ЕГЭ Химия. Большой справочник для подготовки к ЕГЭ

Автор статьи — профессиональный репетитор О. В. Овчинникова.

Вторая часть на ЕГЭ по химии включает 6 заданий, и каждое из них требует развёрнутого ответа. Для сдачи экзамена на высокий балл потребуется научиться решать все. Первым идёт задание 29, где нужно составить окислительно-восстановительную реакцию, используя вещества из списка. Вот один из вариантов формулировки:

Из предложенного перечня выберите вещества, между которыми окислительно-восстановительная реакция протекает с изменением цвета раствора. Выделение осадка или газа в ходе этой реакции не наблюдается. В ответе запишите уравнение только одной из возможных окислительновосстановительных реакций с участием выбранных веществ. Составьте электронный баланс, укажите окислитель и восстановитель.

Это задание в последние годы заметно усложнили. Если ранее было достаточно найти любые два вещества, между которыми протекает окислительно-восстановительная реакция (ОВР), записать её и уравнять методом электронного баланса, то теперь необходимо также знать визуальные признаки взаимодействия этих веществ.
Нам подойдёт реакция, которая описана в условии, любую другую не зачтут. Из-за этого для выполнения данного задания на ЕГЭ требуется не только научиться уравнивать ОВР методом электронного баланса, проработать огромное количество материала, связанного с химическими свойствами веществ, но и запомнить, что происходит в процессе большинства из данных реакций внешне. Звучит страшно, но надо понимать: всё это пригодится вам и в других заданиях.

Приведённая ниже информация поможет понять, на что обратить внимание.

Химический элемент

Химический элемент — совокупность атомов с одним и тем же зарядом ядра, числом протонов в ядре и электронов
в электронной оболочке. Закономерную связь химических элементов отражает периодическая таблица Д.И. Менделеева.

Изучая подобную карточку химического элемента, можно узнать о нем многое:

• Обозначение химического элемента
• Русское наименование
• Порядковый номер = заряд атома = число электронов = число протонов
• Атомная масса
• Распределение электронов по энергетическим уровням
• Электронная конфигурация внешнего уровня

Надо заметить, что на экзамене часто из карточки элемента скрывают распределение электронов и конфигурацию внешнего
уровня. Тем не менее, если вы успешно освоили предыдущую тему, то для вас не составит труда написать электронную
конфигурацию атома зная его порядковый номер в таблице Д.И. Менделеева (номер уж точно не тронут!))

Протоны, нейтроны и электроны

Вы уже знаете, что порядковый номер элемента в периодической таблице Д.И. Менделеева равен числу протонов, а число протонов
равно числу электронов.

Для того чтобы найти число нейтронов в атоме алюминия, необходимо вычесть из атомной массы число протонов:

27 — 13 = 14

Получается, что в атоме алюминия 14 нейтронов. Посчитайте число нейтронов, электронов и протонов самостоятельно для атомов бериллия,
кислорода, меди. Решение вы найдете ниже.

Если вы поняли суть и научились считать протоны, нейтроны и электроны, самое время приступать к следующей теме.

Изотопы

Изотопы (греч. isos — одинаковый + topos — место) — общее название разновидностей одного и того же химического элемента,
имеющих одинаковый заряд ядра (число протонов), но разное число нейтронов.

Вероятно, вы не задумывались, но вся таблица Д.И. Менделеева и представленные в ней химические элементы — это самые распространенные
на земле изотопы.

Лучше всего объяснить, что такое изотопы наглядным примером. Широко известны три изотопа водорода: протий, дейтерий и тритий.

В таблице Д.И. Менделеева представлен самый распространенный из трех — протий. Он содержит 1 протон и 1 электрон, нейтроны отсутствуют. У
дейтерия 1 протон, 1 нейтрон и 1 электрон. У трития 1 протон, 2 нейтрона, 1 электрон.

Теперь очевидно, что изотопы — атомы одного и того же химического элемента, различающиеся числом нейтронов.

Рассмотрим пример с изотопами лития. Самостоятельно посчитайте количество нейтронов у каждого изотопа. Найдите тот, который
включен в таблицу Д.И. Менделеева.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Органическая химия

Мы приступаем к новому разделу — органической химии. Совершенно необязательно (и даже преступно по отношению к собственному времени!) знать
наизусть, зубрить свойства органических веществ.

По мере изучения вы поймете, что свойства вещества определяются его строением, и научитесь легко предсказывать ход реакций 😉

В этой связи особый интерес представляет теория химического строения, которая была создана А.М. Бутлеровым в 1861 году. Она включает в себя несколько
основных положений:

• Атомы в молекуле соединены в определенной последовательности, в соответствии с их валентностью. Порядок связи атомов отражает
  химическое строение.
• Зная свойства веществ, можно установить их химическое строение, и наоборот, зная строение вещества можно сделать вывод о его
  свойствах.
• Атомы или группы атомов оказывают взаимное влияние друг на друга непосредственно или через другие атомы
• Свойства вещества зависят от количественного и качественного состава, а также от химического строения молекулы

Алканы (парафины) — насыщенные углеводороды, имеющие линейное или разветвленное строение, содержащие только простые связи. Относятся к
алифатическим углеводородам, так как не содержат ароматических связей.

