Расчётные задачи ОГЭ по химии

Расчётную задачу по химии чаще всего ломает первое действие. Уравнение записано без коэффициентов, либо коэффициенты верные, а в расчёт взята масса раствора вместо массы растворённого вещества. Дальше можно считать сколько угодно аккуратно: ответ будет красиво вычислен и совершенно неверен, а сам ученик об этом не узнает, потому что формулы он применил без единой ошибки.

Задача на ОГЭ в общем виде такая: даны вещества и числа, требуется по уравнению реакции и по формулам найти массу, количество вещества или объём. Сколько таких задач в варианте, на каком они месте, сколько баллов за них можно получить и как разбиваются баллы внутри решения, сказано в спецификации и критериях ФИПИ на ваш год. Пока документы на 2027 год не вышли, пользуйтесь прошлогодними, но число и вид задач сверьте сразу, как только новые появятся. Общая картина работы собрана в статье про устройство ОГЭ по химии, а все предметы рядом видны в обзоре вариантов ОГЭ.

Тема школьная, восьмого и девятого классов: количество вещества и массовая доля вводятся в восьмом классе, к расчётам по уравнениям потом возвращаются, когда идут металлы и неметаллы. К девятому классу часть учеников уже плохо помнит исходную тему, и пробел здесь главная причина, по которой задача «не получается».

Две величины, на которых стоит вся задача

Всё держится на количестве вещества (в молях) и на массовой доле. Формулы пишут словами, чтобы не путать, где что делится:

• количество вещества равно массе вещества, делённой на его молярную массу
• массовая доля вещества в растворе равна массе вещества, делённой на массу раствора; в долях единицы или, после умножения на сто, в процентах
• масса раствора равна массе растворённого вещества плюс массе воды, а при заданных объёме и плотности произведению плотности на объём
• объём газа при нормальных условиях равен количеству вещества, умноженному на 22,4 литра на моль

Чаще всего ошибка возникает на третьей строке. «Масса раствора» и «масса вещества» в условии стоят рядом, нередко отличаются в десятки раз и в расчёт идут в разные места. Самая простая иллюстрация: в 150 граммах воды растворили 50 граммов соли. Массовая доля соли равна 50, делённым на 200, то есть 25 процентов; делить на 150 нельзя, потому что в знаменателе стоит масса всего раствора, а вода в нём только часть. Деление на массу воды дало бы 33 процента. Хороший способ себя проверить: перед первой подстановкой подписать над каждым числом, что это за масса, раствора или вещества. Лишняя секунда избавляет от ошибки, которую потом не видно.

Последовательность решения

Для задачи на расчёт по уравнению реакции порядок почти не меняется, поэтому его можно держать как привычку.

• записать уравнение реакции и расставить коэффициенты
• найти массу вещества, которое дано, если в условии сообщена массовая доля раствора
• перевести массу в количество вещества через молярную массу
• по коэффициентам уравнения найти количество искомого вещества: сколько молей получается на моль данного
• перевести количество искомого вещества в то, что просят: в массу или в объём

К этому порядку добавляется одна техническая привычка: единицу ставить при каждом числе, начиная с самого первого. Запись «n = 0,1 моль» несёт больше, чем «0,1», потому что глаз сразу видит, о каких величинах идёт речь, и подставить массу на место количества вещества уже труднее. Кроме того, читающему вашу работу виден ход рассуждения, а не набор чисел.

Почему расчёт ведут через моли: коэффициенты в уравнении показывают отношение числа частиц, а число частиц пропорционально количеству вещества. Граммы такого отношения не хранят: масса вещества зависит от того, какие это молекулы. Поэтому граммы разных веществ нельзя сопоставлять напрямую по коэффициентам, и именно эту ошибку допускают те, кто пропускает третий пункт.

Задача целиком от условия до ответа

Условие составлено для этой статьи и в вариантах не встречается. К 200 граммам раствора серной кислоты с массовой долей 4,9 процента прилили избыток раствора хлорида бария. Какова масса выпавшего осадка?

Уравнение реакции: серная кислота плюс хлорид бария даёт сульфат бария, который выпадает в осадок, и хлороводородную кислоту; коэффициенты при серной кислоте, хлориде бария и сульфате бария единицы, при хлороводороде два. Масса кислоты в растворе равна 200, умноженным на 0,049, то есть 9,8 грамма. Молярная масса серной кислоты 98 граммов на моль (два водорода, сера 32 и четыре кислорода по 16), отсюда количество вещества 9,8 делить на 98, 0,1 моль. По уравнению из одного моля кислоты получается один моль сульфата бария, поэтому осадка тоже 0,1 моль. Молярная масса сульфата бария 233 грамма на моль (барий 137, сера 32, кислорода 64), масса осадка 0,1 умножить на 233, то есть 23,3 грамма.

Прикинуть правдоподобие можно в уме: молярная масса осадка в 2,4 раза больше молярной массы кислоты, и осадок вышел в те же 2,4 раза тяжелее кислоты, 23,3 при 9,8. Если бы вместо массы кислоты взяли массу всего раствора, 200 граммов, получилось бы больше четырёхсот граммов осадка: из двухсот граммов раствора столько не выпадет, и нестыковка видна сразу. Похожая ловушка с процентами: 4,9 процента подставили как 4,9 вместо 0,049, и кислоты в растворе оказалось почти килограмм при двухстах граммах раствора. Слово «избыток» в условии означает, что хлорида бария хватает и считать надо по кислоте.

