Урок 11. Химические уравнения

Урок 11. Химические уравнения

Когда химические вещества вступают во взаимодействие, химические связи между их атомами разрушаются и образуются новые, уже в других сочетаниях. В результате одни вещества превращаются в другие.

Рассмотрим реакцию горения метана, происходящую в конфорке газовой плиты:

Молекула метана (CH₄) и две молекулы кислорода (2O₂) вступают в реакцию, образуя молекулу углекислого газа (CO₂) и две молекулы воды (2H₂O). Связи между атомами углерода (С) и водорода (H) в метане, а также между атомами кислорода (O) разрываются, и образуются новые связи между атомами углерода и кислорода в молекуле углекислого газа (CO₂) и между атомами водорода и кислорода в молекуле воды (H₂O).

Картинка даёт наглядное представление о том, что произошло в ходе реакции. Но зарисовывать сложные химические процессы такими схемами неудобно. Вместо этого учёные используют уравнения химических реакций.

Химическое уравнение — это условная запись химической реакции с помощью формул и символов.

Их записывают в виде схемы, в которой отражён процесс превращения. В левой части располагаются формулы реагентов — веществ, вступающих в реакцию. Завершается уравнение продуктами реакции — веществом или веществами, которые получились в результате.

Новые вещества образуются потому, что изменяются связи между атомами, но сами атомы не возникают из ниоткуда и не исчезают в никуда. На рисунке видно, что атом углерода из состава метана перешёл в состав углекислого газа, атом водорода — в состав воды, а атомы кислорода распределились между молекулами углекислого газа и воды. Число атомов не изменилось.

Согласно закону сохранения массы, общая масса реагентов всегда равна общей массе продуктов реакции. Именно поэтому запись химической реакции называют уравнением.

Виды химических реакций

Вещества вступают в реакции по-разному, можно выделить четыре наиболее частых варианта:

  • Соединение. Два или несколько реагентов образуют один продукт. В реакцию могут вступать как простые вещества, так и сложные. Например, простые вещества водород и кислород взаимодействуют и образуют сложное — воду:

Сложное вещество негашёная известь соединяется с водой, и образуется новое сложное вещество — гашёная известь:

  • Разложение. Обратный процесс: одно вещество распадается на несколько более простых. Например, если нагреть известняк, получаются негашёная известь и углекислый газ:

Стрелка вверх означает, что образовался газ. Он улетучивается и больше не участвует в реакции.

  • Замещение. В реакции участвуют два вещества — простое и сложное. Если атомы химического элемента в простом веществе более активны, они замещают атомы одного из менее активных химических элементов в составе сложного вещества.

В примере атомы цинка замещают атомы водорода в составе хлороводорода, и образуется хлорид цинка:

  • Обмен. Два сложных вещества обмениваются составными частями, в результате получаются два новых сложных вещества. В такой реакции обязательно образуется вода, газ или осадок.

Стрелка вниз означает, что вещество выпало в осадок, поскольку оно нерастворимо.

Коэффициенты в уравнениях химических реакций

Чтобы составить уравнение химической реакции, важно правильно подобрать коэффициенты перед формулами веществ.

Коэффициент в химических уравнениях означает число молекул (формульных единиц) вещества, необходимое для реакции. Он обозначается числом перед формулой (например, 2NaCl в последнем примере).

Коэффициент не следует путать с индексом (числом под символом химического элемента, например, О₂). Индекс обозначает количество атомов этого элемента в молекуле (формульной единице).

Чтобы узнать общее число атомов элемента в формуле, нужно умножить его индекс на коэффициент вещества. В примере на картинке (2H₂O) — четыре атома водорода и два кислорода.

Подобрать коэффициент — значит определить, сколько молекул данного вещества должно участвовать в реакции, чтобы она произошла. Далее мы расскажем, как это сделать.

Алгоритм составления уравнений химических реакций

Для начала составим схему химической реакции. Например, образование оксида магния (MgO) в процессе горения магния (Mg) в кислороде (O₂). Обозначим реагенты и продукт реакции:

Читайте также:
Урок 22. Химические свойства водорода

Чтобы схема стала уравнением, нужно расставить коэффициенты. В левой части схемы два атома кислорода, а в правой — один. Уравняем их, увеличив число молекул продукта:

Теперь число атомов кислорода до и после реакции одинаковое, а число атомов магния — нет. Чтобы уравнять их, добавим ещё одну молекулу магния. Когда количество атомов каждого из химических элементов в составе веществ уравнено, вместо стрелки можно ставить равно:

Уравнение химической реакции составлено.