Алканы являются насыщенными соединениями — содержат максимально возможное число атомов водорода. Общая формула их гомологического ряда
— C_nH_2n+2.

Номенклатура алканов

Номенклатура (от лат. nomen — имя + calare — созывать) — совокупность названий индивидуальных химических веществ, а также правила составления
этих названий. Названия у алканов формируются путем добавления суффикса «ан»: метан, этан, пропан, бутан и т.д.

Гомологами называют вещества, сходные по строению и свойствам, отличающиеся на одну или более групп CH₂

Перечисленные выше алканы, являются по отношению друг к другу гомологами, то есть составляют один гомологический ряд (греч. homólogos —
соответственный).

Названия алканов формируются по нескольким правилам. Если вы знаете их, можете пропустить этот пункт, однако я должен познакомить
читателя с ними. Итак, алгоритм составления названий следующий:

• В структурной формуле вещества необходимо выбрать самую длинную (пусть и изогнутую на рисунке!) цепь атомов углерода
• Атомы выбранной цепи нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе разветвление (радикал)
• В начале название перечисляют радикалы и другие заместители с указанием номеров атомов углерода, с которыми они
  связаны. Если в молекуле имеется несколько одинаковых радикалов, то цифрой указывают нахождение каждого из них в главной цепи
  и перед их названием соответственно ставят частицы ди-, три-, тетра- и т.д.
• Основой названия служит наименование предельного углеводорода с тем же количеством атомов углерода, что и в главной цепи

Внимательно изучите составленные для различных веществ названия ниже.

В углеводородной цепочке различают несколько типов атомов углерода, в зависимости от того, с каким числом других атомов углерода соединен данный
атом. Различают первичные, вторичные, третичные и четвертичные атомы углерода.

Изомерами (греч. isomeros — составленный из равных частей) называют вещества, имеющие одну молекулярную формулу, но отличающиеся по
строению (структурная изомерия) или расположению атомов в пространстве (пространственная изомерия).

Изомерия бывает структурной (межклассовая, углеродного скелета, положения функциональной группы или связи) и пространственной
(геометрической, оптической). По мере изучения классов органических веществ вы узнаете о всех этих видах.

В молекулах алканов отсутствуют функциональные группы, кратные связи. Для алканов возможна изомерия только углеродного скелета. Так у пентана
C₅H₁₂ существует 3 структурных изомера.

Некоторые данные, касающиеся алканов, надо выучить:

• В молекулах алканов присутствуют одиночные сигма-связи (σ-связи), длина которых составляет 0,154 нм
• Тип гибридизации атомов углерода — sp³
• Валентный угол (между химическими связями) составляет 109°28′

Природный газ и нефть

Алканы входят в состав природного газа: метан 80-97%, этан 0.5-4%, пропан 0.2-1.5% , бутан 0.1-1%, пентан 0-1%. Состав нефти нельзя выразить
одной формулой, он непостоянен и зависит от месторождения.

В состав нефти входят алканы с длинными углеродными цепочками, например: C₈H₁₈, C₁₂H₂₆. Путем
крекинга из нефти получают алканы.

Получение алканов

В промышленности алканы получают путем:

• Крекинга нефти

В ходе крекинга нефти получается один алкан и один алкен.

• Гидрогенизацией угля (торфа, сланца)
• Гидрированием оксида углерода II

В лабораторных условиях алканы получают следующими способами:

• Синтез Дюма

Данный синтез заключается в сплавлении соли карбоновой кислоты с щелочью, в результате образуется алкан.



• Реакция Вюрца

Эта реакция заключается во взаимодействии галогеналкана с металлическим натрием, калием или литием. В результате происходит удвоение углеводородного
радикала, рост цепи осуществляется зеркально: в том месте, где находился атом галогена.



• Синтез Гриньяра

В ходе синтеза Гриньяра с помощью реактива Гриньяра (алкилмагнийгалогенида) получают различные органические соединения, в том числе несимметричные (в отличие от реакции Вюрца).



На схеме выше мы сначала получили реактив Гриньяра, а потом
использовали его для синтеза. Однако можно записать получение реактива Гриньяра и сам синтез в одну реакцию, как показано на примерах ниже.



• Синтез Кольбе

В результате электролиза солей карбоновых кислот может происходить образование алканов.



• Разложение карбида алюминия

В результате разложения карбида алюминия образуется метан и гидроксид алюминия.

• Гидрированием ненасыщенных углеводородов

Химические свойства алканов

Алканы — насыщенные углеводороды, не вступают в реакции гидрирования (присоединения водорода), гидратации (присоединения воды). Для
алканов характерны реакции замещения, а не присоединения.

