Поиск научных решений · № 4 (2023) · ISSN 2949-4818
Методика подготовки обучающихся к единому государственному экзамену

Краткие методические рекомендации по использованию различных приемов систематизации материала при решении заданий ЕГЭ блока «Органические вещества: классификация и номенклатура, химические свойства и генетическая связь веществ различных классов»

Brief methodological recommendations on the use of various methods for the material systematization in solving the tasks of the Unified State Examination in the section "Organic substances: classification and nomenclature, chemical properties and genetic relation of substances of various classes"

Калибатова Марина Нургалиевна · Marina N. KalibatovaГБУ ДПО «ЦНППМ» Минпросвещения и науки КБР, г. Нальчик
УДК 661.7 · С. 37–54 · Опубликовано: декабрь 2023 · CC BY 4.0
Аннотация

В данной статье даны краткие методические рекомендации по использованию различных приемов систематизации материала при решении заданий блока «Органические вещества: классификация и номенклатура, химические свойства и генетическая связь веществ различных классов» при подготовке к ЕГЭ по химии. Рассматривается использование табличного представления информации как одного из средств систематизации и как наиболее эффективная стратегия запоминания объемного теоретического материала по органической химии. Представлен анализ существующих публикаций по данной теме, в которых рассмотрены различные методологические подходы и педагогические технологии для облегчения восприятия теоретического материала учащимися. На основе проведенного исследования подчеркивается важность структурирования данных по органической химии, с выделением ключевых понятий и закономерностей протекания различных органических реакций. Приводится систематизированный материал по блоку ЕГЭ, по которому выпускниками регулярно демонстрируется низкий процент выполнения. В виде таблицы представлен теоретический материал по видам изомерии, гибридизации атомов углерода, по химическим свойствам и способам получения различных классов органических веществ, и различные обобщающие схемы, которые могут упростить их запоминание обучающимися.

Ключевые слова: ЕГЭ, органическая химия, изомерия, гибридизация, познавательные УУД, систематизация материала, обобщающие схемы

Abstract

This article provides brief methodological recommendations on the use of various methods for systematization of the material in solving tasks of the section "Organic substances: classification and nomenclature, chemical properties and genetic relationship of substances of different classes" in preparation for the Unified State Examination in Chemistry. The use of tabular presentation of information is considered as one of the means of systematization and as the most effective strategy for memorizing voluminous theoretical material on Organic Chemistry. The analysis of researches on this issue is presented, which consider various methodological approaches and pedagogical technologies to facilitate the perception of theoretical material by students. Based on the conducted research, the importance of structuring data on Organic Chemistry is emphasized by highlighting main concepts and patterns of various organic reactions. The article describes systematic material on the Unified State Examination section, in which students regularly demonstrate a low completing percentage. The table presents theoretical material on the types of isomerism, hybridization of carbon atoms, chemical properties and methods of obtaining various classes of organic substances, and various summarising schemes that can help students to memorize the material.

Keywords: Unified State Examination, Organic Chemistry, isomerism, hybridization, cognitive skills, systematization of material, generalizing schemes