Рассмотрим реакцию разложения. Нитрат калия (KNO₃) разлагается на нитрит калия (KNO₂) и кислород (О₂):

В обеих частях схемы по одному атому калия и азота, а атомов кислорода до реакции 3, а после — 4. Необходимо их уравнять.

Для начала удвоим коэффициент перед реагентом:

Теперь в левой части схемы шесть атомов кислорода, два атома калия и два атома азота. В левой по-прежнему по одному атому калия и азота и четыре атома кислорода. Чтобы уравнять их, в правой части схемы нужно удвоить коэффициент перед нитритом калия.

Снова посчитаем число атомов каждого химического элемента в составе веществ до и после реакции: два атома калия, два атома азота и шесть атомов кислорода. Равенство достигнуто.

Химические уравнения не только позволяют предсказать, что произойдёт при взаимодействии тех или иных веществ, но и помогают рассчитать их количественное соотношение, необходимое для реакции.

Учите химию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду CHEMISTRY892021 вы получите бесплатный недельный доступ к курсам химии за 8 класс и 9 класс.

У нас вы сможете учиться в удобном темпе, делать упор на любимые предметы и общаться со сверстниками по всему миру.

Попробовать бесплатно

Интересное по рубрике
Найдите необходимую статью по тегам

Подпишитесь на нашу рассылку
Мы в инстаграм

Домашняя онлайн-школа
Помогаем ученикам 5–11 классов получать качественные знания в любой точке мира, совмещать учёбу со спортом и творчеством

Посмотреть

Рекомендуем прочитать

Реальный опыт семейного обучения

Звонок по России бесплатный

Пишите нам письма

Посмотреть на карте

Если вы не нашли ответ на свой вопрос на нашем сайте, включая раздел «Вопросы и ответы», закажите обратный звонок. Мы скоро свяжемся с вами.

Урок химии в 11-м классе по теме “Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций различными способами”

Разделы: Химия

Цели урока:

  • углубить знания по составлению уравнений ОВР методом электронного баланса;
  • изучить ионно-электронный метод составлению уравнений ОВР, показать его преимущества в формировании умений прогнозирования направления протекания ОВР в растворах.
  • закрепить умения по составлению уравнений ОВР, протекающих в различных средах;

Познакомить учащихся ещё с одним способом составления уравнений ОВР.

Оборудование и реактивы:

  • персональный компьютер, проектор, презентация;
  • раствор соляной кислоты и кусочки цинка, железные гвозди и раствор медного купороса, пробирки в штативе на каждом столе;
  • инструкция “Алгоритм составления уравнений ОВР методом электронного баланса”;
  • инструкции “Алгоритм составления уравнений ОВР ионно-электронным методом”;
  • таблицы: “Окислители и восстановители”.
  • Тип урока: усвоение новых знаний с применением имеющихся знаний и умений с последующим обобщением и систематизацией.

    Методы.

  • Словесные (беседа, объяснение).
  • Наглядные (компьютерная презентация, инструкции, таблицы).
  • Практические (демонстрация и выполнение опытов).
  • План урока.

  • Актуализация знаний.
  • Повторение основных теоретических понятий темы: ОВР, окислители, восстановители, процессы окисления и восстановления.
  • Составлению уравнений ОВР методом электронного баланса, его недостатки.
  • Ионно-электронный метод составления уравнений ОВР, его преимущества.
  • 1. Актуализация знаний.

    Окислительно-восстановительные реакции представляют собой единство двух противоположных процессов – окисления и восстановления. В этих реакциях число электронов, отдаваемых восстановителями, равно числу электронов, присоединяемых окислителями. При этом независимо от того, переходят ли электроны с одного атома на другой полностью или лишь частично, оттягиваются к одному из атомов, условно говорят только об отдаче или присоединении электронов.

