Как уравнивать реакции в химии. Как решать химические уравнения реакций

Запись химического взаимодействия, отражающая количественную и качественную информацию о реакции, называют уравнением химических реакций. Записывается реакция химическими и математическими символами.

Основные правила

Химические реакции предполагают превращение одних веществ (реагентов) в другие (продукты реакции). Это происходит благодаря взаимодействию внешних электронных оболочек веществ. В результате из начальных соединений образуются новые.

Чтобы выразить ход химической реакции графически, используются определённые правила составления и написания химических уравнений.

В левой части пишутся изначальные вещества, которые взаимодействуют между собой, т.е. суммируются. При разложении одного вещества записывается его формула. В правой части записываются полученные в ходе химической реакции вещества. Примеры записанных уравнений с условными обозначениями:

  • CuSO 4 + 2NaOH → Cu(OH) 2 ↓+ Na 2 SO 4 ;
  • CaCO 3 = CaO + CO 2 ;
  • 2Na 2 O 2 + 2CO 2 → 2Na 2 CO 3 + O 2 ;
  • CH 3 COONa + H 2 SO 4 (конц.) → CH 3 COOH + NaHSO 4 ;
  • 2NaOH + Si + H 2 O → Na 2 SiO 3 + H 2 .

Коэффициенты перед химическими формулами показывают количество молекул вещества. Единица не ставится, но подразумевается. Например, уравнение Ba + 2H 2 O → Ba(OH) 2 + H 2 показывает, что из одной молекулы бария и двух молекул воды получается по одной молекуле гидроксида бария и водорода. Если пересчитать количество водорода, то и справа, и слева получится четыре атома.

Обозначения

Для составления уравнений химических реакций необходимо знать определённые обозначения, показывающие, как протекает реакция. В химических уравнениях используются следующие знаки:

  • → - необратимая, прямая реакция (идёт в одну сторону);
  • ⇄ или ↔ - реакция обратима (протекает в обе стороны);
  • - выделяется газ;
  • ↓ - выпадает осадок;
  • hν - освещение;
  • t° - температура (может указываться количество градусов);
  • Q - тепло;
  • Е(тв.) - твёрдое вещество;
  • Е(газ) или Е(г) - газообразное вещество;
  • Е(конц.) - концентрированное вещество;
  • Е(водн.) - водный раствор вещества.

Рис. 1. Выпадение осадка.

Вместо стрелки (→) может ставиться знак равенства (=), показывающий соблюдение закона сохранения вещества: и слева, и справа количество атомов веществ одинаково. При решении уравнений сначала ставится стрелка. После расчёта коэффициентов и уравнения правой и левой части под стрелкой подводят черту.

Условия реакции (температура, освещение) указываются сверху знака протекания реакции (→,⇄). Также сверху подписываются формулы катализаторов.

Рис. 2. Примеры условий реакции.

Какие бывают уравнения

Химические уравнения классифицируются по разным признакам. Основные способы классификации представлены в таблице.

Признак

Реакции

Описание

Пример

По изменению количества реагентов и конечных веществ

Замещения

Из простого и сложного вещества образуются новые простые и сложные вещества

2Na +2H 2 O → 2NaOH + H 2

Соединения

Несколько веществ образуют новое вещество

С + О 2 = СО 2

Разложения

Из одного вещества образуется несколько веществ

2Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3H 2 O

Ионного обмена

Обмен составными частями (ионами)

Na 2 CO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O

По выделению тепла

Экзотермические

Выделение тепла

С + 2H 2 = СH 4 + Q

Эндотермические

Поглощение тепла

N 2 + O 2 → 2NO – Q

По типу энергетического воздействия

Электрохимические

Действие электрического тока

Фотохимические

Действие света

Термохимические

Действие высокой температуры

По агрегатному состоянию

Гомогенные

Одинаковое состояние

CuCl 2 + Na 2 S → 2NaCl + CuS↓

Гетерогенные

Разное состояние

4Н 2 О (ж) + 3Fe (т) → Fe 3 O 4 + 4H 2

Существует понятие химического равновесия, присущее только обратимым реакциям. Это состояние, при котором скорости прямой и обратной реакции, а также концентрации веществ равны. Такое состояние характеризуется константой химического равновесия.

