Типичные ошибки при выполнении заданий ЕГЭ и рекомендации по их предупреждению.
На изучении некоторых тем, вызывающих затруднения у учащихся, в школьном курсе отводится недостаточное количество времени. Что является одной из причин типичных ошибок выпускников при выполнении заданий ЕГЭ. К числу таких тем можно отнести следующие:
- Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи.
- Характеристика положения в Периодической системе переходных металлов(марганец, хром, медь, цинк, железо), их основно-кислотные свойства.
- Химические свойства амфотерных оксидов и гидроксидов.
- Химические свойства кислых и основных солей.
- Скорость химических реакций; факторы, влияющие на скорость химических реакций.
- Химическое равновесие, способы его смещения.
- Электролиз расплавов и растворов электролитов.
- Лабораторные и промышленные способы получения неорганических и органических веществ.
- Механизмы реакций замещения и присоединения в органической химии.
Ошибки в заданиях по теме «Скорость химических реакций».
Для увеличения скорости химической реакции
Zn(тв.) + 2Н+(р-р) = Zn2+(р-р) + Н2↑ + 154 кДж
необходимо:
- уменьшить концентрацию ионов цинка
- увеличить концентрацию ионов цинка
- уменьшить температуру
- увеличить концентрацию ионов водорода
Для ответа на вопрос необходимо вспомнить, что скорость химической реакции зависит от следующих факторов:
- природы реагентов
- концентрации реагирующих веществ
- степени измельченности твердых веществ (площади поверхности соприкосновения реагентов, если они взяты в разных фазах)
- наличие катализатора (ингибитора)
Ответы 1 и 2 не верные, поскольку ионы цинка Zn2+(р-р) - не реагент, а продукт реакции, то изменение их концентрации (увеличение или уменьшение) никак не скажется на скорости реакции. Известно также, что уменьшение температуры всегда приводит к уменьшению скорости реакции, поэтому ответ 3 тоже не верный. Но некоторые выпускники спутали факторы, влияющие на скорость реакции с условиями, влияющими на химическое равновесие. Если бы реакция была обратимой, то для смещения химического равновесия вправо, необходимо понизить температуру, т.к. указанная реакция — экзотермическая. Но это, во-первых, практически необратимая реакция, а во-вторых, вопрос в задании совсем другой. Итак, правильный ответ 4.
Ошибки в заданиях по теме «Химическое равновесие».
Равновесие в системе
N2 + O2 ↔ 2NO - Q
будет смещаться в сторону продукта реакции при:
- понижении температуры
- увеличении давления
- уменьшении концентрации азота
- увеличении концентрации азота
При ответе на вопрос используется принцип смещения химического равновесия — принцип Ле-Шателье:
если на систему,находящуюся в равновесии, оказать внешнее воздействие, то равновесие в системе сместится в сторону ослабления этого воздействия.
К внешним факторам воздействия на реакционную систему относятся:
- изменение концентрации веществ (реагентов и продуктов), участвующих в реакции
- изменение давления в системе
- изменение температуры
В соответствии с принципом Ле-Шателье понижение температуры в эндотермической реакции приведет к смещению равновесия в сторону обратной реакции (в сторону экзотермического процесса), т.е. в сторону исходных веществ.
Изменение давления (увеличение или уменьшение) в данной реакции не повлияет на смещение равновесия, т.к. в ходе данной реакции число молекул газов не изменяется (2 моль ↔ 2 моль).
Уменьшение концентрации азота приведет к смещению равновесия в сторону обратной реакции, т.е. в сторону исходных веществ, чтобы увеличивалась концентрации азота.
И только при увеличении концентрации кислорода равновесие будет смещаться в сторону продукта реакции. Правильный ответ 4. Хотя многие выпускники выбирают ответ 1.
Равновесие в системе
С(тв.) + O2 (г.) ↔ 2СO(г.) + Q
будет смещаться в сторону продукта реакции при:
- повышении температуры
- увеличении концентрации углерода
- добавлении катализатора
- уменьшении давления
В соответствии с принципом Ле-Шателье повышение температуры в экзотермической реакции приведет к смещению равновесия в сторону обратной реакции (в сторону эндотермического процесса), т.е. в сторону исходных веществ.
Что касается твердого вещества (углерода), то его концентрация не влияет на смещение равновесия, т.к. количество твердого вещества, приходящегося на единицу объема, не зависит от того, много или мало этого вещества присутствует в системе.
При добавлени катализатора ускоряется как прямая, так и обратная реакции, практически не влияя на состояние равновесия. Катализатор лишь приближает время наступления равновесия.
При уменьшении давления химическое равновесие системы будет смещаться в ту сторону, где больше молекул газа (1 моль ↔ 2 моль). Правильный ответ 4. Хотя многие выпускники допускают две типичные ошибки: влияние добавления твердых веществ и катализатора на состояние равновесия, выбирая ответ 2 или 3.
