Новости звезд
Как уравнять химическое уравнение: правила и алгоритм. Карточка-информатор
Л
егко ли расставлять коэффициенты в химических уравнениях?
Вот мои дети и доросли до химии (я классный руководитель в 8 «Б» классе). Химию чаще всего ребятам ставят на первом уроке , а в четверг у меня нет первого урока, и я попросился на урок к Валентине Ивановне «на детей посмотреть» и проверить дневники. Тема меня увлекла, в школе я любил химию, и дневники я не проверил. В очередной раз я убедился , что учащиеся чаще всего испытывают затруднения из-за того, что не видят межпредметных связей. На этом уроке химии учащиеся должны были составить химические уравнения, зная валентность химических веществ. И многие учащиеся испытали затруднения при определении числовых коэффициентов. Следующий урок химии в субботу мы с Валентиной Ивановной провели вместе.
Упражнение 1.
Запишите в виде химических уравнений следующие предложения:
А) «При обжиге карбоната кальция образуются оксид кальция и оксид углерода (IV)»; б) «При взаимодействии оксида фосфора (V) с водой получается фосфорная кислота».
Решение:
А) CaCO 3 = CaO + CO 2 - реакция эндотермическая. С этим заданием затруднений не оказалось, так как не нужно было подыскивать числовые коэффициенты. Изначально в левой и правой частях равенства по одному атому кальция по одному атому углерода и по три атома кислорода.
Б) P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4 - реакция экзотермическая. Со вторым уравнение возникли проблемы , без числовых коэффициентов не получилось верное равенство: P 2 O 5 + H 2 O → H 3 PO 4 . Очевидно , что для составления верного равенства нужно подбирать числовые коэффициенты. Если подбирать, то можно начать с фосфора: слева два атома, а справа – один, поэтому перед формулой азотной кислоты поставим числовой множитель, равный двум и тогда получим: P 2 O 5 + H 2 O → 2H 3 PO 4 . Но теперь осталось уравнять число атомов кислорода и водорода: водорода слева два атома , а справа - шесть атомов, поэтому перед формулой воды поставим числовой коэффициент, равный трём и тогда получим: P 2 O 5 + 3H 2 O → 2H 3 PO 4 . Теперь легко убедиться, что в каждой из частей уравнения равные количества и атомов фосфора и атомов водорода и атомов кислорода , следовательно, мы получили верное уравнение химической реакции: P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4 .
Второй способ: алгебраический. Предположим, что в уравнении поставили три коэффициента а, в, с , что получилось верное уравнение химической реакции: а P 2 O 5 + в H 2 O = с H 3 PO 4 . Так как в уравнении используются атомы трёх видов, то составим систему из трёх линейных уравнений с тремя неизвестными а, в и с .
Вещества, которые использовались в химической реакции: Р – фосфор; О 2 – кислород ; P 2 O 5 – оксид фосфора (V).
В) Fe 2 (SO 4) 3 + KOH → Fe(OH) 3 + K 2 SO 4 .
Вещества, которые использовались в химической реакции: Fe 2 (SO 4) 3 – сульфат железа (III); KOH – гидроксид калия; Fe(OH) 3 – гидроксид железа (III); K 2 SO 4 – сульфат калия.
Г) CuOH → Cu 2 O + H 2 O.
Решение:
2CuOH = Cu 2 O + H 2 O. Задачу по определению числовых коэффициентов решали , составляя систему уравнений: 
Вещества, которые использовались в химической реакции: CuOH – гидроксид меди (I); Cu 2 O – оксид меди (I); H 2 O – вода.
Д) CS 2 + O 2 → CO 2 + SO 2 .
Решение : CS 2 + 3O 2 = CO 2 + 2SO 2 . Решали подбором коэффициентов: уравняли число атомов серы (2); уравняли число атомов кислорода (3).
Вещества, которые использовались в химической реакции: CS 2 – сульфид серы (IV); O 2 –
Вещества, которые использовались в химической реакции: FeS 2 – колчедан; O 2 – кислород; Fe 2 O 3 – оксид железа (III); SO 2 - оксид серы (IV).
Упражнение 3.
(Было предложено для решения как самостоятельная работа).