• Галогенирование

Атом галогена замещает атом водорода в молекуле алкана. Запомните, что легче всего идет замещение у третичного атома углерода,
чуть труднее — у вторичного и значительно труднее — у первичного.



Реакции с хлором на свету происходят по свободнорадикальному механизму. На свету молекула хлора распадается на свободные радикалы,
которые и осуществляют атаку на молекулу углеводорода.



• Нитрование (реакция Коновалова)

Реакция Коновалова заключается в нитровании алифатических (а также ароматических) соединений разбавленной азотной кислотой. Реакция
идет при повышенном давлении, по свободнорадикальному механизму.

Для удобства и более глубокого понимания, азотную кислоту — HNO₃ — можно представить как HO-NO₂.



• Окисление

Все органические вещества, в их числе алканы, сгорают с образованием углекислого газа и воды.

В ходе каталитического, управляемого окисления, возможна остановка на стадии спирта, альдегида, кислоты.



• Пиролиз

Пиролиз (греч. πῦρ — огонь + λύσις — разложение) — термическое разложение неорганических и органических соединений. Принципиальное
отличие пиролиза от горения — в отсутствии кислорода.

• Изомеризация

В реакциях, по итогам которых образуются изомеры, используется характерный катализатор AlCl₃.



• Крекинг

Вам уже известно, что в результате крекинга образуется один алкан и один алкен. Это не только способ получения алканов, но и их
химическое свойство.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Для получения серной кислоты, вулканизации каучука (производство резины), изготовления горючих и светящихся составов, в сельском хозяйстве и в медицине.

Пищевая добавка Е507, которая применяется в процессе изготовления водочной продукции, а так же различных сиропов. В металлургии для очистки металла перед паянием или лужением. Входит в состав чистящих средств.

Очистка нефтепродуктов от сернистых, непредельных органических соединений; Удаление окалины с проволоки, а также листов перед лужением и оцинкованием (разбавленная), для травления различных металлических поверхностей перед покрытием их хромом, медью, никелем. Средство при получении красителей и лекарственных веществ, для производства удобрений, этилового спирта, искусственного волокна, анилиновых красителей.

Сероводород и сульфиды

В производстве серной кислоты, в медицине, для проведения химического анализа катионов.

Сернистый газ (SO) и сульфиты

В производстве серной кислоты, получение бумаги, для отбеливания шелковых и  для уничтожения микроорганизмов и грибковых заболеваний (окуривание виноградников, подвалов, добавление в вино). Используется SO в пищевой промышленности как консервирующее и антибактериальное вещество. Добавляют его в сиропы, вымачивают в нем свежие плоды. Консервированные овощные пюре и соки тоже содержат диоксид серы в качестве консервирующего агента.

Оксид серы (VI)

Для получения серной кислоты.

Соли серной кислоты

•  (глауберова соль) – применяют в медицине в качестве слабительного средства, а безводный сульфат натрия – для производства соды и стекла.
•  – азотное удобрение,  – калийное удобрение.
• (гипс) – в медицине и строительстве.
•  (горькая соль) – в медицине в качестве слабительного средства.
•  (баритовая каша) – в медицине как рентгеноконтрастное вещество.
• O – используют для протравливания семян, для борьбы с болезнями растений; FeSOO – для приготовления чернил, минеральных красок; ZnSO4 ∙ 7HO – для производства минеральных красок и в медицине (как антисептик).

Жидкий азот применяется для глубокого охлаждения, газообразный – для синтеза аммиака, для создания инертной атмосферы (лампы накаливания, сварка).

Производство азотных и комбинированных удобрений (натриевой, аммиачной, кальциевой и калиевой селитры, нитрофоса, нитрофоски). Взрывчатые вещества (тринитротолуола и др.), органических красителей. В металлургии —  для растворения и травления металлов, а также для разделения золота и серебра.

Производство азотной кислоты, которая идет на производство удобрений (аммиачная селитра NH, мочевины (NHCO, аммофос – смесь гидрофосфата (NH и дигидрофосфата аммония NH). В качестве дешевого хладагента в промышленных холодильных установках. Для получения синтетических волокон, например, найлона и капрона. При очистке и окрашивании хлопка, шерсти и шелка. Водный раствор аммиака (нашатырь) – в медицине.

Производство взрывчатых веществ в смеси с порошками алюминия и угля при горных разработках, в качестве удобрений, при пайке металлов.

O – в медицине (наркоз), NO – производство азотной кислоты.

Экологически чистое топливо, для сварки и резки металлов, для получения металлов, аммиака, метанола, хлороводорода, гидрирования жидких жиров (в производстве маргарина).

Реагент в органическом и неорганическом синтезе, для обеспечения дыхания в медицине.

Производство фосфорных удобрений (фосфоритной муки, простых и двойных суперфосфатов, комплексных азотно-фосфорных удобрений). Производство синтетических моющих средств, фосфатных стёкол, для обработки и крашения натуральных и синтетических волокон.