Список литературы

  1. Александрова Л.А., Нахова Н.А. Дистанционное обучение как форма совершенствования предметных результатов в условиях подготовки к ЕГЭ по химии (на примере раздела «органическая химия» // Актуальные вопросы естественных наук в современном научном знании. Элиста, 2021. С. 176–178.
  2. Бахарева С.В. Окислительно-восстановительные реакции с участием органических веществ в заданиях ЕГЭ по химии // Инновационные процессы в области естественнонаучного и социально-гуманитарного образования. IV международная научно-практическая конференция. 2019. С. 19–24.
  3. Добротин Д.Ю., Зеня Е.Н., Снастина М.Г. Методические рекомендации для учителей, подготовленные на основе анализа типичных ошибок участников ЕГЭ 2023 года // URL : https://doc.fipi.ru/ege/analiticheskie-i-metodicheskieterialy/2023/hi_mr_2023.pdf
  4. Древин В.Е., Комарова В.И., Минченко Л.А., Гиззатова Г.Л., Шипаева Т.А., Кучеров И.А., Филимонова Н.А., Андреенко Л.В. Методологические аспекты подготовки абитуриентов к ЕГЭ по химии. Органическая химия. Волгоград : Изд-во: ВГАУ. 2019. 132 с.
  5. Калибатова М.Н., Кушхов Х.Б. Приемы систематизации теоретического материала по химии при подготовке учащихся к ЕГЭ // Научно-методический журнал «Поиск научных решений». 2023. № 1. С. 82–92.
  6. Комкова О.Г., Глушкова Т.Г., Помыткина Т.Ю., Наумова Т.А Педагогическая технология подготовки обучающихся по органической химии на подготовительных курсах // KANT. №1. 2023. С. 267–276.
  7. Кочкаров Ж.А. Химия для школьников в таблицах схемах и уравнениях реакций. Учеб. пособие. Ростов н/Д. : Изд-во Феникс, 2020. 222 с.
  8. Парубова А.А. Пособие для поступающих в вузы и репетиторов. Казань, 2019. 696 с.
  9. Ромашов Л.В. О проблемах школьного курса органической химии // Химия в школе. 2023. № 2. С. 2–6.
  10. Статистико-аналитический отчет о результатах государственной итоговой аттестации по образовательным программам основного общего образования в 2023 году // URL : https://kbrcmiso.ru/images/DOCS2022- 2023/Stat/SAO-11-2023_OTCHET-s-ispravleniyami-na-11.08.23-_1_.pdf
  11. Стесякова М.В., Щербатых В.А. Методические рекомендации по применению электронного образовательного ресурса – сайта examchemistry.com при подготовке к ЕГЭ по химии // Научный альманах. 2019. № 3-2 (53). С. 73–78.
  12. Сутягин А.А. Выполняем задания по органической химии // Химия в школе. 2020. № 6. С. 35–38.
  13. Учебные пособия и минисправочники Н.Е. Дерябиной // Сайт Дерябиной Н.Е. для учителей химии URL : minispravochnik.narod.ru/
  14. Шаталов М. А Формирование универсальных учебных действий как направление метаметодики // Человек и образование. 2018. № 2 (55). С. 39–46.
  15. Шумкина А.А. Особенности подготовки к ЕГЭ по химии для выпускников школ и учреждений среднего профессионального образования // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2019. № 1. С. 91–94.

Текст статьи

Единый государственный экзамен (ЕГЭ) – это важное испытание для каждого учащегося, которое определяет его профессиональное будущее. Подготовка к ЕГЭ по химии требует не только знания основных понятий и принципов, но и систематического освоения большого объема теоретического материала, требующего глубокого понимания и применения химических свойств различных классов веществ, сформированности умений систематизировать и обобщать полученные знания. Школьный курс органической химии требует значительных изменений, поскольку в существующем виде он изобилует устаревшими и не соответствующими действительности реакциями, а значительная часть времени отводится на отработку не имеющих практической значимости навыков. Кроме того, его содержание направлено преимущественно на запоминание реакций, что делает химию непривлекательным предметом в глазах школьников [Ромашов 2023].

В связи с этим в данной статье, основной акцент делается на различные приемы систематизации теоретического материала для успешного освоения органической химии, так как данный раздел усваивается учащимися тяжело и представляет особую сложность при решении заданий ЕГЭ. Некоторыми из наиболее эффективных приемов, являются, использование теоретического материала в виде различных таблиц и схем [Учебные пособия и минисправочники…], для составления обобщающих и сравнительных характеристик различных классов органических веществ, позволяющих наглядно представить информацию, что упрощает понимание сложных химических процессов по предмету и развивает логическое мышление у учащихся. Вместе с тем, важным аспектом при изучении вопросов данного раздела, является использование разнообразных источников информации (учебники, научные статьи, справочники и другие материалы), которые помогают расширить знания и лучше усвоить материал. В научно-методической литературе имеются публикации, рассматривающие некоторые методологические аспекты ускоренной подготовки абитуриентов к сдаче Единого государственного экзамена по вопросам органической химии [Древин, Комарова, Минченко, Гиззатова, Шипаева, Кучеров, Филимонова, Андреенко 2019]. Также есть различные педагогические технологии, направленные на формирование потребности обучающихся к самостоятельной работе и ориентированные на повышение интереса к усвоению фактического материала, в органической химии [Комкова, Глушкова, Помыткина, Наумова 2023]. В своей работе Шумкина А.А. предложила план подготовки к ЕГЭ для выпускников средних специальных образовательных учреждений, автором определены этапы и методы подготовки, которые могут облегчить восприятие теоретического материала [Шумкина 2019].