    Окислительно-восстановительные процессы принадлежат к числу наиболее распространенных химических реакций и имеют огромное значение в теории и практике. С ними связаны процессы обмена веществ, протекающие в живом организме, гниение и брожение, фотосинтез. Окислительно-восстановительные процессы сопровождают круговороты веществ в природе. Их можно наблюдать при сгорании топлива, в процессах коррозии металлов, при электролизе и выплавке металлов. С их помощью получают щёлочи, кислоты и другие ценные продукты. Они лежат в основе преобразования энергии взаимодействующих химических веществ в электрическую энергию в гальванических и топливных элементах. Человечество давно пользовалось ОВР, вначале не понимая их сущности. Лишь к началу 20-го века была создана электронная теория окислительно-восстановительных процессов.

    Читайте также:
    Урок 36. Получение и применение кислот

    Повторение основных теоретических понятий темы: ОВР, окислители, восстановители, процессы окисления и восстановления. (Слайд 4). Презентация

    Какие химические реакции относятся к окислительно-восстановительным, мы узнали в 8 классе, тогда же научились составлять уравнения этих реакций методом электронного баланса. В последствии, в 9 и 10 классе, мы отмечали, что в любой ОВР один из участников – восстановитель отдает электроны, окисляется, то есть повышает свою степень окисления, а другой – окислитель принимает электроны, восстанавливается, то есть понижает степень окисления. Поэтому, если оба её участника находятся в высшей (окислители: КМn +7 О4 + HN +5 O3) или низшей степени окисления (восстановители: H2S -2 + HCl -1 ), то реакция невозможна.. Если же один из участников может повысить, а другой понизить свои степени окисления, реакция в принципе возможна (HCl -1 + HN +5 O3—>).

    Поэтому, прежде чем написать уравнение реакции, протекающей в смеси заданных веществ, нужно ответить на следующие вопросы:

    • Возможна ли в принципе ОВР между данными веществами?
    • Если да, то установить продукты реакции.
    • Подобрать коэффициенты в уравнении реакции.

    Задание №1. Определите, возможна ли в принципе ОВР между данными веществами? Если да, то определите восстановитель и окислитель в реакции. (Слайд 5)

    Выполнение лабораторных опытов.

  • Взаимодействие раствора соляной кислоты с цинком;
  • Взаимодействие железного гвоздя и раствора медного купороса
  • Вывод после проведения опытов: к ОВР обязательно относятся все реакции замещения и реакции, в которых присутствуют простые вещества.

    2. Составление уравнений ОВР методом электронного баланса, его недостатки.

    Метод электронного баланса основан на сравнении степеней окисления в исходных и конечных веществах, когда известны все исходные вещества и продукты реакции. (Слайд 6) Этот метод хорошо знают и используют все учащиеся при расстановке коэффициентов. И данным методом действительно удобно пользоваться и в неорганической и органической химии, конечно, если даны полные схемы реакций.

    Алгоритм составления уравнений ОВР методом электронного баланса. (Приложение 1)

    Работа у доски: (Слайд 7)

    1. Записать схему реакции:

    2. Определить, атомы, каких элементов изменяют степень окисления:

    3. Составить электронные уравнения процессов окисления и восстановления:

    4. Умножить полученные электронные уравнения на наименьшие множители для установления баланса по электронам:

    5. Перенести множители из электронных уравнений в молекулярное уравнение реакции:

    6. Проверить выполнение закона сохранения массы (число атомов каждого элемента в левой и правой части уравнения должно быть одинаковым) и, если требуется, ввести новые или изменить полученные коэффициенты:

    Вывод: Данным способом расстановки коэффициентов удобно пользоваться, если известны исходные вещества и продукты реакции, т.е. даны полные схемы реакций.

    3. Ионно-электронный метод составления уравнений ОВР, его преимущества.

    Если ОВР протекает в водных растворах и участники реакции не очевидны, то удобнее использовать метод электронно-ионного баланса (другое название – метод полуреакций). А именно такие схемы реакций, в которых не известны некоторые исходные вещества и продукты реакции, даны в заданиях С1 единого государственного экзамена. Сегодня мы познакомимся с особенностями протекания ОВР в водных растворах, научимся определять продукты реакции, используя специфический для таких реакций метод составления их уравнений. (Слайд 8).

    Метод полуреакций, или ионно-электронный метод составления ОВР заключается в том, что для окислительных и восстановительных процессов в отдельности записываются уравнения полуреакций. Затем их уравнивают отдельно, умножают на коэффициенты, чтобы получить общее уравнение, в котором соблюдены законы сохранения массы и заряда, и складывают. Метод на первый взгляд кажется громоздким, но он имеет жесткий алгоритм исполнения, что удобно и полезно.