При внешнем воздействии температуры, давления, света реакция может смещаться в сторону уменьшения или увеличения концентрации определённого вещества. Зависимость константы равновесия от температуры выражается с помощью уравнений изобары и изохоры. Уравнение изотермы отражает зависимость энергии и константы равновесия. Эти уравнения показывают направление протекания реакции.

Уравнением реакции в химии называется запись химического процесса с помощью химических формул и математических знаков.

Такая запись является схемой химической реакции. Когда возникает знак «=», то это называется «уравнение». Попробуем его решить .

Пример разбора простых реакций

В кальции один атом, так как коэффициент не стоит. Индекс здесь тоже не написан, значит, единица. С правой стороны уравнения Са тоже один. По кальцию нам не надо работать.

Смотрим следующий элемент - кислород. Индекс 2 говорит о том, что здесь 2 иона кислорода. С правой стороны нет индексов, то есть одна частица кислорода, а с левой – 2 частицы. Что мы делаем? Никаких дополнительных индексов или исправлений в химическую формулу вносить нельзя, так как она написана правильно.

Коэффициенты – это то, что написано перед наименьшей частью. Они имеют право меняться. Для удобства саму формулу не переписываем. С правой части один умножаем на 2, чтобы получить и там 2 иона кислорода.

После того как мы поставили коэффициент, получилось 2 атома кальция. С левой стороны только один. Значит, теперь перед кальцием мы должны поставить 2.

Теперь проверяем итог. Если количество атомов элементов равно с обеих сторон, то можем поставить знак «равно».

Другой наглядный пример: два водорода слева, и после стрелочки у нас тоже два водорода.

  • Два кислорода до стрелочки, а после стрелочки индексов нет, значит, один.
  • Слева больше, а справа меньше.
  • Ставим коэффициент 2 перед водой.

Умножили всю формулу на 2, и теперь у нас изменилось количество водорода. Умножаем индекс на коэффициент, и получается 4. А с левой стороны осталось два атома водорода. И чтобы получить 4, мы должны водород умножить на два.

Вот тот случай, когда элемент в одной и в другой формуле с одной стороны, до стрелочки.

Один ион серы слева, и один ион - справа. Две частицы кислорода, плюс еще две частицы кислорода. Значит, что с левой стороны 4 кислорода. Справа же находится 3 кислорода. То есть с одной стороны получается четное число атомов, а с другой – нечетное. Если же мы умножим нечетное в два раза, то получим четное число. Доводим сначала до четного значения. Для этого умножаем на два всю формулу после стрелочки. После умножения получаем шесть ионов кислорода, да еще и 2 атома серы. Слева же имеем одну микрочастицу серы. Теперь уравняем ее. Ставим слева уравнения перед серой 2.

Уравняли .

Сложные реакции

Этот пример более сложный, так как здесь больше элементов вещества.

Это называется реакцией нейтрализации. Что здесь нужно уравнивать в первую очередь:

  • С левой стороны один атом натрия.
  • С правой стороны индекс говорит о том, что здесь 2 натрия.

Напрашивается вывод, что надо умножить всю формулу на два.

Теперь смотрим, сколько серы. С левой и правой стороны по одной. Обращаем внимание на кислород. С левой стороны мы имеем 6 атомов кислорода. С другой стороны – 5 . Меньше справа, больше слева. Нечетное количество надо довести до четного значения. Для этого формулу воды умножаем на 2, то есть из одного атома кислорода делаем 2.

Теперь с правой стороны уже 6 атомов кислорода. С левой стороны также 6 атомов. Проверяем водород. Два атома водорода и еще 2 атома водорода. То есть будет четыре атома водорода с левой стороны. И с другой стороны также четыре атома водорода. Все элементы уравнены. Ставим знак «равно».

Следующий пример.

Здесь пример интересен тем, что появились скобки. Они говорят о том, что если множитель стоит за скобкой, то каждый элемент, стоящий в скобках, умножается на него. Начать необходимо с азота, так как его меньше, чем кислорода и водорода. Слева азот один, а справа, с учетом скобок, его два.