В работе Бахаревой С.В. обозначены условия протекания органических реакций и представлена методика составления уравнений ОВР с участием органических веществ [Бахарева 2019]. В литературе также приведены примеры для углеводородов, кислород- и азотсодержащих органических веществ, наиболее часто встречающихся в заданиях ЕГЭ; рассмотрены подходы к выполнению заданий второй части ЕГЭ по химии, связанных с составлением реакций с участием органических соединений, и с выводом формулы органического соединения [Сутягин 2020]; даны методические рекомендации по применению электронного образовательного ресурса для подготовки к ЕГЭ по химии, рассмотрен теоретический материал по общей, неорганической и органической химии, представлены все возможные варианты практических заданий по основным разделам химии средней школы, начиная от простых ответов на вопросы и заканчивая задачами повышенного уровня сложности [Стесякова, Щербатых 2019]. В публикации Александровой Л.А. и Наховой Н.А. дистанционное обучение рассматривается как форма совершенствования предметных результатов в условиях подготовки к ЕГЭ по химии на примере раздела «Органическая химия» [Александрова, Нахова 2021]. Анализ приведенных работ подтверждает необходимость совершенствования различных методик подготовки к ЕГЭ по химии, с учетом выводов и рекомендаций, которые могут быть приняты во внимание при организации процесса обучения химии в 10–11 классах [Добротин, Зеня, Снастина 2023].

Следует обратить внимание и на сохраняющиеся проблемы в подготовке экзаменуемых, обусловленные недостаточным уровнем сформированности универсальных учебных действий (УУД), например, регулятивных и познавательных [Шаталов 2018]. Недостаточная сформированность регулятивных УУД, включающих в себя целеполагание, планирование, прогнозирование, контроль, оценку и коррекцию, приводит к проблемам при сдаче экзамена, так как обучающимся сложно организовать свою работу, определить цели и задачи, контролировать и оценивать свою деятельность. Недостаток же познавательных УУД, включающих в себя умение работать с информацией, анализировать и обобщать ее, делать выводы, формулировать гипотезы и проверять их, также затрудняет процесс обучения и подготовки к экзамену. Для развития познавательных УУД можно использовать различные методы и приемы систематизации, которые помогут учащимся лучше усваивать информацию и применять ее на практике. Например, низкий процент выполнения заданий базового уровня сложности 10 (48,07%) – 11 (43,37%), по итогам ЕГЭ 2023 [Статистико-аналитический отчет… 2023], связан с несформированностью у них соответствующих знаний по классификации и номенклатуре органических веществ, не умении их правильно соотносить с соответствующим классом органических веществ (пример 1), определять вещества, которые являются гомологами, изомерами, определять тип гибридизации атомов углерода в молекулах органических веществ (пример 2). Пример 1. Формат задания 10 по спецификации ЕГЭ 2024 по химии Установите соответствие между названием соединения и общей формулой гомологического ряда, к которому оно принадлежит: к каждой позиции, обозначенной буквой, подберите соответствующую позицию, обозначенную цифрой. НАЗВАНИЕ СОЕДИНЕНИЯ ОБЩАЯ ФОРМУЛА А) бутан; 1.

Б) бутин-1; 2.

В) циклогексан. 3.

4.

Пример 2. Формат задания 11 по спецификации ЕГЭ 2024 по химии Из предложенного перечня выберите два вещества, которые являются структурными изомерами гексена-2.

1. циклогексан; 2. циклобутан; 3. гексан; 4. гексен-1; 5. 2,3-диметилпентен-2.

Из предложенного перечня выберите два вещества, у которых есть атомы углерода в состоянии sp2-гибридизации:

1) ацетон; 2) пропанол; 3) пропин; 4) бутан; 5) этилен.

Одним из наиболее эффективных способов повышения качества решения данных заданий является использование табличного представления материала, где приводятся основные моменты для решения вопросов по данным заданиям, что позволяет упорядочить и структурировать информацию, делая процесс усвоения материала более легким и доступным (табл. 1).

