Составление и решение химических уравнений. Как составляются уравнения химических реакций? Как решать уравнения по химии 8

Решение уравнений химический реакций вызывают затруднения у немалого количества учеников средней школы во-многом благодаря большому разнообразию участвующих в них элементов и неоднозначности их взаимодействия. Но так как основная часть курса общей химии в школе рассматривает именно взаимодействие веществ на основе их уравнений реакций, то ученикам необходимо обязательно ликвидировать пробелы в данной области и научиться решать химические уравнения, чтобы избежать проблем с предметом в дальнейшем.

Уравнением химической реакции называется символьная запись, отображающая взаимодействующие химические элементы, их количественное соотношение и получающиеся в результате взаимодействия вещества. Данные уравнения отражают сущность взаимодействия веществ с точки зрения атомно-молекулярного или электронного взаимодействия.

1. В самом начале школьного курса химии учат решать уравнения на основе понятия валентности элементов периодической таблицы. На основе данного упрощения рассмотрим решение химического уравнения на примере окисления алюминия кислородом. Алюминий, взаимодействуя с кислородом, образует оксид алюминия. Обладая указанными исходными данными составим схему уравнения.

   Al + O 2 → AlO

   
   

   В данном случае мы записали примерную схему химической реакции, которая лишь частично отражает ее сущность. В левой части схемы записываются вещества, вступающую в реакцию, а в правой результат их взаимодействия. Кроме того, кислород и другие типичные окислители, обычно записываются правее металлов и других восстановителей в обоих частях уравнения. Стрелка показывает направление реакции.

2. Чтобы данная составленная схема реакции приобрела законченный вид и соответствовала закону сохранения массы веществ, необходимо:
   • Проставить индексы в правой части уравнения у вещества, получившегося в результате взаимодействия.
     
   • Уровнять количество участвующих в реакции элементов с количеством получившегося вещества в соответствии с законом сохранения массы веществ.
3. Начнем с приостановки индексов в химической формуле готового вещества. Индексы устанавливаются в соответствии с валентностью химических элементов. Валентностью называют способность атомов образовывать соединения с другими атомами за счет соединения их неспаренных электронов, когда одни атомы отдают свои электроны, а другие присоединяют их себе на внешний энергетический уровень. Принято считать, что валентность химического элемента определяет его группой (колонкой) в периодической таблице Менделеева. Однако на практике взаимодействие химических элементов происходит гораздо сложнее и разнообразнее. Например, атом кислорода во всех реакциях имеет валентность Ⅱ, несмотря на то, что в периодической таблице находится в шестой группе.
4. Чтобы помочь вам сориентироваться в этом многообразии, предлагаем вам следующий небольшой справочный помощник, который поможет определить валентность химического элемента. Выберите интересующий вас элемент и вы увидите возможные значения его валентности. В скобках указаны редкие для выбранного элемента валентности.
5. Вернемся к нашему примеру. Запишем в правой части схемы реакции сверху над каждым элементом его валентность.

   Для алюминия Al валентность будет равна Ⅲ, а для молекулы кислорода O 2 валентность равна Ⅱ. Находим наименьшее общее кратное к этим числам. Оно будет равно шести. Делим наименьшее общее кратное на валентность каждого элемента и получаем индексы. Для алюминия шесть делим на валентность получаем индекс 2, для кислорода 6/2=3. Химическая формула оксида алюминия, полученного в результате реакции, примет вид Al 2 O 3 .

