Задание 11 ОГЭ по химии: типы химических реакций и реакции разложения

Что проверяет задание

Задание 11 проверяет умение классифицировать химические реакции по разным признакам:

• по числу и составу веществ — реакции соединения, разложения, замещения, обмена;
• по изменению степени окисления элементов — окислительно-восстановительные реакции (ОВР) и реакции, идущие без изменения степени окисления;
• по тепловому эффекту — экзотермические и эндотермические;
• по агрегатному состоянию участников — гомогенные и гетерогенные;
• по наличию катализатора — каталитические и некаталитические.

В большинстве вариантов ОГЭ акцент делается на первых двух пунктах: нужно узнать конкретный тип реакции по уравнению или словесному описанию и определить, меняется ли степень окисления атомов в ходе процесса.

Как выглядит формулировка и сколько баллов

Задание базового уровня, за него дают 1 балл. Ответ — выбор одного варианта из четырёх. Типичные формулировки:

• «В реакцию разложения, протекающую без изменения степени окисления, вступает…»
• «При нагревании вещество X вступает в реакцию…» (нужно назвать тип реакции)
• «Реакция, уравнение которой… относится к реакциям…»

Часто в условии даны формулы веществ или готовые уравнения, и задача — соотнести их с определением типа реакции.

Что нужно знать

• Реакция соединения: $A+B\rightarrow AB$ — из нескольких веществ образуется одно.
• Реакция разложения: $AB\rightarrow A+B$ — из одного вещества образуется несколько.
• Реакция замещения: $A+BC\rightarrow AC+B$ — простое вещество замещает элемент в сложном.
• Реакция обмена: $AB+CD\rightarrow AD+CB$ — два сложных вещества обмениваются составными частями.
• Степень окисления (СО) — условный заряд атома в соединении, вычисляемый по правилам: у простых веществ СО = 0; у кислорода обычно $-2$; у водорода обычно $+1$; сумма СО в молекуле равна 0, в ионе — заряду иона.
• ОВР — реакция, в которой хотя бы один элемент меняет степень окисления. Реакция без изменения СО — все элементы сохраняют исходные значения.
• Разложение без изменения СО типично для:
• нерастворимых оснований и амфотерных гидроксидов: $2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3+3H_2O$;
• гидроксида меди(II): $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO+H_2O$;
• карбонатов: $CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO+CO_2$;
• солей аммония с некислотным (не окисляющим) остатком: $NH_4Cl \xrightarrow{t} NH_3+HCl$;
• кристаллогидратов при дегидратации: $CuSO_4\cdot5H_2O \xrightarrow{t} CuSO_4+5H_2O$.
• Разложение с изменением СО (ОВР) типично для:
• пероксида водорода: $2H_2O_2 \xrightarrow{кат} 2H_2O+O_2$;
• перманганата калия: $2KMnO_4 \xrightarrow{t} K_2MnO_4+MnO_2+O_2\uparrow$;
• оксида ртути(II): $2HgO \xrightarrow{t} 2Hg+O_2$;
• нитратов металлов: $2KNO_3 \xrightarrow{t} 2KNO_2+O_2$;
• электролиза воды: $2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2H_2+O_2$.

Методы решения

1. Метод определения степени окисления. Расставляем СО всех элементов в исходном веществе и в продуктах, сравниваем значения. Пример: в $Cu(OH)_2$ медь имеет СО $+2$, кислород $-2$, водород $+1$. В продуктах $CuO$ и $H_2O$ те же значения сохраняются — реакция без изменения СО.

2. Метод подсчёта числа веществ до и после реакции. Если из одного вещества образуется несколько — это разложение; если из нескольких одно — соединение. Пример: $CaCO_3\rightarrow CaO+CO_2$ — одно вещество даёт два, значит разложение.

3. Метод «узнавания» типовых веществ. Многие вещества в заданиях ОГЭ повторяются из года в год: гидроксиды металлов, карбонаты, соли аммония, перекись водорода, перманганат калия, нитраты, оксид ртути. Полезно заранее знать, как каждое из них разлагается и меняется ли при этом СО. Пример: увидев $KMnO_4$, сразу вспоминаем, что марганец меняет СО с $+7$ на $+6$ и $+4$ — это ОВР.