Таблица 1 Общие формулы, основные виды изомерии и типы гибридизации различных классов органических веществ Класс Общая Тип Виды изомерии соединения формула гибридизации Алканы C H углеродного скелета sp3 n 2n+2 структурная, межклассовая Циклолканы C H с алкенами, геометрическая sp3 n 2n (цис-, транс-) структурная (углеродного Алкены C H скелета, положения кратной sp2 n 2n связи), межклассовая с циклоалканами, геометрическая (цис-, транс-) структурная (углеродного скелета, положения кратных Алкадиены C H связей), межклассовая с sp2 n 2n-2 алкинами, геометрическая (цис-, транс-) структурная (углеродного скелета, положения тройной Алкины C H sp n 2n-2 связи) межклассовая с алкадиенами sp2 (для атомов Арены C H структурная углерода в n 2n-6 бензольном кольце) углеродного скелета, Предельные C H OH положения функциональной одноатомные n 2n+1 sp3 C H O группы, межклассовая с спирты n 2n+2 простыми эфирами углеродного скелета, межклассовая с Простые эфиры C H O sp3 n 2n+2 предельными одноатомными спиртами Предельные C H (OH) углеродного скелета, n 2n 2 многоатомные C H (OH) положения гидроксильных sp3 n 2n-1 3 спирты групп Положения заместителей в sp2, (для атомов бензольном кольце, Фенолы углерода в изомерия положения ОН-бензольном кольце) групп C H СОН Структурная, межклассовая Альдегиды n 2n+1 sp3, sp2 C H O с кетонами n 2n Структурная, межклассовая Кетоны C H O sp3, sp2 n 2n с альдегидами Карбоновые C H СОOН Структурная, межклассовая n 2n+1 sp3, sp2 Кислоты C H O со сложными эфирами n 2n 2 К тому же задания 12–16, требующие знаний химических свойств различных классов органических соединений и их способов получения, являются традиционно сложными. Низкий процент выполнения этих заданий (№ 12 – 19,40 %; № 13 – 49,16 %; № 14 – 46,14 %; № 15 – 43,13 %; № 16 – 46,75 % [Статистико-аналитический отчет... 2023] объясняется отсутствием умений исследовать свойства органических веществ, неумения объяснять закономерности протекания химических реакций, прогнозировать возможность их осуществления. В связи с этим при изучении теории данного задания следует обратить внимание на трудно запоминаемые реакции, с учетом специфических реакций [Кочкаров 2020], на генетическую связь различных классов органических веществ [Учебные пособия и минисправочники…], и учесть различные способы получения. Не менее важно тематически отрабатывать материал с помощью тестов [Парубова 2019]. Для систематизации материла по данным вопросам целесообразно представить в обобщенном виде схемы реакций взаимодействия различных галоген алканов со спиртовым и водным раствором гидроксида натрия в виде:

1) Галогеноалкан +NaOH →Алкен+NaHal+H O (спирт) 2 2) Дигалогеноалкан (галогены не у соседних атомов углерода)+ +2NaOH → алкадиен+2NaHal+2H O (спирт) 2 3) Дигалогеноалкан (галогены у соседних атомов, или у одного атома углерода)+2NaOH → алкин+2NaHal+2H O (спирт) 2 4) Галогеноалкан +NaOH →спирт+NaHal (водн) 5) Дигалогеноалкан (галогены у соседних атомов углерода)+ +2NaOH → двухатомный спирт+2NaHal (водн) 6) Дигалогеноалкан (галогены у первичного атома углерода)+2NaOH → альдегид+2NaHal (водн) 7) Дигалогеноалкан (галогены у вторичных атомов углерода)+2NaOH → кетон+2NaHal (водн) 8) Тригалогеноалкан (галогены у первичного атома углерода) +3NaOH → Соль карбоновый кислоты (карбоновая кислота)+ 3NaHal (водн) 9) Тригалогеноалкан (галогены у соседних атомов углерода) +3NaOH → трехатомный спирт +3NaHal (водн) Важно выделить следующие моменты:

Алкан + H О → нет взаимодействия Алкен + H О → спирт (Н+) Алкин + H О (Нg2+)→альдегид (если ацетилен), остальные алкины кетоны Так как учащиеся при решении заданий на соответствие, где надо соотнести реагенты и продукты реакций часто допускаются ошибки, а при предоставлении в обобщенном виде, уже видят все взаимосвязи. Представляется важным при решении заданий высокого уровня сложности учесть следующие исключения: Алкан + Н , HCI → нет взаимодействия (не характерны реакции присоединения) Алкан + Br , KMnO → нет взаимодействия (не обесцвечивают 2(H2О) 4 данные растворы) Бензол + HCI, H О, Br , KMnO K Сr O → нет взаимодействия 2 2(H2О) 4, 2 2 7 Толуол +Br → нет взаимодействия 2(H2О) Na, NaOH + алкан, алкен → нет взаимодействия Спирты, алкины+NaOH → нет взаимодействия Анилин + H О→ нет взаимодействия Вместе с тем предоставление материала по химическим свойствам и способам получения различных классов органических веществ в виде схем [Учебные пособия и минисправочники…], или в виде таблицы [Кочкаров 2020] позволяет систематизировать и упорядочить материал, делая его более доступным для запоминания и повторения. (Табл. 2). Химические свойства и способы получения различных классов органических веществ Класс Химические свойства Способы получения соединений Алканы 1.Галогенирование (легче замещение происходит по менее 1.Выделение из нефти и природного газа С H гидрогинезированному атому углерода): 2.Изомеризация n 2n+2 СН -СН -СН + Cl (свет) → СН -СН (Cl)-СН + HCl 3.Гидрирование алкенов: 3 2 3 2 3 2 3 2. Дегидрирование: С Н + Н (Pt, t)→C H 2 4 2 2 6 СН -СН (t, Pt)→СН =СН + Н 4. Синтез Вюрца 3 3 2 2 2 {алкан t,katалкен + водород} 2R-Br + 2Na →R-R + 2NaBr 3.Горение: CH +2O →CO +2H O 5.Декарбоксилирование натриевых солей карбоновых 4 2 2 2 4.Изомеризация: СН -СН -СН -СН (t, AlCl )→ CH-кислот: 3 2 2 3 3 3 CH(HC )-CH R C H C O O N a + NaOH → RCH + Na CO 3 3 2 3 2 3 5.Термическое разложение: СН (t=1000оС) → С+ 2Н 6. Электролиз солей карбоновых кислот 4 2 2СН (15000C) → НС≡СН+ 2Н 7. Восстановление йодалканов и спиртов 4 2 6. Крекинг: С Н t,kat С Н + С Н 6 14 3 8 3 6 7. Каталитическая ароматизация алканов→ арены Циклоалканы 1. Гидрирование малых, больших циклов 1. Дегалогенирование дигалогеналканов (циклизация) C H 2. Галогенирование (сходство с алканами) 2. Каталитическое гидрирование бензола n 2n 3. Присоединение галогенов, галогеноводорода (характерно 3. Каталитическая дегидроциклизация алканов только для малых циклов) 4. Изомеризация 5. Окисление (сильными окислителями, до двухосновных карбоновых кислот) Алкены 1.Реакции присоединения по двойной связи: 1.Крекинг нефтепродуктов C H а) гидрирование: СН =СН + Н (t, Pt) →C H 2.Дегидрирование алканов: n 2n 2 2 2 2 6 б) галогенирование: СН =СН + Br (t, Pt) →CH Br- CH Br – С Н (t,Pt) → С Н + Н 2 2 2 2 2 2 6 2 4 2 кач. реакция 3.Дегидратация спиртов: в) гидрогалогенирование: СН -СН=СН + HBr →CH -CHBr- С Н ОН (H SO , t=1500C) → С Н + Н O 3 2 3 2 5 2 4 2 4 2 CH (правило Марковникова: водород присоединяется к 4.Дегидрогалогенирование: наиболее гидрированному атому углерода) С Н Cl (KOH,спирт) → С Н + НCl (правило Зайцева: 2 5 2 4 г) гидратация: СН =СН + Н О (Н SO ) →C H OH водород отщепляется от наименее гидрированного атома 2 2 2 2 4 2 5 д) полимеризация: n CH =CH (t,p,kt) → (-CH -CH -) углерода) 2 2 2 2 n 2. Окисление: а) горение С Н + 3О → 2СО + 2Н О 5.Дегалогенирование: 2 4 2 2 2 б) неполное окисление: СН =СН (KMnO ) →CH OH- CH Br-CH Br + Zn→ СН =СН +ZnBr 2 2 4 2 2 2 2 2 2 CH OH – кач. реакция (Вагнера) в) Жесткое окисление алкенов (в разных средах) с полным разрывом кратной связи Алкадиены 1. Реакции присоединения по двойным связям: 1. Реакция Лебедева: C H Алкадиены присоединяют Н , Hal , HHal двумя способами: 2С Н ОН (Al O , ZnO, t) → СН =СН-СН=СН + Н + 2H O n 2n-2 2 2 2 5 2 3 2 2 2 2 1,2-присоединение: СН =СН-СН=СН + Н → СН -СН-2. Дегидрирование: 2 2 2 3 2 СН=СН СН -СН -СН -СН → СН =СН-СН=СН + 2Н 2 3 2 2 3 2 2 2 1,4-присоединение: СН =СН-СН=СН + Н → СН -СН=СН- 3. Дегидрогалогенирование: 2 2 2 3 СН СН Br-CH -CH -CH Br (2KOH, спирт) → СН =СН-СН=СН 3 2 2 2 2 2 2 2. Полимеризация (протекает как 1,4-присоединение): + 2НBr nСН =СН-СН=СН → (-СН -СН=СН-СН -)n 2 2 2 2 2. Окисления алкадиенов сильными окислителями. Алкины 1.Реакции присоединения по тройной связи: 1. Метановый способ: C H а) галогенирование: С Н +Br → C H Br ; 2СН (15000C) → С Н + 2Н n 2n-2 2 2 2 2 2 2 4 2 2 2 C H Br + Br → C H Br – кач. реакция 2. Карбидный способ: 2 2 2 2 2 2 4 б) гидрогалогенирование: С Н +НBr→ C H Br; CaC + 2H O→ С Н + Ca(OH) 2 2 2 3 2 2 2 2 2 C H Br+ НBr→ C H Br 3. Дегидрогалогенирование: 2 3 2 4 2 в) гидрирование: С Н +Н (t,Pt) → C H ; CH Br-CH Br (2KOH,спирт) → С Н + 2НBr 2 2 2 2 4 2 2 2 2 С Н +Н (t,Pt) → C H 4. Из простых веществ: С+ Н → С Н 2 4 2 2 6 2 2 2 г) гидратация (реакция Кучерова):