   Al + O 2 → Al 2 O 3

6. После получения правильной формулы готового вещества необходимо проверить и в большинстве случаев уравнять правые и левые части схемы согласно закона сохранения массы, так как продукты реакции образуются из тех же атомов, которые изначально входили в состав исходных веществ, участвующих в реакции.
7. Закон сохранения массы гласит, что количество атомов вступивших в реакцию должно равняться количеству атомов получившихся в результате взаимодействия. В нашей схеме во взаимодействии участвуют один атом алюминия и два атома кислорода. В результате реакции получаем два атома алюминия и три кислорода. Очевидно, что схему необходимо уровнять, используя коэффициенты для элементов и вещества, чтобы соблюдался закон сохранения массы.
8. Уравнивание выполняют также через нахождение наименьшего общего кратного, которое находится между элементами, обладающими наибольшими индексами. В нашем примере это будет кислород с индексом в правой части равным 3 и в левой части равным 2. Наименьшее общее кратное и в этом случае будет равно 6. Теперь разделим наименьшее общее кратное на значение наибольшего индекса в левой и правой частях уравнения и получим следующие индексы для кислорода.

   Al + 3∙O 2 → 2∙Al 2 O 3

9. Теперь остается уравнять только алюминий в правой части. Для этого в левую часть поставим коэффициент 4.

   4∙Al + 3∙O 2 = 2∙Al 2 O 3

10. После расстановки коэффициентов уравнение химической реакции соответствует закону сохранения массы и между его левой и правой частями можно поставить знак равенства. Расставленные коэффициенты в уравнении обозначают число молекул веществ, участвующих в реакции и получающихся в результате нее, или соотношение данных веществ в молях.

После выработки навыков решения химических уравнений на основе валентностей взаимодействующих элементов, школьный курс химии знакомит с понятием степени окисления и теорией окислительно-восстановительных реакций. Данный тип реакций является наиболее распространенным и в дальнейшем химические уравнения чаще всего решают на основе степеней окисления взаимодействующих веществ. О том, рассказано в соответствующей статье на нашем сайте.

Тип урока: изучения нового материала.

Цель. Формирование у учащихся первоначальных знаний об уравнениях химических реакций.
Задачи:
-образовательные:
1) раскрыть суть происходящих процессов во время химической реакции;
2) научить учащихся записывать химическое явление с помощью химических формул;
3) отработать умение вычислять молекулярную массу.
-развивающие:
1) развивать логическое мышление через выявление взаимосвязи между законами сохранения атомов, масс и энергии;
2) продолжить развитие понятия о материальном единстве мира;
3) работать с разными видами информации.
-воспитательные:
1) формировать научное мировоззрение, убежденность в познаваемости мира;
2) формировать нравственное воспитание посредством построения гармоничных отношений ученик- ученик, учение-учитель;
3) вызвать чувство гордости и патриотизма при изучении истории открытия закона.
Новые понятия: реагенты, продукты реакции, экзо- и эндотермическая реакция, закон сохранения атомов, закон сохранения масс, закон сохранения энергии.
Новые умения: определять по готовому уравнению регенты и продукты реакции, вычислять массы реагентов и продуктов реакции, записывать уравнения химических реакций в соответствие с законами сохранения атомов и масс.

Закрепление ранее изученных понятий: знаки химических элементов, атомы и молекулы, химическая формула, коэффициент и индекс, признаки и условия химических реакций, молекулярная и молярная масса, мера количества вещества – моль.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

тема урока: «УРАВНЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ»

Цели урока: - Изучить закон сохранения массы веществ. - Сформировать представление о химическом уравнении; - Научиться составлять уравнения химических реакций;

Закон сохранения массы веществ: Масса веществ, вступивших в реакцию равна массе веществ, получившихся в результате её.

составления уравнения реакции (на примере взаимодействия фосфора и кислорода). Алгоритм

Пример: Составить уравнение реакции взаимодействия фосфора и кислорода. P O 2 + 1 . В левой части уравнения запиши формулы веществ, которые вступают в реакцию. (Формулы простых газообразных веществ состоят из двух атомов: Н 2 , О 2 , N 2 , C l 2 и.т.д.)