Моль или пропорция

Многие учителя решают такие задачи пропорцией по массам: из 98 граммов кислоты получается 233 грамма осадка, а из 9,8 грамма получится столько-то. Результат тот же, и ломать привычку ученику, который уверенно ею пользуется, я бы не стал. Остальным советую моли. Пропорция по массам требует держать в голове молярные массы всех веществ уравнения, умноженные на коэффициенты, и там, где коэффициент два или три, в ней легко ошибиться. В мольной записи коэффициенты читаются как отношение чисел, ошибиться труднее. Допускается ли в критериях любой способ решения, смотрите в критериях вашего года.

На втором примере разница заметнее. Сколько литров водорода при нормальных условиях выделится, если 13 граммов цинка растворить в избытке соляной кислоты, и сколько граммов хлороводорода при этом израсходуется? Уравнение: цинк плюс две молекулы хлороводорода дают хлорид цинка и водород. Через моли: цинка 13 делить на 65, то есть 0,2 моль; водорода столько же, 0,2 моль, и объём 0,2 умножить на 22,4, то есть 4,48 литра; хлороводорода вдвое больше, 0,4 моль, при молярной массе 36,5 это 14,6 грамма. Через массовую пропорцию во втором вопросе придётся помнить, что на 65 граммов цинка приходится 73 грамма хлороводорода, то есть молярную массу с множителем два, и ученик, пропустивший множитель, получает 7,3 грамма, ровно вдвое меньше. В мольной записи множитель виден сам: хлороводорода 0,4 моль, вдвое больше, чем цинка.

Что поджидает кроме первого шага

Атомные массы берут из периодической системы, которая лежит перед вами (какие справочные материалы выдают, определяет перечень на ваш год); в школьных расчётах их обычно округляют до целых, а хлор принимают за 35,5. Какую точность требуют экзаменационные условия, смотрят в самом условии и в демоверсии.

Если вещество дано объёмом раствора, масса получается через плотность: 50 миллилитров раствора плотностью 1,1 грамма на миллилитр весят 55 граммов, и миллилитры нельзя путать с литрами. Если известны массы двух реагентов, сначала выясняют, какой из них в недостатке, и всё считают по нему; встречается ли такой тип в ОГЭ, смотрите в демоверсии, но сам приём стоит освоить. На знакомом примере с цинком: дано 13 граммов цинка и 36,5 грамма хлороводорода. Цинка 0,2 моль, хлороводорода 1 моль, а на 0,2 моль цинка по уравнению нужно только 0,4 моль, значит, кислоты избыток, и водорода получится по цинку, те же 4,48 литра. Газы считают через молярный объём при нормальных условиях. Ответ нужно записывать в тех единицах, которые просят, и с требуемым округлением: лишние знаки после запятой точности не добавляют. Вернуться назад полезно и для проверки: в задаче с кислотой осадок 23,3 грамма это 0,1 моль, значит, и кислоты было 0,1 моль, то есть 9,8 грамма, как и в условии. Такая проверка занимает одну строку и ловит потерянные числа.

Когда задачи не идут

В химии трудность почти всегда локальна, и это облегчает дело. Сначала понять, на чём именно остановился ученик: не получается составить уравнение (тогда причина в теме про свойства веществ и расстановку коэффициентов, и расчёты тут ни при чём); не выходит перевести массу в моли (тогда нужно потренировать молярную массу на десяти веществах); путается с растворами (отрабатывать массовую долю отдельно, без реакций). Задачу, где ученик остановился, лучше не решать за него: пусть опишет, на каком шаге перестал понимать, и этот шаг тренируется отдельно.

Есть упражнение, которое быстро проясняет устройство задачи: дать ученику готовое решение и попросить составить условие. Придумывая, что значит «0,1 моль» и откуда взялись 9,8 грамма, ученик видит, из каких кирпичей задача сложена, и в следующий раз раскладывает чужое условие на те же кирпичи. Упражнение хорошо идёт на видеозанятии: репетитор читает решение вслух, а ученик записывает условие на листе и показывает в камеру.

Похожую картину знают и те, кто готовит практическую часть информатики: ошибка первого действия тянется до ответа, и всё последующее проверять бессмысленно. С химией справляются те, кто привык после каждого шага спрашивать себя, откуда взялась очередная цифра.

Онлайн расчётные задачи тренируются без потерь, как всё письменное: ученик решает на листе, фотографирует и присылает репетитору в чат (чат открывается после того, как репетитор получил ваш контакт), на видеозанятии решение разбирают. Общей доски нет, поэтому лист показывают в камеру. Те, кто пойдёт на химию в старшую школу, найдут продолжение темы в статье про структуру ЕГЭ по химии. А задача на уравнение нужна ещё и в практической части: в реальном эксперименте ту же реакцию придётся записать по результатам опыта.

Начать поиск:

• репетиторы по химии для подготовки к ОГЭ
• репетиторы по химии с пробным занятием
• все репетиторы для подготовки к ОГЭ

Вопросы и ответы

Надо ли писать «Дано» и «Найти»? Критерии оценивают ход решения; как именно, смотрите в критериях ФИПИ на ваш год. Подписать данные полезно самому: меньше путаницы с массой раствора и массой вещества.

Можно ли решить задачу без уравнения реакции? Если в условии есть реакция, нет: без уравнения нет коэффициентов, а без коэффициентов нет отношения количеств веществ. Задачи только на массовую долю и разбавление реакции не требуют, но какие именно виды расчётов встречаются на экзамене вашего года, говорит демоверсия.

Как тренировать молярные массы? Выпишите десяток формул из курса и за один присест посчитайте их молярные массы, потом повторите через несколько дней. После нескольких таких подходов молярная масса воды, серной кислоты и карбоната кальция вспоминается сразу, и счёт ускоряется.

Что делать, если коэффициенты не получаются? Тренировать уравнения отдельно от расчётов: это самостоятельный навык, и его ошибки в расчёте только проявляются.