    Читайте также:
    Урок 39. Соли

    Алгоритм составления уравнения ОВР методом электронно-ионного баланса

    • Составить перечень веществ и частиц, присутствующих в системе до начала реакции.
    • Найти среди них окислитель и восстановитель; определить реакцию среды.
    • Составить уравнение полуреакции окислителя.
    • Составить уравнение полуреакции восстановителя.
    • Уравнять число принятых и отданных электронов.
    • Составить ионное уравнение.
    • Составить молекулярное уравнение.

    Составляя этим методом уравнений ОВР, необходимо учитывать следующие основные правила:

    1) при составлении уравнений полуреакций можно использовать только те вещества и частицы, которые присутствуют в данной системе;

    2) продуктами полуреакций могут быть только те вещества и частицы, которые устойчивы в данной системе;

    3) при составлении уравнения полуреакции окислителя нельзя использовать частицы восстановителя и, наоборот, при составлении уравнения полуреакции восстановителя нельзя использовать частицы окислителя.

    Рассмотрим взаимодействие дихромата калия К2Сг27 с соляной кислотой. (Работа у доски)

    1. Запишим в левой части уравнения формулы исходных веществ.

    Для создания в растворах кислой среды обычно пользуются серной кислотой. Соляная и азотная кислоты применяются редко, так как первая (НСl) способна окисляться, а вторая (НNО3) сама — сильный окислитель.

    2. Определим окислитель и восстановитель.

    Ион Сг27 2- , содержащий хром в его высшей степени окисления, может быть только окислителем. В кислой среде степень окисления хрома понижается — он восстанавливается в Сг 3+ . Ионы С1 – могут только окисляться – он восстановитель.

    3. Составим схемы электронно-ионных уравнений полуреакций для процессов окисления и восстановления.

    Полуреакция окисления: 2СГ – 2е = С12.

    Полурсакция восстановления. Начинать подбор ее коэффициентов следует с уравнивания числа атомов элемента, который меняет свою степень окисления, в данном случае – хрома: Сг27 2- —> 2Сг 3+ .

    4. Проверим число атомов кислорода в каждом уравнении полуреакции слева и справа и уравняйте их. Уравниваем число атомов кислорода. Они превращаются в молекулы воды, степень окисления кислорода в которых та же, что и в Сг27 2- . Для этого необходимо в левую часть добавить ионы Н + , которые заведомо имеются в растворе (среда кислая): Сг27 2- + 14Н + = 2Сг 3+ + 7Н20.

    Одновременно с атомами кислорода при этом уравнивается и число атомов водорода.

    5. Проверим число атомов каждого элемента в левой и правой частях схем уравнений окисления и восстановления.

    6. Проверим равенство сумм зарядов до и после реакции, в соответствии с законом электронейтральности — суммарное число зарядов продуктов реакции должно быть равно

    суммарному числу зарядов исходных веществ.

    В нашей записи суммарный заряд всех ионов слева +12, а справа +6, поэтому для баланса нужно добавить в левую часть нашего выражения 6 электронов, каждый из которых несет заряд — 1. В результате получим уравнение: Сг27 2- + 14Н + + бе = 2Сг 3+ + 7Н20.

    7. Подберем коэффициенты для окислителя и восстановителя согласно закону сохранения энергии (материи) – общее число электронов, отданных восстановителем и принятых окислителем, должно быть равным.

    8. Суммируйте правые и левые части электронно-ионных уравнений, предварительно умножив соответствующие части на подобранные коэффициенты. Сг27 2 – + 14Н + + 6СГ = 2Cr 3+ + 7Н20 + ЗС12,

    9. Сократим подобные члены в правой и левой частях уравнения.

    10. Перепишем ионное уравнение.

    11. По ионному уравнению составим молекулярное, для этого необходимо в правой и левой частях уравнения каждому аниону приписать соответствующее число катионов, а

    каждому катиону приписать соответствующее число анионов. Скомпонуйте ионы в молекулы.