Оксид фосфора (V)

Получение ортофосфорной кислоты, в качестве осушителя (поглощает воду)

Производство фосфорных удобрений, в органическом синтезе.

• Фтор — для получения смазочных веществ, выдерживающих высокую температуру, тефлона, фреонов и т.д.
• Хлор – в производстве соляной кислоты, хлорной извести, гипохлоритов и хлоратов, для отбеливания тканей и целлюлозы, идущей на изготовление бумаги, для стерилизации питьевой воды и обеззараживания сточных вод, полимеров.
• Бром —  выработка различных лекарственных веществ, расителей, а также бромида серебра, использующегося в производстве фотоматериалов.
• Йод — в медицине в виде 10%-го раствора в этаноле в качестве антисептического и кровоостанавливающего средства. Йод входит в состав ряда фармацевтических препаратов.

• NaCl – для получения хлороводорода, натрия, хлора, едкого натра, водорода, в производстве соды, в пищевой промышленности медицине.
• KCl – в качестве калийного удобрения.
•  – для пропитки древесины от гниения и при пайке металлов, в медицине в качестве антисептика.
• —  для борьбы с вредителями растений.
•  — в качестве осушителя и в медицине.
•  – катализатор в органическом синтезе.
•  – для протравливания семян, дубления кожи в органическом синтезе.

Алмазы применяются для обработки твёрдых материалов (бурение горных пород, металлообрабатывающий инструмент) в ювелирной промышленности (производство бриллиантов). Графит используется в производстве карандашей и электродов. Уголь и кокс используют в качестве топлива и для получения металлов, активированный уголь является адсорбентом.

В качестве топлива, при получении метанола, металлов, фосгена (COCl), в органическом синтезе.

В производстве напитков, соды, сахара, в огнетушителях, для хранения скоропортящихся продуктов («сухой лёд»), для получения угарного газа и участвует в процессе фотосинтеза.

Соли угольной кислоты

•  – кальцинированная сода и NaО – кристаллическая сода применяются в производстве бумаги, стекла, мыла, в быту.
•  – гидрокарбонат натрия (питьевая сода, двууглекислая сода) применяется в медицине, в пищевой и кондитерской промышленности.
•  – поташ, применяется для производства мыла и специальных сортов стекла, в химической промышленности.
•  – применяется для получения негашеной извести CaO, в строительстве, в архитектуре, для изготовления скульптур.

Для получения легированных сталей, производства полупроводниковых приборов и изготовления кислотоустойчивой аппаратуры.

Оксид кремния (IV)

При производстве стекла, цемента, в строительстве, в производстве керамических изделий, химической посуды.

Натрий и калий

Получение пероксидов и амидов, сплав этих металлов используется в качестве теплоносителей в ядерных реакторах.

Для изготовления электропроводов и сплавов – бронзы, латуни, дюралюминия.

Компонентов сплавов ювелирных изделий, монет, медалей, столовой и лабораторной посуды, для серебрения зеркал, как катализатор в органическом синтезе.

Получение сплавов, для цинкования стали и чугуна в антикоррозионных целях.

Компонент стали (хромированная сталь), изготовление инструментов.

В качестве катализатора (губчатое железо), производство чугуна и сталей.

Используется для изготовления различных сплавов, применяемых в авиационной, машиностроительной, пищевой и электротехнической промышленности; для получения металлов методом алюмотермии (Cr, Mn, V, Ti и др.)

Производство люминесцентных и ртутных ламп, контрольно-измерительных приборов (термометров, манометров, барометров и т.д.),  в медицине для изготовления мазей для лечения кожных заболеваний.

NaOH (едкий натр, каустическая сода, каустик) применяют для очистки нефтепродуктов, в производстве мыла, бумаги, в текстильной и химической промышленности.

В строительстве, производстве стекла, смягчитель воды.

Очистка сахарных растворов, входит в состав зубной пасты.

Для очистки воды, в медицине как обволакивающее и адсорбирующее вещество.

Алканы (метан, пропан)

В качестве топлива, как растворители и как сырьё для получения органических веществ.

Алкены (изопрен, этилен, пропилен)

Получение полимеров, фенола, ацетона, ацетальдегида, растворителей; для улучшения детонационных качеств топлива. Этилен – для ускорения созревания плодов растений.

Ацетилен используется для резки и сварки металлов, в органическом синтезе: в производстве синтетических каучуков, поливинилхлорида, уксусной кислоты и растворителей.

Производство полимеров (каучуков).

Бензол и его производные

Получение красителей, лекарственных веществ, взрывчатых веществ, ядохимикатов, пластмасс и синтетических волокон; используются в качестве растворителей; добавляются в бензины, повышая их октановое число.

В качестве растворителей и в органическом синтезе. Этанол применяется для изготовления спиртных напитков, в медицине как дезинфицирующее средство, в качестве топлива. В промышленности – растворитель в производстве каучука, сложных эфиров, лаков, медикаментов. Метанол применяют для получения формальдегида, растворителей, в органическом синтезе.

