфат бария,
гидроксид калия. Допустимо использование водных растворов веществ.
30. Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между
которыми возможна окислительно-восстановительная реакция, и
запишите уравнение этой реакции. Составьте электронный баланс,
укажите окислитель и восстановитель.
Для выполнения этого задания необходимо проанализировать
окислительно-восстановительные свойства предложенных веществ. Среди
предложенных веществ вильным окислителем является перманганат
калия, который будет проявлять окислительные свойства за счет атомов
марганца в высшей степени окисления +7.
Сульфит натрия за счет атомов серы в промежуточной степени
окисления +4 способен проявлять как окислительные, так и
восстановительные свойства. При взаимодействии с перманганатом калия
27
– сильным окислителем – сульфит натрия будет являться
восстановителем, окисляясь до сульфата натрия.
Реакция может протекать в различных средах, в контексте данного
перечня веществ – в нейтральной или в щелочной. Обратим внимание на
то, что в ответе следует записать только одно уравнение
окислительно-восстановительной реакции.
Вариант ответа:
Na2SO3 + 2KMnO4 + 2KOH = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O
2 Mn+7 + ē → Mn+6
1 S+4 – 2ē → S+6
Сульфит натрия или сера в степени окисления +4 является
восстановителем.
Перманганат калия или марганец в степени окисления +7 – окислителем.
31. Из предложенного перечня веществ выберите вещества, между
которыми возможна реакция ионного обмена. Запишите молекулярное,
полное и сокращённое ионное уравнения этой реакции.
Среди перечисленных веществ возможна реакция ионного обмена
между гидрокарбонатом калия и гидроксидом калия, в результате которой
кислая соль перейдет в среднюю.
Вариант ответа:
KHCO3 + KOH = K2CO3 + H2O
2K+ + HCO3- + OH- = 2K+ + CO32- + H2O
HCO3- + OH- = CO32- + H2O
Задания 30 и 31 способны дифференцировать выпускников по
уровню подготовки. Следует отметить, что усложнение формулировки
задания 30 привело к снижению процента его выполнения: если в 2017 г. с
ним успешно справились 68 % выпускников, то в 2018 г. – только 41,0%.
Процент выполнения задания 31 – 60,1. При этом выпускники с
высоким уровнем подготовки уверенно справились с составлением
окислительно-восстановительной реакции и реакции ионного обмена, а
слабо подготовленные выпускники практически не выполнили эти
задания.
В контрольной работе ЕГЭ по химии большая роль отведена
расчетным задачам. Это объясняется тем, что при их решении
необходимо опираться на знания химических свойств соединений,
28
использовать умение составлять уравнения химических реакций, т.е.
использовать во взаимосвязи теоретическую базу и определенные
операционно-логические и вычислительные навыки.
Решение расчётных задач требует знания химических свойств
веществ и предполагает осуществление некоторой совокупности
действий, обеспечивающих получение правильного ответа. К таким
действиям относятся:
– составление уравнений химических реакций (в соответствии с
условием задачи), необходимых для выполнения стехиометрических
расчетов;
– выполнение расчетов, необходимых для нахождения ответов на
поставленные
в условии задачи вопросы;
– формулирование логически обоснованного ответа на все
поставленные в условии задания вопросы (например, определить
физическую величину – массу, объём, массовую долю вещества).
Однако следует иметь в виду, что не все названные действия
обязательно должны присутствовать при решении любой расчетной
задачи, а в отдельных случаях некоторые из них могут использоваться
неоднократно.
Согласно кодификатору элементов содержания и требований к
уровню подготовки выпускников образовательных организаций для
проведения единого государственного экзамена по химии учащиеся
должны уметь проводить следующие расчеты по химическим формулам и
уравнениям реакций:
– расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в
растворе»;
– расчеты объемных отношений газов при химических реакциях;
– расчеты массы вещества или объема газов по известному количеству
вещества, массе или объему одного из участвующих в реакции
веществ;
– расчеты теплового эффекта реакции;
– расчеты массы (объема, количества вещества) продуктов реакции,
если одно из веществ дано в избытке (имеет примеси);
– расчеты массы (объема, количества вещества) продукта реакции,
если одно из веществ дано в виде раствора с определенной массовой
долей растворенного вещества;
– установление молекулярной и структурной формулы вещества;
29
– расчеты массовой или объемной доли выхода продукта реакции от
теоретически возможного;
– расчеты массовой доли (массы) химического соединения в смеси.