С Н +Н О (HgSO , H SO ) → CH CH=O 2 2 2 4 2 4 3 д) тримеризация (реакция Зелинского): 3C H (Cакт., t) → 2 2 С Н 6 6 2. Горение: 2C H + 5O → 4CO + 2H O 2 2 2 2 2 3. Для терминальных алкинов характерны реакции замещения с Na, с аммиачным раствором оксида серебра, хлорида меди, гидроксида меди- эти реакции отличают алкины от остальных непредельных углеводородов 4. Окисление алкинов сильными окислителями. Арены (бензол) 1. Реакция замещения: 1. Дегидрирование циклогексана: C H а) бромирование: С Н + Вr (FeBr ) → С Н Br + HBr С Н (t,Pt) → С Н + 3Н n 2n-6 6 6 2 3 6 5 6 12 6 6 2 б) нитрование: С Н + HNO (H SO ) → С Н NO + H O 2. Ароматизация алканов: 6 6 3 2 4 6 5 2 2 2. Реакции присоединения (в жестких условиях): С Н → С Н + 4Н 6 14 6 6 2 а) гидрирование: С Н + 3Н (FeBr ) → С Н 3. Тримеризация ацетилена: 6 6 2 3 6 12 б) хлорирование: С Н + 3Clr (УФ) → С Н Cl 3C H (Cакт., t) → С Н 6 6 2 6 6 6 2 2 6 6 Предельные 1. Со щелочными и щелочноземельными металлами: 1. Гидролиз моногалогеналканов: одноатомные 2Na +2C H OH → 2 C H ONa + H С Н Cl + KOH (H O) → C H OH + KCl 2 5 2 5 2 2 5 2 2 5 спирты 2. Реакции замещения с NH , NaH, CH MgCl, 2. Гидратация алкенов: 3 3 С H ОН галогеноводородами: C H OH + HBr → C H Br + H O СН =СН + Н О (H SO ) → C H OH n 2n+1 2 5 2 5 2 2 2 2 2 4 2 5 3. Межмолекулярная дегидратация (образование простых 3. Гидрирование альдегидов, кетонов: эфиров): СН СН=О + Н → C H OH 3 2 2 5 С Н ОН + С Н ОН (H SO , t<140oC) →C H OC H + H O 4.Сбраживание сахаристых веществ: 2 5 2 5 2 4 2 5 2 5 2 4. Внутримолекулярная дегидратация: С Н О (дрожжи) → 2C H OH + 2СО 6 12 6 2 5 2 С Н ОН (H SO , t>140oC) → СН =СН + Н О 2 5 2 4 2 2 2 5. С кислотами (этерификация):

С Н ОН + СН СООН→СН СООС Н + Н О 2 5 3 3 2 5 2 6. Окисление: С Н ОН + [O] →СН С=О + [O] →СН СООН 2 5 3 3 7. Вступают в реакции нуклеофильного замещения с PCl , PCl SOCl 5, 2 8. Нуклеофильного присоединения с альдегидами с образованием полуацеталей 9. Дегидрирование первичных и вторичных спиртов. 10. Взаимодействие с KMnO K Сr O 4, 2 2 7 Многоатомные Помимо свойств, подобных свойствам одноатомных Окислением алкенов: спирты спиртов, многоатомные спирты реагируют с гидроксидом СН =СН (KMnO ) →CH OH-CH OH 2 2 4 2 2 меди (II) при комнатной температуре – качественная Щелочным гидролизом ди-, три-галоген алканов, реакция на многоатомные спирты: гидролизом жиров CH OH-CHOH-CH OH + Cu(OH) →C H O Cu + 2H O 2 2 2 3 5 3 2 Взаимодействуют с Br , KMnO K Сr O 2(H2О) 4, 2 2 7 Альдегиды 1. Восстановление: СН СН=О + Н (Ni) →СН СН ОН 1. Дегидрирование первичных спиртов: 3 2 3 2 С H СН=О 2. Окисление – качественная реакция на альдегидную С Н ОН (Cu, t)→ СН СН=О + Н n 2n+1 2 5 3 2 или С Н O группу: 2. Окисление первичных спиртов: n 2n а) реакция «серебряного зеркала»: С Н ОН + CuО→ СН СН=О + Н О + Cu 2 5 3 2 СН СН=О + 2[Ag (NH3) ] OH (t) →СН СООNН + 2Ag+ 3. Реакция Кучерова: 3 2 3 4 3NH + H O С Н +Н О (HgSO , H SO ) → CH CH=O 3 2 2 2 2 4 2 4 3 б) гидроскидом меди (II) при нагревании: 4. CH -CHCl + 2NaOH→ CH -CH=O +2NaCl + H O 3 2 3 2 СН СН=О +Cu (O Н) (t) → СН СООН +Cu O + 2 Н О 3 2 3 2 2 3. СН СН=О + C H OH→ СН СНОC H 3 2 5 3 2 5 OH 4. Реакции замещения кислорода карбонильной группы: остатком аммиака, гидроксиламина, галогенами (PCl ) Карбоновые 1. Диссоциация: СН СООН → СН СОО- + Н+ 1. Окисление спиртов: 3 3 кислоты 2. С металлами: 2СН СООН + 2Na → 2СН СООNa + H С Н ОН + [O] → СН СООН 3 3 2 2 5 3 С H СООН 3. С основными оксидами: 2. Окисление альдегидов: n 2n+1 или С Н O 2СН СООН + CaO → (СН СОО) Ca + H O СН С=О + [O] →СН СООН n 2n 2 3 3 2 2 3 3 4. С основаниями (нейтрализации): 3. Гидролиз сложных эфиров: СН СООН + NaОН → СН СООNa + H О СН СООС Н + Н О→ СН СООН + С Н ОН 3 3 2 3 2 5 2 3 2 5 5. С солями более слабых кислот: 4. CH -CCl + 3NaOH→ CH -COOH+3NaCl + H O 3 3 3 2 СН СООН + К СО → СН СООК + H О+ СО 3 2 3 3 2 2 6. Со спиртами (этерификация):