Справа два атома водорода, а нужно четыре. Мы выходим из положения, просто умножая воду на два, в результате чего получили четыре водорода. Отлично, водород уравняли. Остался кислород. До реакции присутствует 8 атомов, после – тоже 8.

Отлично, все элементы уравнены, можем ставить «равно».

Последний пример .

На очереди у нас барий. Он уравнен, его трогать не нужно. До реакции присутствует два хлора, после нее – всего один. Что же нужно сделать? Поставить 2 перед хлором после реакции.

Теперь за счет коэффициента, который только что поставлен, после реакции получилось два натрия, и до реакции тоже два. Отлично, все остальное уравнено.

Также уравнивать реакции можно методом электронного баланса. Этот метод имеет ряд правил, по которым его можно осуществлять. Следующим действием мы должны расставить степени окисления всех элементов в каждом веществе для того, чтобы понять где произошло окисление, а где восстановление.
























Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока: помочь обучающимся сформировать знания о химическом уравнении как об условной записи химической реакции с помощью химических формул.

Задачи:

Образовательные:

  • систематизировать ранее изученный материал;
  • обучать умению составлять уравнения химических реакций.

Воспитательные:

  • воспитывать коммуникативные навыки (работа в паре, умение слушать и слышать).

Развивающие:

  • развивать учебно-организационные умения, направленные на выполнение поставленной задачи;
  • развивать аналитические навыки мышления.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, оценочные листы, карта рефлексии, “набор химических знаков”, тетрадь с печатной основой, реактивы: гидроксид натрия, хлорид железа(III), спиртовка, держатель, спички, лист ватмана, разноцветные химические знаки.

Презентация урока (приложение 3)

Структура урока.

І. Организационный момент.
ІІ. Актуализация знаний и умений.
ІІІ. Мотивация и целеполагание.
ІV. Изучение нового материала:
4.1 реакция горения алюминия в кислороде;
4.2 реакция разложения гидроксида железа (III);
4.3 алгоритм расстановки коэффициентов;
4.4 минута релаксации;
4.5 расставь коэффициенты;
V. Закрепление полученных знаний.
VІ. Подведение итогов урока и выставление оценок.
VІІ. Домашнее задание.
VІІІ. Заключительное слово учителя.

Ход урока

Химическая натура сложной частицы
определяется натурой элементарных
составных частей,
количеством их и
химическим строением.
Д.И.Менделеев

Учитель. Здравствуйте, ребята. Садитесь.
Обратите внимание: у вас на столе лежит тетрадь с печатной основой (Приложение 2), в которой вы сегодня будете работать, и оценочный лист, в нем вы будете фиксировать свои достижения, подпишите его.

Актуализация знаний и умений.

Учитель. Мы с вами познакомились с физическими и химическими явлениями, химическими реакциями и признаками их протекания. Изучили закон сохранения массы веществ.
Давайте проверим ваши знания. Я предлагаю вам открыть тетради с печатной основой и выполнить задание 1. На выполнение задания вам дается 5 минут.

Тест по теме “Физические и химические явления. Закон сохранения массы веществ”.

1.Чем химические реакции отличаются от физических явлений?

  1. Изменение формы, агрегатного состояния вещества.
  2. Образование новых веществ.
  3. Изменение местоположения.

2. Каковы признаки химической реакции?

  1. Образование осадка, изменение цвета, выделение газа.
  • Намагничивание, испарение, колебание.
  • Рост и развитие, движение, размножение.

    • 3. В соответствии с каким законом составляются уравнения химических реакций?

    1. Закон постоянства состава вещества.
    2. Закон сохранения массы вещества.
    3. Периодический закон.
    4. Закон динамики.
    5. Закон всемирного тяготения.

    4. Закон сохранения массы вещества открыл:

    1. Д.И. Менделеев.
    2. Ч. Дарвин.
    3. М.В. Ломоносов.
    4. И. Ньютон.
    5. А.И. Бутлеров.

    5. Химическим уравнением называют:

    1. Условную запись химической реакции.
  • Условную запись состава вещества.
  • Запись условия химической задачи.