При решении расчетных задач школьники часто допускают
следующие типичные ошибки:
- не делают различия между массой раствора и массой
растворенного вещества;
- при нахождении количества газообразного вещества делят его
массу на молярный объем или, наоборот, делят объем газообразного
вещества на его молярную массу;
- забывают расставить коэффициенты в уравнениях реакций;
- не находят, какое вещество в избытке (эта ошибка может быть
связана также с отсутствием навыка решения задач на «избыток –
недостаток»);
- при расчетах неправильно преобразовывают математические
формулы, не задумываясь при этом об абсурдности полученного ответа
(например, производят умножение, а не деление массы растворенного
вещества на его массовую долю при нахождении массы раствора).
Большинство расчетных задач лучше решать в молях, так как этот
способ является более рациональным. Однако сам способ решения и его
рациональность при оценивании расчетных задач не учитываются.
Главное, чтобы ученик продемонстрировал логику предложенного им
способа решения и в соответствии с ним выполнил правильные
вычисления, которые должны привести его к верному ответу.
Анализ результатов выполнения расчетных задач в 2018 г.
показывает, что расчетные задачи даже базового уровня сложности
вызывают у школьников затруднения. В первую очередь это касается
заданий 28 и 29. В задаче 28 необходимо провести расчеты объёмных
отношений газов при химических реакциях или расчёты по
термохимическим уравнениям. С заданием 27, в котором необходимо
произвести расчеты с использованием понятия «массовая доля вещества в
растворе», школьники справляются более успешно.
При выполнении расчетных задач базового уровня сложности
необходимо обращать внимание на размерность искомой величины (г, кг,
л, м3 и др.) и степень точности ее округления (до целых, десятых, сотых и
т.д).
30
Приведем расчетные задачи базового уровня сложности из
демонстрационного варианта ЕГЭ 2019 г.
27. Вычислите массу нитрата калия (в граммах), которую следует
растворить в 150,0 г раствора с массовой долей этой соли 10% для
получения раствора с массовой долей 12%. (Запишите число с точностью
до десятых.)
Ответ:___________________ г.
Правильный ответ – 3,4.
С заданием 27 в 2018 г успешно справились 61,2 % экзаменуемых.
28. В результате реакции, термохимическое уравнение которой
2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г) + 484 кДж,
выделилось 1452 кДж теплоты. Вычислите массу образовавшейся при
этом воды (в граммах). (Запишите число с точностью до целых.)
Ответ:___________________г.
В данном примере найденная масса образовавшейся воды равна 108
г. Записываем ответ: 108.
С заданием 28 в 2018 г успешно справились лишь 58,3 %
экзаменуемых.
29. Вычислите массу кислорода (в граммах), необходимого для
полного сжигания 6,72 л (н.у.) сероводорода. (Запишите число с
точностью до десятых.)
Ответ: ___________________г.
Правильный ответ – 14,4.
С задачей 29 в 2018 г. справились 60 % выпускников.
Задачи высокого уровня сложности 34 и 35 не всегда доступны даже
школьникам с хорошим и отличным уровнем подготовки. При решении
задачи 35 многие школьники не понимают химизм процессов, описанных
в задаче, и допускают ошибки при составлении уравнений реакций. Так,
непонимание того, что означает фраза «часть вещества разложилась», не
позволяет этим ученикам составить уравнения соответствующих реакций
и провести по ним необходимые вычисления. Другая типичная ошибка
связана с определением массы полученного раствора, что в итоге
приводит к неверному нахождению искомой массовой доли веществ в
растворе.
31
Рассмотрим задачу 34
демонстрационного варианта.
высокого
уровня
сложности
из
34. При нагревании образца карбоната кальция часть вещества
разложилась. При этом выделилось 4,48 л (н.у.) углекислого газа. Масса
твёрдого остатка составила 41,2 г. Этот остаток добавили к 465,5 г раствора
соляной кислоты, взятой в избытке. Определите массовую долю соли в
полученном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии
задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы
измерения искомых физических величин).