 применяется для приготовления охлаждающей жидкости (антифризов) для автомобилей, для получения растворителей и взрывчатых веществ.  – используется в медицине, парфюмерии, кожевенной промышленности, для получения взрывчатого вещества (тринитроглицерин), лакокрасочных материалов.

Применяют для получения фенолформальдегидной смолы, взрывчатых веществ, красителей, лекарственных препаратов, капрона, для дезинфекции (карболка).

Альдегиды и кетоны

– используется для получения фенолформальдегидной и карбамидной смол, в органическом синтезе; 40%-ный раствор (формалин) применяется в медицине, для консервирования биологических препаратов, в кожевенной промышленности и для протравливания семян.

– применяется для получения уксусной кислоты и для синтеза различных органических веществ.

– в качестве растворителя лаков, красок.

 – 1,25% -ный спиртовой раствор (муравьиный спирт) применяется в медицине, для производства сложных эфиров.

– в пищевой промышленности, для производства красителей, лекарств (аспирин), сложных эфиров, ацетатного волокна.

COOH и пальмитиновая C– входят в состав жиров. Натриевая и калиевая соли входят в состав мыла.

– используется в кожевенной и текстильной промышленности.

Акриловая и метакриловая кислоты – для получения полимеров (органического стекла), волокон.

– в качестве консерванта в пищевой промышленности.

Применяются в качестве растворителей лакокрасочных материалов, в парфюмерии, при производстве напитков.

Жиры применяются в качестве продукта питания, для получения мыла, в косметической и фармацевтической промышленности. Гидрированные жиры применяются для изготовления маргарина.

Нитраты целлюлозы используются для производства бездымного пороха и лаков, ацетаты – в производстве ацетатного волокна, лаков, плёнок. Целлюлоза используется в производстве бумаги, волокон (ацетатного и вискозного), одежды, бинтов, ваты

Применяется для получения клея (декстриновый клей), накрахмаливания белья, в кондитерском производстве (получение патоки), в производстве спирта и вина.

Анилин и другие ароматические амины используются для получения красителей, лекарственных и взрывчатых веществ. Алифатические амины используются для получения лекарственных препаратов, пестицидов и пластмасс.

Чек-лист для подготовки к ЕГЭ по химии

Материал по химии

Ответы и решения к заданиям с пояснениями.

уксусная кислота:
–

Так как в молекуле дихромата 2 атома хрома, то и электронов они отдают в 2 раза больше — т.е. 6.

Так как в молекуле
два атома азота, эту двойку надо учесть в электронном балансе — т.е. перед магнием должен быть коэффициент
.

Если среда щелочная, то фосфор
будет существовать в виде соли — фосфата калия.

Если среда кислая, то фосфин переходит в фосфорную кислоту.

Так как цинк — амфотерный металл, в щелочном растворе он образует гидроксокомплекс. В результате расстановки коэффициентов обнаруживается, что вода должна присутствовать в левой части реакции:

Электроны отдают два атома
в молекуле алкена. Поэтому мы должны учесть общее количество отданных всей молекулой электронов:

Обратите внимание, что из 10 ионов калия 9 распределены между двумя солями, поэтому щелочи получится только одна молекула.

В процессе составления баланса мы видим, что на 2 иона
приходится 3 сульфат-иона. Значит, помимо сульфата калия образуется ещё серная кислота (2 молекулы).

(перманганат не очень сильный окислитель в растворе; обратите внимание, что вода переходит в процессе уравнивания вправо!)

(конц.)

(концентрированная азотная кислота очень сильный окислитель)

Не забудьте, что марганец принимает электроны, при этом хлор их должен отдать.
Хлор выделяется в виде простого вещества.

Чем выше в подгруппе неметалл, тем более он активный окислитель, т.е. хлор в этой реакции будет окислителем. Йод переходит в наиболее устойчивую для него положительную степень окисления
, образуя йодноватую кислоту.

(пероксид — окислитель, т.к. восстановитель —
)

(пероксид — восстановитель, т.к. окислитель — перманганат калия)

(пероксид — окислитель, т.к. роль восстановителя более характерна для нитрита калия, который стремится перейти в нитрат)

Читаем дальше: Задача С2 на ЕГЭ по химии.
Задачи на сплавы и смеси на ЕГЭ по химии.
Задача С5 на ЕГЭ по химии. Определение формул органических веществ.

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими статьями.
Информация на странице «Задание 29 на ЕГЭ по химии. Особенности, советы, рекомендации.» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к экзаменам.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в ВУЗ или техникум нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими статьями из данного раздела.

Публикация обновлена:
07.05.2023

Последовательность расстановки коэффициентов в уравнении.

Сначала проставьте коэффициенты, полученные из электронного баланса.
Помните, что удваивать или сокращать их можно только вместе. Если какое-либо вещество выступает и в роли среды, и в роли окислителя (восстановителя) — его надо будет уравнивать позднее, когда почти все коэффициенты расставлены.
Предпоследним уравнивается водород, а по кислороду мы только проверяем!