Пример: Составить уравнение реакции взаимодействия фосфора и кислорода. P O 2 + P 2 O 5 2. В правой части уравнения запиши формулы веществ образующихся в результате реакции. 3. Определи атомов, какого элемента в левой части уравнения больше. (Вначале уравнивают число атомов, которых в левой части уравнения больше.)

P O 2 + P 2 O 5 4. Соедини фигурной стрелкой атомы этого элемента в левой и правой частях. Пример: Составить уравнение реакции взаимодействия фосфора и кислорода.

P O 2 + P 2 O 5 10 5. Определи Н.О.К. чисел атомов в левой и правой частях уравнения. 6. Запиши Н.О.К. в квадратике под стрелкой. Пример: Составить уравнение реакции взаимодействия фосфора и кислорода.

P O 2 + P 2 O 5 10 10: 5 = 2 10: 2 = 5 5 2 7. Раздели Н.О.К. на число атомов каждого соединенного элемента. 8. Запиши полученный коэффициент перед формулой. Пример: Составить уравнение реакции взаимодействия фосфора и кислорода.

P O 2 + P 2 O 5 10 10: 5 = 2 10: 2 = 5 5 2 4 4: 4 = 1 4: 1 = 4 4 9. Определи: Есть ли еще не уравненные(не соединенные атомы): а) Если есть, то вернись к пункту 3. б) Если нет, то задание выполнено. Пример: Составить уравнение реакции взаимодействия фосфора и кислорода.

Исходные вещества и продукты реакции

Запишите названия исходных веществ и продуктов реакции для следующих уравнений химических реакций: а) Fe + S = FeS, Исходные вещества ____________________, Продукты реакции _____________________; б) Cu (OH) 2 = CuO + H 2 O, Исходные вещества ____________________, Продукты реакции _____________________; в) HCl + NaOH = NaCl + H 2 O Исходные вещества ____________________, Продукты реакции _____________________; Железо, сера Сульфид железа (II) Гидроксид меди (II) Оксид меди (II) , вода Соляная кислота, гидроксид натрия Хлорид натрия, вода

Домашнее задание: § 27, I ур. упражнения 1, 2 II ур. стр.93 упр. 7 (р.т.)

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.

Тест по химии Химические уравнения 8 класс с ответами. Тест содержит 2 части. В части 1 — 15 заданий базового уровня. В части 2 — 3 задания повышенного уровня.

Часть 1

1. Верны ли следующие суждения?

А. Масса реагентов равна массе продуктов реакции.
Б. Химическое урав­нение — условная запись химической реакции с по­мощью химических формул и математических знаков.

1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) оба суждения неверны

2. В ходе химической реакции число атомов некоторого элемента

1) только увеличивается
2) только уменьшается
3) не изменяется

3. В ходе химической реакции число молекул реагентов

1) только увеличивается
2) только уменьшается
3) не изменяется
4) может как увеличиваться, так и уменьшаться

4. В ходе химической реакции число молекул продуктов реакции

1) только увеличивается
2) только уменьшается
3) не изменяется
4) может как увеличиваться, так и уменьшаться

5.
СН 4 + O 2 → СO 2 + Н 2 O.

1) 5
2) 6
3) 7
4) 8

6. Составьте уравнение реакции по схеме:
FeS + O 2 → Fe 2 O 3 + SO 2 .

1) 13
2) 15
3) 17
4) 19

7. Составьте уравнение реакции по схеме:
Nа 2 O + Н 2 O → NaOH.

1) 4
2) 5
3) 6
4) 7

8. Составьте уравнение реакции по схеме:
Н 2 O + N 2 O 5 → HNO 3 .
Ответ дайте в виде суммы коэффициентов в уравнении реакции.

1) 7
2) 6
3) 5
4) 4

9. Составьте уравнение реакции по схеме:
NаОН + N 2 O 3 → NaNO 2 + Н 2 O.
Ответ дайте в виде суммы коэффици­ентов в уравнении реакции.