    В данном случае источником ионов Сг27 2- была соль К2Сг27, поэтому с каждым молем Сг27 2- в раствор попадает 2 моль ионов К + . В реакции они участия не принимают, поэтому в неизмененном виде должны перейти в правую часть. Вместе с 14 моль ионов Н + в раствор вносится 14 моль ионов СГ. Из них 6 участвует в реакции в качестве восстановителя, а остальные 8, как и ионы К + , в неизмененном виде остаются после реакции, т. е. дописываются в правую часть. Проделав это, получим:

    Читайте также:
    Урок 10. Признаки химических реакций

    Сг27 2- + 14Н + + 6СГ + 2К + + 8С1 – = 2Сг 3+ + 7Н20 + ЗС12 + 2К + + 8С1 –

    После этого можно объединить ионы в формулы реальных веществ:

    Преимущества электронно-ионного метода:

    1. Рассматриваются реально существующие ионы:

    2. Не нужно знать все получающиеся вещества, они появляются при его выводе.

    3. При использовании этого метода нет необходимости определять степени окисления атомов отдельных элементов, что особенно важно в случае ОВР, протекающих с участием органических соединений, для которых подчас очень сложно сделать это.

    4. Этот метод дает не только сведения о числе электронов, участвующих в каждой полуреакции, но и о том, как изменяется среда.

    5. Сокращенные ионные уравнения лучше передают смысл протекающих процессов и позволяют делать определенные предположения о строении продуктов реакции.

    6. Видна роль среды как активного участника всего процесса.

    Самостоятельная работа (15 мин.): (Слайды 11, 12, 13, 14)

    Закрепление. Составьте уравнение одной из 2 предложенных ОВР ионно-электронным методом или методом электронного баланса.

    (Анализ самостоятельной работы показал, что с работой справились все учащиеся, отдавая предпочтение ионно-электронному методу подбора продуктов реакции и коэффициентов).

    Вывод: Если в ОВР не указаны продукты реакции, то удобнее использовать метод электронно-ионного баланса, который позволяет подобрать их, используя четкий алгоритм исполнения, что удобно и полезно.

    Домашнее задание: (Слайд 15, 16)

    Задание 2. Используя метод электронного баланса (или метод электронно-ионного баланса), составьте уравнения любых 3 реакций.

    Определите окислитель и восстановитель.

    Вывод по итогам занятия: Учащиеся проявляют повышенный интерес к данной теме, они осознают важность и необходимость владения рассмотренным материалом, понимают, что полученные знания помогут им успешно выполнить задания ЕГЭ.

    Анализ самостоятельной работы показал, что с работой справились все учащиеся, отдавая предпочтение ионно-электронному методу подбора продуктов реакции и коэффициентов.

    Классификация химических реакций. Химия. 11 класс. Разработка урока

    УМК «Химия. 11 класс. Базовый уровень» О. С. Габриеляна.

    Цель: Систематизировать знания учащихся о подходах к классификации химических реакций.

    Задачи:

    • Обучающие: систематизировать, обобщить и углубить знания учащихся о химических реакциях и их классификации. Рассмотреть некоторые из многочисленных классификаций химических реакций по различным признакам.
    • Развивающие: развивать умение анализировать, сопоставлять данные и делать выводы, развитие познавательных способностей
    • Воспитывающие: формирование коммуникативной компетенции: воспитание самостоятельности, сотрудничества.

    Тип урока: урок изучения новых знаний.

    Методы: диалог, частично-поисковый метод.

    Форма организации деятельности учащихся: фронтальная и групповая.

    Оборудование: компьютер, проектор, реактивы и лабораторное оборудование для проведения лабораторных опытов.

    ЦОР: Видеоопыты с сайта «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов», презентация.

    Ход урока

    1. Организационный момент

    2. Актуализация знаний

    Слайд 2.

    ?Что объединяет эти явления? Что лежит в их основе?

    «Осень. Обсыпается весь наш бедный сад,
    Листья пожелтелые по ветру летят;
    Лишь вдали красуются, там на дне долин,
    Кисти ярко-красные вянущих рябин».

    Во время грозы образовался озон.

    Железный гвоздь, лежавший на влажной земле, покрылся ржавчиной.

    Предполагаемые ответы: Все явления объединяет то, что в их основе лежат химические явления, химические реакции.

    ?Что происходит в ходе химической реакции с веществами?

    Слайд 3. В ходе химической реакции из одних веществ образуются другие вещества, отличающиеся от исходных по составу, строению и свойствам.

    3. Изучение новых знаний

    Химические реакции можно классифицировать по различным признакам.

    Слайд 4.

    ?Как вы думаете, по какой признак объединил все указанные реакции:

    Данные реакции не сопровождаются изменением состава веществ.