Ошибки в заданиях по теме «Электролиз».
Как показывают результаты ЕГЭ, экзаменуемые в основном затрудняются при определении продуктов, выделяющихся на катоде или аноде, не всегда могут составить полное уравнение электролиза, часто путают электролиз расплавов и растворов, ошибаются с выбором анодного и катодного процессов.
Так, многие выпускники не знают, что на катоде протекают только реакции восстановления, а на аноде — только реакции окисления. Не различая электролиз расплавов и растворов, приводят восстановление активных металлов из водных растворов, которые на самом деле возможны только в расплавах, например:
K+ + 1e- → K
Al+ + 3e- → Al
Разумеется, ни калий, ни алюминий никогда не выделяются при электролизе водных растворов.
Типичные примеры заданий базового уровня сложности
Кислород получают электролизом водного раствора:
- бромида калия
- хлорида натрия
- гидроксида калия
- бромоводородной кислоты
Очевидно, что кислород может выделится лишь в ходе анодного процесса. В первом и четвертом случаях выделится бром, а во втором случае — хлор (анионы бескислородных кислот). Следовательно, только ответ 3 удовлетворяет условию. Уравнение полуреакции, протекающей на аноде при электролизе водного раствора щелочи:
4ОН- - 4е- → 2Н2О + О2↑
При электролизе водного раствора сульфата меди (//) на катоде выделяется:
- водород
- медь
- кислород
- гидроксид меди (//)
Поскольку медь расположена в электрохимическом ряду напряжений металлов после водорода, то при электролизе водных растворов ее солей выделяется металл (медь). Правильный ответ 2. Ни водород, ни кислород на катоде на катоде не выделяются, но некоторые выбирают первый ответ.
Серная кислота накапливается в электролизере при электролизе водного раствора сульфата:
- калия
- натрия
- алюминия
- меди (//)
В данном случае необходимо вспомнить, что ни калий, ни натрий, ни алюминий не могут выделяться из водных растворов — ни при электролизе, ни при действии более активных металов в реакциях замещения. Вместо ионов этих металлов на катоде восстанавливается вода с выделением водорода. При электролизе раствора сульфата меди (//) на катоде выделяется медь, а на аноде — кислород из воды, при этом в растворе образуются катионы водорода, т.е. в растворе накапливается кислота:
2СuSO4 + 2H2O → 2Сu + O2↑ + 2H2SO4электролиз
Итак, правильный ответ 4.
По теме «Электролиз» наиболее трудными оказываются задания повышенной уровня сложности (из части В). В них необходимо было, зная закономерности протекания электролиза, предсказать, какие продукты выделяются на катоде и на аноде.
Установите соответствие между формулой вещества и продуктами электролиза его водного раствора на инертных электродах.
| Формула вещества |
Продукты электролиза |
а) NaCl |
1) Na, Cl2 |
б) NaClO4 |
2) Na, Cl2, O2 |
в) NaOH |
3) NaOH, Cl2, H2 |
г) NaNO3 |
4) H2, O2 |
|
5) NaOH, N2, O2 |
|
6) Na, H2, O2 |
Это типичное задание на соответствие, при его выполнении необходимо каждой поэиции из левого столбца подобрать соответствующую из правого столбца. Цифры в ответе могут повторяться, хотя некоторые экзаменуемые по этой причине допускают ошибки (испугавшись повторения одинаковых цифр в ответе и думая, что их ответ ошибочный, исправляли его на другой — неверный).
Правильный ответ на это задание — 3444. На катоде во всех четырех случаях разряжаются не ионы натрия, а молекулы воды:
2Н2О + 2е- → 2ОН- + Н2↑
В составе трех последних электролитов (Б, В, Г) присутствует кислородсодержащий анион (анион кислотного остатка кислородсодержащей кислоты и гидроксид-ион). Поэтому вместо них на аноде окисляются:
молекулы воды (в случаях Б, Г):
2Н2О - 4е- → 4Н+ + О2↑
и гидроксид-ионы (в случае В):
4ОН- - 4е- → 2Н2О + О2↑
И лишь хлорид-ион способен окисляться на аноде с выделением хлора:
2Cl- - 2е- → Cl2↑
При электролизе водного раствора сульфата железа (///) на инертном катоде могут протекать три химических процесса. Приведите уравнения трех химических реакций.
На катоде могут возникать только процессы восстановления. Поэтому восстановлению в данном случае могут подвергаться не только ионы Fe3+, но и ионы Н+, концентрация которых в растворе довольно велика из-за сильного гидролиза солей трехвалентного железа. Причем, восстановление ионов Fe3+ возможно как до ионов Fe2+ , так и до металлического железа Fe, поэтому правильными будут следующие уравнения реакций:
Fe3+ + е- → Fe2+
Fe3+ + 3е- → Fe2+ (или Fe3+ + 3е- → Fe2+)
2Н+ + 2е- → H2↑
|