    • Учитель. Вы выполнили работу. Я предлагаю вам осуществить ее проверку. Поменяйтесь тетрадями и осуществите взаимопроверку. Внимание на экран. За каждый правильный ответ – 1 балл. Общее количество баллов занесите в оценочные листы.

    Мотивация и целеполагание.

    Учитель. Используя эти знания, мы сегодня будем составлять уравнения химических реакций, раскрывая проблему “Является ли закон сохранения массы веществ основой для составления уравнений химических реакций”

    Изучение нового материала.

    Учитель. Мы привыкли считать, что уравнение-это математический пример, где есть неизвестное, и это неизвестное нужно вычислить. А вот в химических уравнениях обычно ничего неизвестного не бывает: в них просто записывается все формулами: какие вещества вступают в реакцию и какие получаются в ходе этой реакции. Посмотрим опыт.

    (Реакция соединения серы и железа.) Приложение 3

    Учитель. С точки зрения массы веществ, уравнение реакции соединения железа и серы понимается следующим образом

    Железо + сера → сульфид железа (II) (задание 2 тпо)

    Но в химии слова отражаются химическими знаками. Запишите это уравнение химическими символами.

    Fe + S → FeS

    (Один ученик пишет на доске, остальные в ТПО.)

    Учитель. Теперь прочитайте.
    Обучающиеся. Молекула железа взаимодействует с молекулой серы, получается одна молекула сульфида железа (II).
    Учитель. В данной реакции мы видим, что количество исходных веществ равно количеству веществ в продукте реакции.
    Всегда надо помнить, что при составлении уравнений реакций ни один атом не должен потеряться или неожиданно появиться. Поэтому иногда, записав все формулы в уравнении реакции, приходиться уравнивать число атомов в каждой части уравнения – расставлять коэффициенты. Посмотрим еще один опыт

    (Горение алюминия в кислороде.) Приложение 4

    Учитель. Запишем уравнение химической реакции (задание 3 в ТПО)

    Al + O 2 → Al +3 O -2

    Чтобы записать правильно формулу оксида, вспомним что

    Обучающиеся. Кислород в оксидах имеет степень окисления -2, алюминий – химический элемент с постоянной степенью окисления +3. НОК = 6

    Al + O 2 → Al 2 O 3

    Учитель. Мы видим, что в реакцию вступает 1 атом алюминия, образуется два атома алюминия. Вступает два атома кислорода, образуется три атома кислорода.
    Просто и красиво, но неуважительно по отношению к закону сохранения массы веществ – она разная до и после реакции.
    Поэтому нам необходимо расставить коэффициенты в данном уравнении химической реакции. Для этого найдем НОК для кислорода.

    Обучающиеся. НОК = 6

    Учитель. Перед формулами кислорода и оксида алюминия ставим коэффициенты, чтобы число атомов кислорода слева и справа было равно 6.

    Al + 3 O 2 → 2 Al 2 O 3

    Учитель. Теперь получаем, что в результате реакции образуется четыре атома алюминия. Следовательно, перед атомом алюминия в левой части ставим коэффициент 4

    Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

    Еще раз пересчитаем все атомы до реакции и после нее. Ставим равно.

    4Al + 3O 2 _ = 2 Al 2 O 3

    Учитель. Рассмотрим еще один пример

    (Учитель демонстрирует опыт по разложению гидроксида железа (III).)

    Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + H 2 O

    Учитель. Расставим коэффициенты. В реакцию вступает 1 атом железа, образуется два атома железа. Следовательно, перед формулой гидроксида железа (3) ставим коэффициент 2.

    Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + H 2 O

    Учитель. Получаем, что в реакцию вступает 6 атомов водорода (2х3), образуется 2 атома водорода.

    Обучающиеся. НОК =6. 6/2 = 3. Следовательно, у формулы воды ставим коэффициент 3

    2Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3 H 2 O

    Учитель. Считаем кислород.

    Обучающиеся. Слева – 2х3 =6; справа – 3+3 = 6

    Обучающиеся. Количество атомов кислорода,вступивших в реакцию, равно количеству атомов кислорода, образовавшихся в ходе реакции. Можно ставить равно.