Вариант ответа:
Записаны уравнения реакций:
CaCO3 = CaO + CO2
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2↑ + H2O
CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
Рассчитано количество вещества соединений в твёрдом остатке:
n(CO2) = V / Vm = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль
n(CaO) = n(CO2) = 0,2 моль
m(CaO) = n ∙ M = 0,2 ∙ 56 = 11,2 г
m(CaCO3 остаток) = 41,2 – 11,2 = 30 г
n(CaCO3 остаток) = m / M = 30 / 100 = 0,3 моль
Вычислена масса соли в полученном растворе:
n(CaCl2) = n(CaO) + n(CaCO3) = 0,5 моль
m(CaCl2) = n ∙ M = 0,5 ∙ 111 = 55,5 г
n(CO2) = n(CaCO3 остаток) = 0,3 моль
m(CO2) = n ∙ M = 0,3 ∙ 44 = 13,2 г
Вычислена массовая доля хлорида кальция в растворе:
m (р-ра) = 41,2 + 465,5 – 13,2= 493,5 г
w(CaCl2) = m(CaCl2) / m (р-ра) = 55,5 / 493,5 = 0,112, или 11,2%
В 2018 г. полностью справились с задачей 34 и получили за ее
выполнение четыре максимальных балла 21,3 % участников экзамена.
При выполнении задания 35 требуется не только определить
молекулярную формулу органического вещества, но и на основании
описанных в условии задания его химических свойств установить его
структурную формулу, а также составить уравнение одной из характерных
химических реакций с участием этого вещества. Рассмотрим задачу 35
высокого уровня сложности.
32
35. Органическое вещество А содержит 11,97% азота, 9,40%
водорода и 27,35% кислорода по массе и образуется при взаимодействии
органического вещества Б с пропанолом-2. Известно, что вещество Б
имеет природное происхождение и способно взаимодействовать как с
кислотами, так и со щелочами.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения
искомых физических величин) и установите молекулярную формулу
исходного органического вещества;
2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно
отражает порядок связи атомов в его молекуле;
3) напишите уравнение реакции получения вещества А из вещества Б
и пропанола-2 (используйте структурные формулы органических
веществ).
Вариант ответа:
Проведены вычисления и найдена молекулярная формула вещества А.
Общая формула вещества А – CxHyOzNm.
w(C) = 100 – 9,40 – 27,35 – 11,97 = 51,28%
x : y : z : m = 51,28 / 12 : 9,4 / 1 : 27,35 / 16 : 11,97 / 14 = 5 : 11 : 2 : 1.
Молекулярная формула вещества А – C5H11O2N
Составлена структурная формула вещества А:
NH2 CH2 C
O
O CH CH3
CH3
Написано уравнение реакции получения вещества А:
NH2 CH2 C
O
OH
кат., t°
+ CH3 CH OH
CH3
NH2 CH2 C
O
O CH CH3
+ H 2O
CH3
Трудности возникают у школьников при составлении структурной
формулы искомого органического вещества, однозначно отражающей его
свойства, а также при составлении уравнения реакции в соответствии с
условием задачи. Лишь 25,7% участников экзамена смогли в 2018 г.
полностью справиться с этой задачей и получить максимальные 3 балла
за ее решение.
Необходимо отметить, задания с развёрнутым ответом могут быть
выполнены выпускниками различными способами.
33
В заключение выделим несколько основных принципов организации
подготовки школьников к экзамену.
Главной задачей подготовки к экзамену должна стать
целенаправленная работа по повторению, систематизации и обобщению
изученного материала, по приведению в систему знаний ключевых
понятий курса химии.
Нельзя также сводить подготовку к экзамену только к тренировке в
выполнении заданий, аналогичных заданиям экзаменационной работы
текущего года. Следует широко использовать задания различных типов в
различных форматах, которые нацелены не на простое воспроизведение
полученных знаний, а на проверку сформированности умений применять
теоретические знания в новых учебных ситуациях.
При изучении, повторении и закреплении учебного материала
необходимо использовать различные задания, в том числе связанные с
преобразованием информации из одной формы в другую: составлением
обобщающих таблиц, граф-схем, диаграмм, графиков, конспектов и т.п.
И, конечно же, первостепенную роль при подготовке к экзамену
играют опыт и знания, приобретенные школьниками при выполнении и
обсуждении результатов реального химического эксперимента, которому
следует уделить особое внимание в процессе изучения школьного курса
химии.
Интернет-ресурсы
1. http://www.fipi.ru/ege-i-gve-11/demoversii-specifikacii-kodifikatory
2.
Д.Ю.
Добротин,
Н.В.
Свириденкова.
Методические
рекомендации, для учителей, подготовленные на основе анализа типичных
ошибокучастников ЕГЭ по химии
http://www.fipi.ru/sites/default/files/document/1535372463/himiya_2018.pdf