    Читайте также:
    Урок 1. Атомы и химические элементы

    ?Как называется явление существования разных простых веществ, образованных одним элементом? (Аллотропия)

    ?Как называется процесс превращения бутана в изобутан? (изомеризация)

    Вывод: Процесс взаимопревращений разных аллотропных модификаций одного химического элемента и реакции изомеризации относятся к реакциям, которые не сопровождаются изменением состава веществ. Слайд 5.

    Классификацию химических реакций, протекающих с изменением состава вещества, можно проводить по самым разным признакам.

    ? Какие типы реакций, протекающих с изменением состава вещества вы знаете?

    Предполагаемые ответы учащихся: реакция соединения, разложения, обмена, замещения.

    Слайд 6. ?Определите, какой признак объединяет эти реакции:

    В неорганической химии

    В органической химии

    Предполагаемые ответы: из нескольких веществ образуется одно, происходит соединение.

    ?Одинаковый ли механизм протекания реакций такого типа в органической и неорганической химии?

    Вывод: Реакции, в результате которых из двух и более веществ образуется одно сложное вещество называются реакциями соединения в неорганической химии и реакциями присоединения в органической химии.

    Слайд 7. ? Какой признак объединяет реакции:

    В неорганической химии

    В органической химии

    Вывод: В ходе этих реакций из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ. В неорганической химии реакции называются реакциями разложения, в органической – реакциями отщепления.

    Реакции отщепления – антонимы реакциям присоединения.. Составьте самостоятельно реакции дегидрирования этана и дегидратации этанола.

    Слайд 8. Просмотрите видеофрагменты: получение железа из его оксида, взаимодействие натрия с водой

    Составьте уравнения данных реакций.

    ?Какой признак объединяет эти реакции? Какие изменения происходят с веществами в ходе таких реакций?

    В ходе реакций атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном. Такие реакции называются реакциями замещения. В органической химии реакции замещения имеют свою специфику.

    Слайд 9. Найдите среди перечисленных реакции замещения.

    (К реакциям замещения относятся реакции №2 и №3.)

    Ребята, определите к какому типу можно отнести реакции между предложенными веществами.

    Лабораторная работа (работа в группах)

    Проведите опыты, соблюдая правила техники безопасности, заполните таблицу:

    Как решать химические уравнения – схемы и примеры решения для разных реакций

    Основные термины и понятия

    Составление уравнений химических реакций невозможно без знания определённых обозначений, показывающих, как проходит реакция. Объединение атомов, имеющих одинаковый ядерный заряд, называют химическим элементом. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Первые совпадают с числом атомного номера элемента, а значение вторых может варьироваться. Простейшими веществами называют элементы, состоящие из однотипных атомов.

    Любой химический элемент описывается с помощью символов, условно обозначающих структуру веществ. Формулы являются неотъемлемой частью языка науки. Именно на их основе составляют уравнения и схемы. По своей сути они отражают количественный и качественный состав элементов. Например, запись HNO3 сообщает, что в соединении содержится одна молекула азотной кислоты, а оно само состоит из водорода, азота и кислорода. При этом в состав одного моля азотной кислоты входит по одному атому водорода и азота и 3 кислорода.

    Символика элементов, условное обозначение, представляет собой химический язык. В значке содержится информация о названии, массовом числе и порядковом номере. Международное обозначение принято, согласно периодической таблице Менделеева, разработанной в начале 1870 года.

    Взаимодействующие между собой вещества называются реагентами, а образующиеся в процессе реакции — продуктами. Составление и решение химических уравнений фактически сводится к определению результатов реакций, поэтому просто знать формулы веществ мало, нужно ещё уметь подбирать коэффициенты. Располагаются они перед формулой и указывают на количество молекул или атомов, принимающих участие в процессе. С правой стороны от химического вещества ставится индекс, указывающий место элемента в системе.

    Записывают уравнения в виде цепочки, в которой указываются все стадии превращения вещества начиная с левой части. Вначале пишут формулы элементов в исходном состоянии, а затем последовательно их преобразование.

    Виды химических реакций

    Химические явления характеризуются тем, что из двух и более элементов образуются новые вещества. Уравнения описывают эти процессы. Впервые с объяснениями протекания реакций знакомят в восьмом классе средней образовательной школы на уроках неорганической химии. Ученикам демонстрируют опыты, в которых явно наблюдаются различия в протекании реакций.