4. Метод исключения по формуле реагентов. Если в вариантах ответа есть простые вещества (металлы, $O_2$, $H_2$) или элементы с переменной СО (Mn, Cr, N, Cl в высоких СО), высока вероятность ОВР; если вещество содержит элементы с устойчивой, «привычной» СО (щелочные и щелочноземельные металлы, кислород в оксидах и гидроксидах), скорее реакция идёт без изменения СО. Пример: $Fe(OH)_3$ содержит железо в устойчивой СО $+3$ для этого гидроксида — разложение пройдёт без изменения СО, в отличие от $KMnO_4$.

5. Метод сопоставления с определением из условия. Если в вопросе прямо указан тип реакции (например, «разложения»), сначала отбрасываем варианты, которые явно не подходят по числу веществ, а затем среди оставшихся проверяем степени окисления.

Алгоритм решения по шагам

1. Внимательно прочитать формулировку и определить, какой признак классификации спрашивается (тип реакции по составу веществ или по изменению СО).
2. Просмотреть все варианты ответа и записать формулы веществ.
3. Для каждого варианта представить (или вспомнить), какое уравнение разложения (или другого типа реакции) характерно для этого вещества.
4. Если тип реакции очевиден по числу продуктов — сразу отсеять неподходящие варианты.
5. Для оставшихся вариантов расставить степени окисления элементов в реагенте и в продуктах.
6. Сравнить СО до и после: если хотя бы один элемент изменил значение — это ОВР; если все совпадают — реакция без изменения СО.
7. Выбрать вариант, полностью соответствующий условию вопроса.
8. Проверить ответ логически: перечитать вопрос и убедиться, что выбранный вариант отвечает именно на поставленный вопрос (а не на смежный).

Разбор примеров

Пример 1. Условие: в реакцию разложения, протекающую без изменения степени окисления, вступает:

1. $H_2O$ 2) $Fe(OH)_3$ 3) $H_2O_2$ 4) $KMnO_4$

Шаг 1. Вопрос требует реакцию разложения, где СО элементов не меняется.

Шаг 2. Проверяем каждый вариант:

• $H_2O$ — вода сама по себе не разлагается при обычных условиях без специального воздействия (электролиз, высокая температура) и обычно не рассматривается как типовая реакция разложения в таких заданиях; к тому же при электролизе воды меняются степени окисления кислорода и водорода — это ОВР. Вариант не подходит.
• $Fe(OH)_3$ — при нагревании разлагается по уравнению $2Fe(OH)_3 \xrightarrow{t} Fe_2O_3+3H_2O$. Определяем СО: железо $+3$ в гидроксиде и $+3$ в оксиде — не меняется; кислород $-2$ и $-2$ — не меняется; водород $+1$ и $+1$ — не меняется. Это разложение без изменения СО — подходит.
• $H_2O_2$ — разлагается как $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O+O_2$. Кислород меняет СО с $-1$ на $-2$ (в воде) и на $0$ (в $O_2$) — типичная реакция диспропорционирования, то есть ОВР. Не подходит.
• $KMnO_4$ — разлагается с изменением СО марганца ($+7\rightarrow+6$ и $+4$) — ОВР, не подходит.

Шаг 3. Единственный вариант, удовлетворяющий условию — вариант 2.

Ответ: 2.

Пример 2. Условие: при нагревании гидроксид меди(II) вступает в реакцию:

1. соединения 2) замещения 3) разложения 4) горения

Шаг 1. Записываем формулу вещества: $Cu(OH)_2$.

Шаг 2. Вспоминаем, как нерастворимые гидроксиды ведут себя при нагревании — они разлагаются на оксид металла и воду: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t} CuO+H_2O$.

Шаг 3. Считаем число веществ: из одного вещества ($Cu(OH)_2$) образуются два вещества ($CuO$ и $H_2O$) — это признак реакции разложения.

Шаг 4. Проверяем остальные варианты по смыслу: соединение предполагало бы образование одного вещества из нескольких — не подходит; замещение требует участия простого вещества — его нет; горение — это взаимодействие с кислородом с выделением большого количества тепла и света, здесь кислород не участвует.

Шаг 5. Выбираем вариант 3 — разложение.

Ответ: 3.