1) 7
2) 6
3) 5
4) 4

10. Составьте уравнение реакции по схеме: Аl 2 O 3 + HCI → AlCl 3 + Н 2 O.
Ответ дайте в виде суммы коэффициен­тов в уравнении реакции.

1) 10
2) 11
3) 12
4) 14

11. Составьте уравнение реакции по схеме:
Fe(OH) 3 + H 2 SO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 + Н 2 O. Ответ дайте в виде суммы коэффициентов в уравнении реакции.

1) 12
2) 13
3) 14
4) 15

12. Составьте уравнение реакции по схеме:

гидроксид меди (II) + соляная кислота → хлорид меди (II) + вода.

Ответ дайте в виде суммы коэффициентов в уравнении реакции.

1) 7
2) 6
3) 5
4) 4

13. Составьте уравнение реакции по схеме:

гидроксид алюминия → оксид алюминия + вода.

Ответ дайте в виде суммы коэффициентов в уравнении реакции.

1) 4
2) 5
3) 6
4) 7

14. Составьте уравнение реакции по схеме:

оксид железа (III) + водород → железо + вода.

Ответ дайте в виде суммы коэффициентов в уравнении реакции.

1) 6
2) 7
3) 8
4) 9

15. Составьте уравнение реакции по схеме:

карбонат кальция + соляная кислота → хлорид кальция + вода + оксид углерода (IV).

Ответ дайте в виде суммы коэффициентов в уравнении реакции.

1) 6
2) 7
3) 8
4) 9

Часть 2

1. Установите соответствие между исходными веществами и продуктами соответствующих химических реак­ций. Ответ дайте в виде последовательности цифр, со­ответствующих буквам по алфавиту.

Исходные вещества

А) Н 2 + O 2 →
Б) С 2 Н 6 + O 2 →
В) Al(OH) 3 + H 2 SO 4 →
Г) Ca(NO 3) 2 + Na 3 PO 4 →

Продукты реакции

1) СО 2 + Н 2 О
2) Н 2 О
3) Са 3 (РО 4) 2 + NaNO 3
4) Al 2 (SO 4) 3 + Н 2 О

2. Установите соответствие между схемой реакции и сум­мой коэффициентов в уравнении реакции. Ответ дайте в виде последовательности цифр, соответствующих бу­квам по алфавиту.

Уравнения реакций

А) Fe 3 O 4 + Аl → Аl 2 O 3 + Fe
Б) Р 2 O 5 + Н 2 О → Н 3 РO 4
В) Al + O 2 → Аl 2 O 3
Г) Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + Н 2 О

Сумма коэффициентов

1) 6
2) 9
3) 12
4) 18
5) 24

3. Закон сохранения массы вещества является частью бо­лее общего закона сохранения материи. Виды материи (энергия и вещество) взаимосвязаны по формуле Эйн­штейна: ΔЕ = Δm ⋅ с 2 (где скорость света с = 3 ⋅ 10 8 м/с). Если в ходе реакции, например, выделилось ΔЕ = 90 кДж = 9 ⋅ 10 4 Дж энергии, то масса системы умень­шилась на величину: Δm = ΔЕ/с 2 = 9 ⋅ 10 4 /(3 ⋅ 10 8) 2 = 10 -12 кг = 10 -9 г. Эта величина меньше, чем точность аналитических весов (10 -6 г). Поэтому изменениями массы в ходе химических реакций можно пренебречь. Вычислите величину выделившейся энергии ΔЕ в кДж, если масса системы в ходе реакции уменьшилась на 2,5 ⋅ 10 -9 г. В ответе запишите величину ΔЕ без ука­зания единиц измерения.

Ответы на тест по химии Химические уравнения 8 класс
Часть 1
1-3
2-3
3-2
4-1
5-2
6-3
7-1
8-4
9-2
10-3
11-1
12-2
13-3
14-4
15-1
Часть 2
1-2143
2-5121
3-225