Условие:
Запишите уравнения химических реакций по следующим схемам:
А) фосфорная кислота + гидроксид натрия → фосфат натрия + вода;
Б) оксид натрия + вода → гидроксид натрия;
В) оксид железа (II) + алюминий → оксид алюминия + железо;
Г) гидроксид меди (II)→ оксид меди (II) + вода.
Ответ:
А) 2H 3 PO 4 + 6NaOH = 2Na 3 PO 4 + 6H 2 O;
Б) Na 2 O + H 2 O = 2NaOH;
В) 3FeO + 2Al = Al 2 O 3 + 3Fe;
Г) Cu(OH) 2 = CuO + H 2 O.
За 10 минут 85% учащихся справились с заданием на «отлично», что приятно удивило Валентину Ивановну.
Алгоритм
Расстановка коэффициентов в уравнениях химических реакций
Учитель химии МБОУ ОСОШ №2
Володченко Светлана Николаевна
г Уссурийск
РАССТАНОВКА КОЭФФИЦИЭНТОВ В УРАВНЕНИЯХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Число атомов одного элемента в левой части уравнения должно быть равно числу атомов этого элемента в правой части уравнения.
Задание 1 (для групп). Определите число атомов каждого химического элемента, участвующего в реакции.
1. Вычислите число атомов:
а ) водорода : 8NH3, NaOH, 6NaOH, 2NaOH, НзРО 4, 2H2SO4, 3H2S04, 8H2SO4;
6) кислорода : C02, 3C02, 2C02, 6CO, H2SO4, 5H2SO4, 4H2S04, HN03.
2. Вычислите число атомов: а) водорода:
1) NaOH + HCl 2)CH4+H20 3)2Na+H2
б) кислорода:
1) 2СО + 02 2) С02 + 2Н.О. 3)4NO2 + 2H2O + O2
Алгоритм расстановки коэффициентов в уравнениях химических реакций
А1 + О2→ А12О3А1-1 атом А1-2
О-2 атома О-3
2. Среди элементов с разным числом атомов в левой и правой частях схемы выбрать тот, число атомов которого больше
О-2 атома слева
О-3 атома справа
3. Найти наименьшее общее кратное (НОК) числа атомов этого элемента в левой части уравнения и числа атомов этого элемента в правой части уравнения
НОК = 6
4. Разделить НОК на число атомов этого элемента в левой части уравнения, получить коэффициент для левой части уравнения
6:2 = 3
Аl + ЗО 2 →Аl 2 О 3
5. Разделить НОК на число атомов этого элемента в правой части уравнения, получить коэффициент для правой части уравнения
6:3 = 2
А1+ О 2 →2А1 2 О3
6. Если выставленный коэффициент изменил число атомов еще какого-либо элемента, то действия 3, 4, 5 повторить еще раз.
А1 + ЗО 2 → →2А1 2 О 3
А1 -1 атом А1 - 4
НОК = 4
4:1=4 4:4=1
4А1 + ЗО 2 → →2А1 2 О 3
. Первичная проверка усвоения знаний(8-10 мин .).
В левой части схемы два атома кислорода, а в правой - один. Число атомов нужно выровнять с помощью коэффициентов.
1)2Mg+O 2 →2MgO
2) СаСО 3 + 2HCl→ СаСl 2 + Н 2 О + СО 2
Задание 2 Расставьте коэффициенты в уравнениях химических реакций (обратите внимание, что коэффициент изменяет число атомов только одного элемента ):
1. Fe 2 O 3 + А l → А l 2 О 3 + Fe; Mg + N 2 → Mg 3 N 2 ;
2. Al + S → Al 2 S 3 ; A1 + С → Al 4 C 3 ;
3. Al + Cr 2 O 3 → Cr + Al 2 O 3 ; Ca + P → Ca 3 P 2 ;
4. С + H 2 → CH 4 ; Ca + С → СаС 2 ;
5. Fe + O 2 → Fe 3 O 4 ; Si + Mg → Mg 2 Si;
6/.Na + S → Na 2 S; CaO + С → CaC 2 + CO;
7. Ca + N 2 → C a 3 N 2 ; Si + Cl 2 → SiCl 4 ;
8. Ag + S → Ag 2 S; Н 2 + С l 2 → НС l;
9. N 2 + O 2 → NO; СО 2 + С → СО ;
10. HI → Н 2 → + 1 2 ; Mg + НС l → MgCl 2 + Н 2 ;
11. FeS + НС 1 → FeCl 2 + H 2 S; Zn+ HCl → ZnCl 2 + H 2 ;
12. Br 2 + KI → KBr+ I 2 ; Si + HF (r) → SiF 4 + H 2 ;
1./ HCl+Na 2 CO 3 → CO 2 +H 2 O+ NaCl; KClO 3 + S → → KCl+ SO 2 ;
14. Cl 2 + KBr → KCl + Br 2 ; SiO 2 + С → Si + CO;
15. SiO 2 + С → SiC + CO; Mg + SiO 2 → Mg 2 Si + MgO
16. Mg 2 Si + HCl → MgCl 2 + SiH 4
1.Что такое уравнение химической реакции?