    2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 +3 H 2 O

    Учитель. Теперь давайте обобщим все сказанное ранее и познакомимся с алгоритмом расстановки коэффициентов в уравнениях химических реакций.

    1. Подсчитать количество атомов каждого элемента в правой и левой части уравнения химической реакции.
    2. Определить, у какого элемента количество атомов меняется, найти НОК.
    3. Разделить НОК на индексы – получить коэффициенты. Поставить их перед формулами.
    4. Пересчитать количество атомов, при необходимости действие повторить.
    5. Последним проверить количество атомов кислорода.

    Учитель. Вы хорошо потрудились и, наверное, устали. Я предлагаю вам расслабиться, закрыть глаза и вспомнить какие-либо приятные моменты жизни. У каждого из вас они разные. Теперь откройте глаза и сделайте круговые движения ими сначала по часовой стрелке, затем – против. Теперь интенсивно подвигайте глазами по горизонтали: направо – налево, и вертикали: вверх – вниз.
    А сейчас активизируем мыслительную деятельность и помассируем мочки ушей.

    Учитель. Продолжаем работу.
    В тетрадях с печатной основой выполним задание 5. Работать вы будете в парах. Вам необходимо расставить коэффициенты в уравнених химических реакций. На выполнение задания дается 10 минут.

    • P + Cl 2 →PCl 5
    • Na + S → Na 2 S
    • HCl + Mg →MgCl 2 + H 2
    • N 2 + H 2 →NH 3
    • H 2 O → H 2 + O 2

    Учитель. Проверим выполнение задания (учитель опрашивает и выводит на слайд правильные ответы) . За каждый правильно поставленный коэффициент – 1 балл.
    С заданием вы справились. Молодцы!

    Учитель. Теперь давайте вернемся к нашей проблемы.
    Ребята, как вы считаете, является ли закон сохранения массы веществ основой для составления уравнений химических реакций.

    Обучающиеся. Да, в ходе урока мы доказали, что закон сохранения массы веществ – основа для составления уравнений химических реакций.

    Закрепление знаний.

    Учитель. Все основные вопросы мы изучили. Теперь выполним небольшой тест, который позволит увидеть, как вы освоили тему. Вы должны на него отвечать только “да” или “нет”. На работу дается 3 минуты.

    Утверждения.

    1. В реакции Ca + Cl 2 → CaCl 2 коэффициенты не нужны. (Да)
    2. В реакции Zn + HCl → ZnCl 2 + H 2 коэффициент у цинка 2. (Нет)
    3. В реакции Ca + O 2 → CaO коэффициент у оксида кальция 2. (Да)
    4. В реакции CH 4 → C + H 2 коэффициенты не нужны. (Нет)
    5. В реакции CuO + H 2 → Cu + H 2 O коэффициент у меди 2. (Нет)
    6. В реакции C + O 2 → CO коэффициент 2 надо поставить и у оксида углерода (II) , и у углерода. (Да)
    7. В реакции CuCl 2 + Fe → Cu + FeCl 2 коэффициенты не нужны. (Да)

    Учитель. Проверим выполнение работы. За каждый правильный ответ – 1 балл.

    Итог урока.

    Учитель. Вы справились хорошо с заданием. Сейчас подсчитайте общее количество набранных баллов за урок и поставьте себе оценку согласно рейтингу, который вы видите на экране. Сдайте мне оценочные листы для выставления вашей оценки в журнал.

    Домашнее задание.

    Учитель. Наш урок подошел к концу, в ходе которого мы смогли доказать, что закон сохранения массы веществ является основой для составления уравнений реакций, и научились составлять уравнения химических реакций. И, как финальная точка, запишите домашнее задание

    § 27, упр. 1 – для тех, кто получил оценку “3”
    упр. 2– для тех, кто получил оценку “4”
    упр. 3 – для тех, кто получил оценку     “5”

    Заключительное слово учителя.