1. Задание 13: Допишите и уравняйте:

   

   

Не спешите, пересчитывая атомы кислорода! Не забывайте умножать, а не складывать индексы и коэффициенты.
Число атомов кислорода в левой и правой части должно сойтись!
Если этого не произошло (при условии, что вы их считаете правильно), значит, где-то ошибка.

Возможные ошибки.

1. Расстановка степеней окисления: проверяйте каждое вещество внимательно.
   Часто ошибаются в следующих случаях:

   а) степени окисления в водородных соединениях неметаллов: фосфин
   — степень окисления у фосфора — отрицательная;
   б) в органических веществах — проверьте ещё раз, всё ли окружение атома
   учтено;
   в) аммиак и соли аммония — в них азот всегда имеет степень окисления
   ;
   г) кислородные соли и кислоты хлора — в них хлор может иметь степень окисления
   ;
   д) пероксиды и надпероксиды — в них кислород не имеет степени окисления
   , бывает
   , а в
   — даже
   ;
   е) двойные оксиды:
   — в них металлы имеют две разные степени окисления, обычно только одна из них участвует в переносе электронов.

   Задание 14: Допишите и уравняйте:

   

   Задание 15: Допишите и уравняйте:

   

2. Выбор продуктов без учёта переноса электронов — то есть, например, в реакции есть только окислитель без восстановителя или наоборот.
3. Неверные с химической точки зрения продукты: не может получиться такое вещество, которое вступает во взаимодействие со средой!

   а) в кислой среде не может получиться оксид металла, основание, аммиак;
   б) в щелочной среде не получится кислота или кислотный оксид;
   в) оксид или тем более металл, бурно реагирующие с водой, не образуются в водном растворе.

   Задание 16: Найдите в реакциях ошибочные продукты, объясните, почему они не могут получаться в этих условиях:

   

   

   

   

Розыгрыш подарков на Библионочь!

Ежедневно получайте 1 попытку выиграть бонусы и скидки в Майшоп. Начислим дополнительные попытки за каждые 2 000 в чеке после получения заказа.

До окончания осталось 2 дней

Ваш населённый пункт:

Теоретические сведения.

Перманганат калия как окислитель.

Дихромат и хромат как окислители.

Повышение степеней окисления хрома и марганца.

Азотная кислота с металлами.

— не выделяется водород, образуются продукты восстановления азота.

Серная кислота с металлами.

— разбавленная серная кислота реагирует как обычная минеральная кислота с металлами левее
в ряду напряжений, при этом выделяется водород;
— при реакции с металлами концентрированной серной кислоты не выделяется водород, образуются продукты восстановления серы.

Диспропорционирование.

Реакции диспропорционирования — это реакции, в которых один и тот же элемент является и окислителем, и восстановителем, одновременно и повышая, и понижая свою степень окисления:

Диспропорционирование неметаллов — серы, фосфора, галогенов (кроме фтора).

Диспропорционирование оксида азота (IV) и солей.

Активность металлов и неметаллов.

Для анализа активности металлов используют либо электрохимический ряд напряжений металлов, либо их положение в Периодической таблице. Чем активнее металл, тем легче он будет отдавать электроны и тем более хорошим восстановителем он будет в окислительно-восстановительных реакциях.

Электрохимический ряд напряжений металлов.

Li Rb K Ba Sr Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb    Sb Bi Cu Hg Ag Pd Pt Au

Активность неметаллов так же можно определить по их положению в таблице Менделеева.

В заданиях ЕГЭ считается, что азот — более активный неметалл, чем хлор.

На самом деле по поводу того, кто имеет большую электроотрицательность – азот или хлор, давно идут споры. Мы придерживаемся позиции, что хлор в данном противостоянии побеждает – он находится в седьмой группе, до устойчивого состояния ему не хватает одного электрона, в отличие от азота, которому не хватает трёх.

Более активный неметалл будет окислителем, а менее активный будет довольствоваться ролью восстановителя, если они реагируют друг с другом.

Данные из справочника: CRS Handbook of Chemistry and Physics (издание 2007 года).
Таблица электроотрицательности (Х) некоторых атомов

Особенности поведения некоторых окислителей и восстановителей.

а) кислородсодержащие соли и кислоты хлора в реакциях с восстановителями обычно переходят в хлориды:

б) если в реакции участвуют вещества, в которых один и тот же элемент имеет отрицательную и положительную степени окисления — они встречаются в нулевой степени окисления (выделяется простое вещество).

Необходимые навыки.

1. Расстановка степеней окисления.
   Необходимо помнить, что степень окисления — это гипотетический заряд атома (т.е. условный, мнимый), но он должен не выходить за рамки здравого смысла. Он может быть целым, дробным или равным нулю.

   Задание 1: Расставьте степени окисления в веществах:

   
   
   
   

2. Расстановка степеней окисления в органических веществах.
   Помните, что нас интересуют степени окисления только тех атомов углерода, которые меняют своё окружение в процессе ОВР, при этом общий заряд атома углерода и его неуглеродного окружения принимается за 0.