2.Что записывают в правой части уравнения? А в левой?
3.Что означает знак «+» в уравнении?
4. Зачем расставляют коэффициенты в уравнениях хим
Для того чтобы выяснить, как уравнять химическое уравнение, для начала следует узнать предназначение данной науки.
Определение
Химия изучает вещества, их свойства, а также превращения. В случае если не наблюдается изменения окраски, выпадения осадка, выделения газообразного вещества, то не происходит никакого химического взаимодействия.
Например, при обработке напильником железного гвоздя металл просто превращается в порошок. В этом случае никакой химической реакции не происходит.
Прокаливание перманганата калия сопровождается образованием оксида марганца (4), выделением кислорода, то есть наблюдается взаимодействие. При этом возникает вполне закономерный вопрос о том, как правильно уравнивать химические уравнения. Разберем все нюансы, связанные с подобной процедурой.
Специфика химических превращений
Любые явления, которые сопровождаются изменением качественного и количественного состава веществ, относятся к химическим превращениям. В молекулярном виде процесс сгорания железа в атмосфере можно выразить с помощью знаков и символов.
Методика расстановки коэффициентов
Как уравнивать коэффициенты в химических уравнениях? В курсе химии средней школы разбирается метод электронного баланса. Рассмотрим процесс более подробно. Для начала в исходной реакции необходимо расставить степени окисления у каждого химического элемента.
Существуют определенные правила, по которым их можно определить у каждого элемента. В простых веществах степени окисления будут равны нулю. В бинарных соединениях у первого элемента она положительна, соответствует высшей валентности. У последнего данный параметр определяется путем вычитания номера группы из восьми и имеет знак «минус». В формулах, состоящих их трех элементов, есть свои нюансы вычисления степеней окисления.
Для первого и последнего элемента порядок аналогичен определению в бинарных соединениях, а для вычисления центрального элемента составляется уравнение. Сумма всех показателей должна быть равна нулю, исходя из этого, вычисляется показатель для среднего элемента формулы.
Продолжим разговор о том, как уравнивать химические уравнения методом электронного баланса. После того как степени окисления будут поставлены, можно определять те ионы либо вещества, которые в ходе химического взаимодействия изменили их значение.
Знаками «плюс» и «минус» необходимо указать количество электронов, которые были приняты (отданы) в процессе химического взаимодействия. Между полученными цифрами находят наименьшее общее кратное.
При делении его на принятые и отданные электроны получают коэффициенты. Как уравнять химическое уравнение? Полученные в балансе цифры нужно поставить перед соответствующими формулами. Обязательным условием является проверка количества каждого элемента в левой и правой части. Если коэффициенты расставлены правильно, их число должно быть одинаковым.
Закон сохранения массы веществ
Рассуждая над тем, как уравнять химическое уравнение, необходимо использовать именно этот закон. Учитывая, что масса тех веществ, которые вступили в химическую реакцию, равна массе образующихся продуктов, становится возможным постановка коэффициентов перед формулами. Например, как уравнять химическое уравнение, если вступают во взаимодействие простые вещества кальций и кислород, а после завершения процесса получается оксид?
Чтобы справиться с поставленной задачей, необходимо учитывать, что кислород является двухатомной молекулой с ковалентной неполярной связью, поэтому его формула записывается в следующем виде - О2. В правой части при составлении оксида кальция (СаО) учитывают валентности каждого элемента.