СН СООН + С Н ОН →СН СООС Н + Н О 3 2 5 3 2 5 2 7. Реакции нуклеофильного присоединения с PCl , PCl , 5 3 SOCl Моносахариды 1. Окисление альдегидной группы: 1. Из формальдегида: С (H O) а) реакция «серебряного зеркала»: 6 НСН=О (Ca(OH) ) → С Н О n 2 m, 2 6 12 6 СН ОН(СНОН) СН=О + Ag O (t) → СН ОН(СНОН) СОOH 2. Гидролиз крахмала: где n и m >3 2 4 2 2 4 + 2Ag (С Н О ) +H O (H SO , t) → n С Н О 6 10 5 n 2 2 4 6 12 6 б) с гидроксидом меди (II) при нагревании: 3. Фотосинтез: СН ОН(СНОН) СН=О + Сu(OH) (t) → 6СО + 6 Н О→ С Н О + 6О 2 4 2 2 2 6 12 6 2 СН ОН(СНОН) СОOH + Сu O + H O 2 4 2 2 2. Восстановление альдегидной группы: СН ОН(СНОН) СН=О + H (Ni,t) → СН ОН(СНОН) СH OH 2 4 2 2 4 2 Также с Вr , HNO , KMnO 2 3 4 3. Как многоатомный спирт глюкоза взаимодействует с гидроксидом меди (II) при комнатной температуре с образованием ярко-синего раствора глюконата меди (II), с Na, HNO , CH I, со спиртами и карбоновыми кислотами. 3 3 4. Реакции брожения:

а) спиртовое: С Н О (дрожжи) → 2C H OH + 2СО 6 12 6 2 5 2 б) молочное: С Н О (бактерии) → 2СН -СН(ОН)-СООН 6 12 6 3 в) маслянокислое:

С Н О (бактерии) → СН СН СН СООН + 2Н + 2СО 6 12 6 3 2 2 2 2 Дисахариды 1. Гидролиз: 1. Из природных источников С Н О а) сахароза + Н О→ фруктоза + глюкоза 12 22 11 2 б) мальтоза + Н О→ 2 глюкозы в) лактоза + Н О→ галактоза + глюкоза Как многоатомный спирт взаимодействует с гидроксидом меди (II), KMnO Сахароза не имеет реакции серебрянного зеркала и с гидроксидом меди, мальтоза, лактоза имеют Полисахариды Крахмал – из остатков α-глюкозы, целлюлоза – из β-глюкозы (С Н О ) 1. Гидролиз: (С Н О ) +H O (H SO , t) → n С Н О 6 10 5 n 6 10 5 n 2 2 4 6 12 6 2. Этерификация: (С Н О ) + 3n HNO →[(C H O (NO ) ] + 6 10 5 n 3 6 7 5 2 3 3n H O 3. При взаимодействии крахмала с иодом появляется фиолетовое окрашивание – качественная реакция на крахмал Амины 1. Взаимодействие с кислотами СН NH + HCl → CH NH Cl 1. Из галогенпроизводных алканов: 3 2 3 3 H N-R 2. Горение: 4 СН NH + 9О → 4СО + 10 Н О + 2N CH3Br + 2 NH → СН NH + NH Br 2 3 2 2 2 2 2 3 3 2 4 3. C галогеналканами: СН NH + CH Cl → (СН ) NH Cl 2. Восстановление нитропроизводных: 3 2 3 3 2 2 4. С азотистой кислотой: СН NО + 6[H] → СН NH + 2H O 3 2 3 2 2 первичные амины, образует спирты с выделением азота 3. Из спиртов вторичные амины образуют нитрозамины без выделения CH CH OH+NH =(t) CH CH NH +H O 3 2 3 3 2 2 2 азота 4. Восстановлением цианидых соединений третичные амины не взаимодействуют с азотистой кислотой HCN+ Н → СН NH 2 3 2 с анилином соли диазония Декарбоксилирование аминокислот 5. Взаимодействие со спиртами с образованием вторичных и Восстановление амидов кислот третичных аминов 6. Обесцвечивание бромной воды Аминокислоты 1. Образование внутренних солей: NH CH COOH → 1. Из карбоновых кислот: 2 2 H N-R-COOH +NH CH COO- биполярный ион СН СООН + Cl (Р )→ ClСН СООH + HCl 2 3 2 3 2 кр 2 2. С основаниями (нейтрализация): ClСН СООH + 2NH → NH CH COOH + NH Cl 2 3 2 2 4 NH CH COOH + NaOH→ NH CH COONa + H O 2. Гидролиз белков. 2 2 2 2 2 3. С кислотами: NH CH COOH + HCl→ClNH CH COOH 2 2 3 2 4. Образование полипептидов:

n NH CH COOH →(- NH-CH -CO -)n + (n-1) H O 2 2 2 2 Белки 1. Денатурация – разрушение вторичной, третичной и 1. Из природных источников четвертичной структур белков под воздействием внешних 2. Синтез из аминокислот факторов.

2. При гидролизе белков образуется смесь аминокислот. 3. Горят с образованием азота, углекислого газа и воды. 4. Цветные реакции:

а) ксантопротеиновая (на бензольное кольцо) – желтое окрашивание при взаимодействии с конц. азотной кислотой при нагревании; б) биуретовая (на пептидные связи) – фиолетовое окрашивание при действии Cu(OH) в щелочной среде Проведенное совместно с учителями химии МКОУ «Лицей № 1» г.п. Терек и МКОУ «СОШ № 7» г.о. Нальчик (табл. 3) исследование подтверждает эффективность использования различных обобщающих схем и таблиц с выделением исключений.

Таблица 3 Средний тестовый балл по химии Средний тестовый балл по Средний тестовый балл по Учебный год химии МКОУ «Лицей №1» химии МКОУ «СОШ № 7» г.п. Терек г.о. Нальчик 2021–2022 57,83 46 2022–2023 60,37 47,5 По данным таблицы 3 можно заметить некоторый прогресс в средних тестовых баллах в 2022–2023 учебном году по сравнению с 2021–2022 учебным годом. В 2021–2022 учебном году материал при подготовке к ЕГЭ был предоставлен учащимся без использования приемов систематизации. А при использовании данных схем и таблиц, по итогам за 2023 год, можно заметить повышение среднего тестового балла по двум школам в целом. Таким образом, предоставление материала в таком виде помогает лучше понять и систематизировать знания по данному разделу, обеспечивает всестороннее понимание предмета, акцентирует внимание на ключевых понятиях. Кроме того, полезны приемы, которые позволят учащимся самостоятельно добывать и обрабатывать информацию. При этом необходимо учесть особенности восприятия информации школьниками, их уровень знаний и умений, следует помнить, что при обучении школьников приемам работы с разными типами контрольных заданий необходимо добиваться понимания того, что успешное выполнение задания невозможно без внимательного изучения его условий и выбора подходящей последовательности действий. Также для отработки материала будут полезны задания, требующие самостоятельного принятия решений и ответственности за результаты своей работы. В процессе подготовки учащихся к экзамену важно эффективно использовать и распределять урочное время для более продуктивного освоения сложных тем. В целом использование приемов систематизации [Калибатова, Кушхов 2023] является полезным инструментом при изучении различных разделов химии и при подготовке к экзамену. Они помогают лучше усвоить материал, структурировать информацию, а также помогают избежать ошибок при решении заданий различного уровня сложности.

Как цитировать

Калибатова М.Н. Краткие методические рекомендации по использованию различных приемов систематизации материала при решении заданий ЕГЭ блока «Органические вещества: классификация и номенклатура, химические свойства и генетическая связь веществ различных классов» // Поиск научных решений. 2023. № 4. С. 37–54.

Полный текст

PDF Страница статьи на сайте