   Задание 2: Определите степень окисления атомов углерода, обведённых рамкой вместе с неуглеродным окружением:

   уксусная кислота:
   –
   

3. Не забывайте задавать себе главный вопрос: кто в этой реакции отдаёт электроны, а кто их принимает, и во что они переходят? Чтобы не получалось, что электроны прилетают из ниоткуда или улетают в никуда.

   В этой реакции надо увидеть, что иодид калия
   может являться только восстановителем, поэтому нитрит калия
   будет принимать электроны, понижая свою степень окисления.
   Причём в этих условиях (разбавленный раствор) азот переходит из
   в ближайшую степень окисления
   .

   

4. Составление электронного баланса сложнее, если формульная единица вещества содержит несколько атомов окислителя или восстановителя.
   В этом случае это необходимо учитывать в полуреакции, рассчитывая число электронов.
   Самая частая проблема — с дихроматом калия
   , когда он в роли окислителя переходит в
   :

   

   Эти же двойки нельзя забыть при уравнивании, ведь они указывают число атомов данного вида в уравнении.

   Задание 3: Какой коэффициент нужно поставить перед
   и перед
   

   
   
   

   Задание 4: Какой коэффициент в уравнении реакции будет стоять перед магнием?

   

5. Определите, в какой среде (кислой, нейтральной или щелочной) протекает реакция.
   Это можно сделать либо про продуктам восстановления марганца и хрома, либо по типу соединений, которые получились в правой части реакции: например, если в продуктах мы видим кислоту, кислотный оксид — значит, это точно не щелочная среда, а если выпадает гидроксид металла — точно не кислая. Ну и разумеется, если в левой части мы видим сульфаты металлов, а в правой — ничего похожего на соединения серы — видимо, реакция проводится в присутствии серной кислоты.

   Задание 5: Определите среду и вещества в каждой реакции:

   

   

6. Помните, что вода — вольный путешественник, она может как участвовать в реакции, так и образовываться.

   Задание 6: В какой стороне реакции окажется вода? Bо что перейдёт цинк?

   

   Задание 7: Мягкое и жесткое окисление алкенов.
   Допишите и уравняйте реакции, предварительно расставив степени окисления в органических молекулах:

7. Иногда какой-либо продукт реакции можно определить, только составив электронный баланс и поняв, каких частиц у нас больше:

   Задание 8: Какие продукты ещё получатся? Допишите и уравняйте реакцию:

   

8. Во что переходят реагенты в реакции?
   Если ответ на этот вопрос не дают выученные нами схемы, то нужно проанализировать, какие в реакции окислитель и восстановитель — сильные или не очень?
   Если окислитель средней силы, вряд ли он может окислить, например, серу из
   в
   , обычно окисление идёт только до
   .
   И наоборот, если
   — сильный восстановитель и может восстановить серу из
   до
   , то
   — только до
   .

   Задание 9: Во что перейдёт сера? Допишите и уравняйте реакции:

   

9. Проверьте, чтобы в реакции был и окислитель, и восстановитель.

   Задание 10: Сколько ещё продуктов в этой реакции, и каких?

   

10. Если оба вещества могут проявлять свойства и восстановителя, и окислителя — надо продумать, какое из них более активный окислитель. Тогда второй будет восстановителем.

    Задание 11: Кто из этих галогенов окислитель, а кто восстановитель?

    

11. Если же один из реагентов — типичный окислитель или восстановитель — тогда второй будет «выполнять его волю», либо отдавая электроны окислителю, либо принимая у восстановителя.

    Пероксид водорода — вещество с двойственной природой, в роли окислителя (которая ему более характерна) переходит в воду, а в роли восстановителя — переходит в свободный газообразный кислород.

    Задание 12: Какую роль выполняет пероксид водорода в каждой реакции?

    

    

    

Все темы ЕГЭ по химии

Новинки в 2023
На данный момент пока рано говорить о нововведениях в КИМы ФИПИ по химии. Следите за одновлениями здесь или в группе ВК.

Строение атомов и ионов:

• Строение электронных оболочек атомов первых четырех периодов.
• Правило Хунда и принцип Паули.
• Основное и возбужденное состояние атома.
• Конфигурация благородного газа. Строение электронной оболочки иона.
• Основное и возбужденное состояния атома.
• Особенности строения электронной конфигурации d-элементов.
• Квантовые числа.
• Понятие «валентные электроны».

Закономерности изменения свойств в периодах и группах ПС:

• Металлические и неметаллические свойства.
• Окислительные и восстановительные свойства.
• Электроотрицательность.
• Атомный радиус.
• Кислотные и основные свойства оксидов, гидроксидов, водородных соединений.

Валентность и степень окисления:

• Низшие и высшие степени окисления.
• Низшая и высшая валентность.
• Элементы-исключения (высшая валентность или высшая степень окисления не соответствует номеру группы).
• Элементы с постоянной валентностью.
• Элементы с постоянной степенью окисления в соединениях.
• Возможные промежуточные степени окисления.