Пример 3. Условие: в реакцию разложения, протекающую без изменения степени окисления, вступает:

1. $NH_4Cl$ 2) $HgO$ 3) $Cu(NO_3)_2$ 4) $KMnO_4$

Шаг 1. Вопрос аналогичен первому примеру — нужна реакция разложения без изменения СО.

Шаг 2. Разбираем каждый вариант:

• $NH_4Cl$ — при нагревании разлагается по уравнению $NH_4Cl \xrightarrow{t} NH_3+HCl$. Проверяем СО: азот в $NH_4^+$ имеет СО $-3$, в $NH_3$ тоже $-3$ — не меняется; хлор в $NH_4Cl$ имеет СО $-1$, в $HCl$ также $-1$ — не меняется; водород повсюду $+1$. Реакция идёт без изменения СО — подходит.
• $HgO$ — разлагается как $2HgO \xrightarrow{t} 2Hg+O_2$. Ртуть меняет СО с $+2$ на $0$, кислород — с $-2$ на $0$. Это ОВР, не подходит.
• $Cu(NO_3)_2$ — при разложении образуются $CuO$, $NO_2$ и $O_2$; азот меняет СО с $+5$ на $+4$, а часть кислорода переходит в свободное состояние — явная ОВР, не подходит.
• $KMnO_4$ — как и в первом примере, разложение сопровождается изменением СО марганца — ОВР, не подходит.

Шаг 3. Единственный подходящий вариант — 1.

Ответ: 1.

Типичные ошибки и ловушки

• Путают тип реакции по составу веществ с наличием ОВР. Не всякая реакция разложения — окислительно-восстановительная, и не всякая ОВР — реакция разложения. Нужно проверять оба признака отдельно.
• Проверяют степень окисления только у «главного» элемента, забывая про кислород и водород. У них тоже может меняться СО (как в перекиси водорода), и это легко упустить.
• Считают, что наличие свободного кислорода или простого вещества в продуктах всегда означает ОВР — это верно, но важно убедиться, что именно кислород (или другой элемент) реально меняет СО, а не просто присутствует в формуле.
• Путают гидроксид меди(II) и похожие нерастворимые гидроксиды с окислительно-восстановительными процессами, хотя медь, железо, кислород и водород сохраняют степени окисления при таком разложении.
• Не запоминают ключевые «опорные» вещества — перекись водорода, перманганат калия, оксид ртути(II), нитраты — и каждый раз пытаются вывести характер их разложения «с нуля», теряя время и допуская ошибки.
• Забывают, что соли аммония с не окисляющим кислотным остатком (хлориды, карбонаты аммония) разлагаются без изменения СО, а с окисляющим остатком (нитраты, некоторые другие) — с изменением.
• Путают реакцию обмена с разложением, если в уравнении участвуют два сложных вещества, но по смыслу условия речь идёт именно о разложении одного вещества.

Как готовиться

• Составьте таблицу «опорных» веществ для разложения: отдельно — те, что разлагаются без изменения СО (гидроксиды нерастворимых и амфотерных металлов, карбонаты, некоторые соли аммония, кристаллогидраты), и отдельно — те, что разлагаются с изменением СО (перекись водорода, перманганат калия, оксид ртути(II), нитраты, хлораты). Выучите эти списки наизусть.
• Тренируйтесь быстро расставлять степени окисления в формулах — это базовый навык, без которого невозможно уверенно решать задание. Начните с простых веществ и постепенно переходите к сложным анионам.
• Решайте вариативные задания прошлых лет: они часто повторяют одни и те же формулы веществ с небольшими изменениями формулировок, поэтому знакомство с типовыми примерами резко повышает скорость и точность решения.
• При каждом разборе примера проговаривайте вслух или записывайте полное уравнение реакции — это помогает закрепить в памяти связь между формулой вещества и типом происходящей реакции.
• Отдельно повторите определения всех четырёх типов реакций по составу веществ (соединение, разложение, замещение, обмен) и потренируйтесь классифицировать 10–15 случайных уравнений подряд, чтобы распознавание стало автоматическим.
• Перед экзаменом сделайте краткую шпаргалку-таблицу с 8–10 ключевыми уравнениями разложения и отметками, ОВР это или нет — такой конспект удобно повторить в последний день перед экзаменом.