    Учитель. Я благодарю вас за урок. Но прежде чем вы покинете кабинет, обратите внимание на таблицу (учитель показывает на лист ватмана с изображением таблицы и разноцветными химическими знаками). Вы видите химические знаки разного цвета. Каждый цвет символизирует ваше настроение.. Я предлагаю вам составить свою таблицу химических элементов (она будет отличаться от ПСХЭ Д.И.Менделеева) – таблицу настроения урока. Для этого вы должны подойти к нотному листу, взять один химический элемент, согласно той характеристике, которую вы видите на экране, и прикрепить в ячейку таблицы. Я сделаю это первой, показав вам свою комфортность от работы с вами.

    F Мне было на уроке комфортно, я получил ответ на все интересующие меня вопросы.

    F На уроке я достиг цели наполовину.
    F Мне на уроке было скучно, я ничего не узнал нового .

    Имеет валентность равную двум, но в некоторых соединениях может проявлять высшую валентность. Если будет написана неправильно, то может не уравняться.

    После правильного написания получившихся формул расставляем коэффициенты. Они для уравнения элементов. Суть уравнивания заключается в том, чтобы число элементов до реакции равнялось числу элементов после реакции. Начинать уравнивание стоит всегда с . Расставляем коэффициенты согласно индексам в формулах. Если с одной стороны реакции имеет индекс два, а с другой не имеет (принимает значение единицы), то во втором случае перед формулой ставим двойку.

    Как только перед веществом поставлен коэффициент, значения всех элементов в этом увеличиваются в значение коэффициента. Если элемент обладает индексом, то сумма получившихся будет равняться произведению индекса и коэффициента.

    После уравнивания металлов переходим к неметаллам. Затем переходим к кислотным остаткам и гидроксильным группам. Далее уравниваем водород. В самом конце проверяем реакцию по уравненному кислороду.

    Химические реакции – это взаимодействие веществ, сопровождаемое изменением их состава. Иными словами, вещества, вступающие в , не соответствуют веществам, получающимся в результате реакции. С подобными взаимодействиями человек сталкивается ежечасно, ежеминутно. Ведь процессы, протекающие в его организме (дыхание, синтез белков, пищеварение и т.д.) – это тоже химические реакции.

    Инструкция

    Итак, запишите в левой части реакции исходные вещества: СН4 + О2.

    В правой, соответственно, будут продукты реакции: СО2 + Н2О.

    Предварительная запись этой химической реакции будет следующей: СН4 + О2 = СО2 + Н2О.

    Уравняйте вышенаписанную реакцию, то есть добейтесь выполнения основного правила: количество атомов каждого элемента в левой и правой частях химической реакции должно быть одинаковым.

    Вы видите, что количество атомов углерода совпадает, а количество атомов кислорода и водорода разное. В левой части 4 атома водорода, а в правой - только 2. Поэтому поставьте перед формулой воды коэффициент 2. Получите: СН4 + О2 = СО2 + 2Н2О.

    Атомы углерода и водорода уравнены, теперь осталось сделать то же самое с кислородом. В левой части атомов кислорода 2, а в правой – 4. Поставив перед молекулой кислорода коэффициент 2, получите итоговую запись реакции окисления метана: СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О.

    Как неудивительна природа для человека: зимой она окутывает землю снежным пуховым одеялом, весной - раскрывает, словно хлопья поп корна, все живое, летом - бушует буйством красок, осенью поджигает рыжим огнем растения... И только если вдуматься и присмотреться, можно увидеть, что стоят за всеми этими столь привычными изменениями сложные физические процессы и ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ. А чтобы исследовать все живое, необходимо уметь решать химические уравнения. Основным требованием при уравнивании химических уравнений - знание закона сохранения количества вещества: 1)количество вещества до реакции равно количеству вещества после реакции; 2)общее количество вещества до реакции равно общему количеству вещества после реакции.

    Инструкция

    Чтобы уравнять "пример" необходимо выполнить несколько шагов.
    Записать уравнение реакции в общем виде. Для этого неизвестные коэффициенты перед обозначить буквами латинского (х, y, z, t и тд). Пусть требуется уравнять реакцию соединения водорода и , в результате которой получится вода. Перед молекулами водорода, кислорода и воды поставить латинские