Сначала необходимо проверить количество кислорода в каждой части уравнения, так как оно отличается. По закону сохранения массы веществ перед формулой продукта нужно поставить коэффициент 2. Далее проводится проверка кальция. Для того чтобы он был уравнен, перед исходным веществом ставим коэффициент 2. В итоге получаем запись:
- 2Са+О2=2СаО.
Разбор реакции методом электронного баланса
Как уравнивать химические уравнения? Примеры ОВР помогут ответить на данный вопрос. Допустим, что необходимо методом электронного баланса расставить коэффициенты в предложенной схеме:
- CuO + Н2=Cu + Н2О.
Для начала у каждого из элементов в исходных веществах и продуктах взаимодействия расставим значения степеней окисления. Получим следующий вид уравнения:
- Cu(+2)О(-2)+Н2(0)=Cu(0)+Н2(+)О(-2).
Показатели изменились у меди и водорода. Именно на их основе будем составлять электронный баланс:
- Cu(+2)+2е=Cu(0) 1 восстановитель, окисление;
- Н2(0)-2е=2Н(+) 1 окислитель, восстановление.
Исходя из коэффициентов, полученных в электронном балансе, получаем следующую запись предложенного химического уравнения:
- CuO+Н2=Cu+Н2О.
Возьмем еще один пример, который предполагает постановку коэффициентов:
- Н2+О2=Н2О.
Для того чтобы уравнять на основе закона сохранения веществ данную схему, необходимо начать с кислорода. Учитывая, что вступала в реакцию двухатомная молекула, перед формулой продукта взаимодействия необходимо поставить коэффициент 2.
- 2Н2+О2=2Н2О.
Заключение
На основании электронного баланса можно расставлять коэффициенты в любых химических уравнениях. Выпускникам девятых и одиннадцатых классов образовательных учреждений, выбирающим экзамен по химии, в одном из заданий итоговых тестов предлагают подобные задания.
Инструкция
Прежде чем приступать к самому заданию, нужно усвоить, что цифра, которая ставится перед химическим элементом или всей формулой коэффициентом. А цифра, стоящая (и чуть ) индекс. Кроме этого , что:
Коэффициент относится ко всем химическим символам, стоящим после него в формуле
Коэффициент умножается на индекс (не складывается!)
Атомов каждого элемента вступающих в реакцию веществ должно совпадать с числом атомов этих элементов, входящих в продуктов реакции.
Например, запись формулы 2H2SO4 означает 4 атома H (водорода), 2 атома S (серы) и 8 атомов O (кислорода).
1. Пример № 1. Рассмотрим горения этилена.
При сгорании органического вещества образуются оксид углерода (IV) (углекислый газ) и вода. Попробуем последовательно коэффициенты.
C2H4 + O2 => CO2+ H2O
Начинаем анализировать. В реакцию в ступило 2 атома С (углерода), а получился только 1 атом, значит перед CO2 ставим 2. Теперь их количество одинаково.
C2H4 + O2 => 2CO2+ H2O
Теперь смотрим на H (водород). В реакцию вступило 4 атома водорода, а получилось в результате только 2 атома, следовательно, перед H2O (водой) ставим 2 – теперь получилось тоже 4
C2H4 + O2 => 2CO2+ 2H2O
Считаем все атомы О (кислорода), образовавшиеся в результате реакции (то есть, после равенства). 4 атома в 2CO2 и 2 атома в 2H2O – всего 6 атомов. А до реакции всего 2 атома, значит, перед молекулой кислорода O2 ставим 3, а значит, их стало тоже 6.
C2H4 + 3O2 => 2CO2+ 2H2O
Таким образом, получилось одинаковое количество атомов каждого элемента до и после знака равенства.
C2H4 + 3O2 => 2CO2+ 2H2O
2. Пример № 2. Рассмотрим реакцию взаимодействия алюминия с разбавленной серной кислотой.
Al + H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + H2
Смотрим на атомы S, входящие в состав Al2 (SO4) 3 - их 3, а в H2SO4 (серной кислоте) только 1, следовательно, и перед серной кислотой тоже ставим 3.
Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + H2
Зато теперь получилось до реакции 6 атомов H (водорода), а после реакции только 2, значит, перед молекулой H2 (водорода) ставим тоже 3, чтобы в целом получилось 6.
Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + 3H2
В последнюю очередь смотрим на . Так как в Al2 (SO4) 3 (сульфате алюминия) всего 2 атома алюминия, то и до реакции перед Al (алюминием) ставим 2.
2Al + 3H2SO4 => Al2 (SO4) 3 + 3H2
Теперь количество всех атомов до и после реакции совпадает. Оказалось, что расставлять коэффициенты в химических уравнениях не так и сложно. Достаточно потренироваться и все получится.
Полезный совет
Обязательно учитывайте, что коэффициент умножается на индекс, а не складывается.
Источники:
- как элементы вступают в реакцию
- Тест по теме «Химические уравнения»
Для многих школьников написать уравнения химических реакций и правильно расставить коэффициенты нелегкая задача. Причем, главную трудность у них почему-то вызывает именно вторая ее часть. Казалось бы, ничего сложного в том нет, однако порой ученики пасуют, впадая в полную растерянность. А ведь надо всего лишь запомнить несколько простых правил, и задача перестанет вызывать затруднения.
Инструкция
Коэффициент, то есть число, стоящее перед формулой молекулы химического вещества, ко всем символам, и умножается на каждый каждого символа! Именно умножается, а не складывается! Это может показаться невероятным, но некоторые школьники складывают два числа вместо того, чтобы их перемножить.
Количество атомов каждого элемента исходных веществ (то есть находящихся в левой части уравнения) должно совпадать с количеством атомов каждого элемента продуктов реакции (соответственно, находящихся в его правой части).
Самое простое уравнение реакции:
Fe + S => FeS
Уравнение реакции нужно уметь не только записать, но и прочитать. Это уравнениев простейшем варианте читается так: молекула железа взаимодействует с молекулой серы, получается одна молекула сульфида железа.
Самое трудное в написании уравнения реакции- составить формулы продуктов реакции, т.е. образующихся веществ. Здесь правило только одно: формулы молекул строятся строго по валентности составляющих их элементов.
Кроме того, при составлении уравнений реакций надо помнить о законе сохранения массы веществ: все атомы молекул исходных веществ должны войти в состав молекул продуктов реакции. Ни один атом не должен исчезнуть или неожиданно появиться. Поэтому иногда, записав все формулы в уравнении реакции, приходится выравнивать число атомов в каждой части уравнения- расставлять коэффициенты. Вот пример:
С + O 2 => CO 2Здесь у каждого элемента одинаковое число атомов и в правой, и в левой части уравнения. Уравнение готово.
Cu + O 2 => CuO
А здесь атомов кислорода в левой части уравнения больше, чем в правой. Нужно, чтобы получилось столько молекул оксида меди
CuO , чтобы в них оказалось столько же атомов кислорода, т.е.2. Поэтому передформулой СuО ставим коэффициент2:Cu + O 2 => 2 CuO
Теперь неодинаково число атомов меди. В левой части уравнения перед знаком меди ставим коэффициент2:
2 Cu + O 2 => 2 CuO
Посчитайте, поровну ли атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. Если да, то уравнение реакции составлено правильно.
Еще один пример: Al + O 2 = Al 2 O 3
И здесь атомов каждого элемента разное количество до реакции и после нее. Выравнивать начинаем с газа- с молекул кислорода:
1) Слева2 атома кислорода, а справа3. Ищем наименьшее общее кратное двух этих чисел. Это наименьшее число, которое делится и на2, и на3, т.е.6. Перед формулами кислорода и оксида алюминия Al 2 O 3 ставим такие коэффициенты, чтобы общее число атомов кислорода в этих молекулах было6:
Al + 3 O 2 = 2 Al 2 O 3
2) Считаем число атомов алюминия: слева1 атом, а справа в двух молекулах по2 атома, т.е.4. Перед знаком алюминия в левой части уравнения ставим коэффициент4:
4 Al + 3O 2 => 2 Al 2 O 3
3) Еще раз пересчитываем все атомы до реакции и после нее: по 4 атома алюминия и по 6 атомов кислорода.
Все в порядке, уравнение реакции составлено верно. А если реакция идет при нагревании, то над стрелкой дополнительно ставится знак t .
Уравнение химической реакции- это запись хода химической реакции с помощью химических формул и коэффициентов.