Химические связи и кристаллические решетки

• Ковалентная неполярная связь.
• Ковалентная полярная связь.
• Донорно-акцепторный механизм образования ковалентных связей.
• Ионная связь.
• Металлическая связь.
• Водородная связь.
• Длина связи.
• Энергия связи.
• Аморфные вещества.
• Молекулярная решетка.
• Атомная решетка.
• Ионная решетка.
• Металлическая решетка.
• Вещества молекулярного и немолекулярного строения.
• Зависимость физических свойств от типа решетки.

Классификация веществ в неорганической химии:

• Оксиды (кислотные, основные, амфотерные, несолеобразующие).
• Гидроксиды (кислотные, основные, амфотерные)
• Кислоты (одноосновные, двухосновные, многоосновные, кислородсодержащие и бескислородные, сильные и слабые).
• Основания (растворимые и нерастворимые).
• Соли (нормальные, кислые, основные).

Подготовка к ЕГЭ по химии

Статьи
Тесты

Задания 6, 7, 8, 9, 31

Химические свойства неорганических веществ:

Классификация и номенклатура органических соединений

• Классификация углеводородов.
• Классификация кислород- и азотсодержащих органических соединений.
• Общие формулы и функциональные группы.
• Номенклатура органических соединений

Теория строения органических соединений.

• Гибридизация атомных орбиталей углерода.
• Гомология и изомерия. Основные типы изомерии.
• Типы связей в органических веществах.

Задания 12–16, 32

Органическая химия. Строение, получение, применение, химические и физические свойства:

• Алканов
• Алкенов
• Диенов
• Алкинов
• Циклоалканов
• Аренов
• Спиртов
• Карбонильных соединений
• Карбоновых кислот
• Аминов
• Анилина
• Аминокислот
• Белков
• Жиров
• Углеводов

Классификация химических реакций

• Классификация химических реакций в неорганической химии.
• Классификация химических реакций в органической химии.

Скорость химической реакции

• Зависимость скорости химической реакции от концентрации, температуры, давления, агрегатного состояния.

Задание 19, 29

• Определение окислителей и восстановителей. Типичные окислители и восстановители, и продукты их окисления и восстановления.
• Молекулы и ионы как окислители и восстановители.
• Расстановка коэффициентов с помощью электронного баланса.
• Расстановка коэффициентов с помощью ионно-электронного баланса.

• Электролиз в расплавах.
• Электролиз в растворах. Катодные и анодные процессы.
• Получение веществ электролизом.

• Классификация солей по способности гидролизоваться.
• Среда растворов, рН.

• Смещение химического равновесия при различных воздействиях.

Решение задач по равновесным концентрациям

• Теория и разбор заданий.

• Качественные реакции в неорганической химии.
• Качественные реакции в органической химии.

• Применение органических веществ в быту.
• Применение неорганических веществ в быту.
• Полимеры и их применение. Реакции полимеризации и конденсации.
• Классификация волокон и их получение.
• Производство серной и азотной кислоты, аммиака, метанола.
• Правила работы в лаборатории.
• Лабораторные приборы и посуда.
• Методы разделения смесей. Очистка веществ.

Задачи на растворы

• Решение простейших задач с применением понятия «массовая доля вещества в растворе».
• Решение простейших задач с применением понятия «кристаллогидраты».
• Решение простейших задач с применением понятия «растворимость».

Расчеты по термохимическим уравнениям

• Решение задач по термохимическим уравнениям.

Расчеты по химическим уравнениям

• Расчеты по известной массе, количеству вещества или объёму.
• Расчеты массовой или объёмной доли продуктов.
• Расчеты с применением понятия «массовая доля вещества в смеси».

Реакции ионного обмена

• Электролиты и неэлектролиты, сильные и слабые электролиты. Электролитическая диссоциация. Реакции ионного обмена.

Задачи повышенного уровня сложности (общая и неорганическая химия)

• Задачи на избыток и недостаток с применением понятий «массовая доля», «растворимость», «молярная концентрация».
• Задачи на избыток и недостаток с образованием кислых солей.
• Задачи на кристаллогидраты.
• Задачи на осаждение веществ двумя реакциями.
• Задачи на добавление оксида в раствор соответствующей кислоты.
• Задачи на систему двух уравнений (определение массовой доли веществ в первоначальной смеси).
• Задачи с использованием математической системы уравнений.
• Задачи на частичное разложение.
• Задачи на атомистику.

Установление молекулярной и структурной формулы вещества

• Расчеты по плотности газа, относительной молекулярной массе по известному газу, массе молекулы, плотности газа.
• Расчеты по массовой доли элементов в органическом веществе.
• Расчеты по массовой доле одного элемента известной группы веществ.
• Расчеты по продуктам сгорания.
• Расчеты по известному количеству кислорода при горении.
• Расчеты по реакционной способности.