    Читайте также:
    Урок 15. Воздух как смесь газов

    Всего существует 4 типа химического взаимодействия веществ:

    1. Соединение. В реакцию могут вступать 2 простых вещества: металл и неметалл или неметалл и неметалл. Например, алюминий с серой образуют сульфид алюминия. Кислород, взаимодействуя с водородом, превращается в воду. Объединятся могут 2 оксида с растворимым основанием, как оксид кальция с водой: CaO + H2O = Ca (OH)2 или основной оксид с кислотным: CaO + SO3 = CaSO4.
    2. Разложение. Это процесс обратный реакции соединения: было одно вещество, а стало несколько. Например, при пропускании электрического тока через воду получается водород и кислород, а при нагревании известняка 2 оксида: CaCO3 = CaO + CO2.
    3. Замещение. В реакцию вступают 2 элемента. Один из них простой, а второй сложный. В итоге образуются 2 новых соединения, при котором атом простого вещества заменяет сложный, как бы вытесняя его. Условие протекания процесса: простое вещество должно быть более активным, чем сложное. Например, Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2. Величину активности можно узнать из таблицы ряда электрохимических напряжений.
    4. Обмен. В этом случае между собой реагируют 2 сложных элемента, обменивающиеся своими составными частями. Условием осуществления такого типа реакции является обязательное образование воды, газа или осадка. Например, CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O. Чтобы узнать, смогут ли вещества прореагировать, используют таблицу растворимости.

    Основными признаками химических реакций является изменение цвета, выделение газа или образование осадка. Различают их по числу веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся продуктов. Правильное определение типа реакции особо важно при составлении химических уравнений, а также определения свойств и возможностей веществ.

    Окислительно-восстановительный процесс

    Составление большинства реакций сводится к подбору коэффициентов. Но при этом могут возникнуть трудности с установлением равновесия, согласно закону сохранения массы веществ. Чаще всего такая ситуация возникает при решении заданий, связанных с расстановкой количества атомов в уравнениях окислительно-восстановительных процессов.

    Под ними принято понимать превращения, протекающие с изменением степени окисления элементов. При окислении происходит процесс передачи атомом электронов, сопровождающийся приобретением им положительного заряда или ионом, после чего он становится нейтральным. При этом также происходит процесс восстановления, связанный с присоединением элементарных частиц атомом.

    Для составления уравнений необходимо определить восстановитель, окислитель и число участвующих в реакции электронов. Коэффициенты же подбирают с помощью метода электронно-ионного баланса (полуреакций). Его суть состоит в установлении равенства путём уравнивания количества электронов, отдаваемых одним элементом и принимаемым другим.

    Классический алгоритм

    В основе решения задач этим методом — закон сохранения массы. Согласно ему, совокупная масса элементов до реакции и после остаётся неизменной. Другими словами, происходит перегруппировка частиц. Если рассматривать решение химического уравнения поэтапно, оно будет состоять из трёх шагов:

    1. Написания формул элементов, вступающих в реакцию с левой стороны.
    2. Указания справа формулы образующихся веществ.
    3. Уравнивания числа атомов с добавлением коэффициентов.

    Перед тем как переходить к сложным соединениям, лучше всего потренироваться на простых. Например, нужно составить уравнение, описывающее взаимодействие двух сложных веществ: гидроксида натрия и серной кислоты. При таком соединении образуется сульфат натрия и вода.

    Согласно алгоритму, в левой части уравнения необходимо записать реагенты, а в правой продукты реакции: NaOH + H2SO 4 → Na 2SO4 + H2O. Теперь следует уравнять коэффициенты. Начинают с первого элемента. В примере это натрий. В правой части содержится 2 его атома, а в левой один, поэтому необходимо возле реагента поставить цифру 2. Затем нужно уровнять водород. В результате получится выражение: 2 NaOH + H2SO 4 → Na2 SO4 +2H2O.

    Ещё одним наглядным примером является процесс реакции тринитротолуола с кислородом. При их взаимодействии образуется: C7H5N3O6 + O2 → CO2 + H2O + N2. Исходя из того, что слева находится нечётное число атомов H и N, а справа чётное, нужно их уравнять: 2C7H5N3O6 + O2 → CO2 + H2O + N2.

    Читайте также:
    Урок 42. Взаимосвязь между классами неорганических веществ

    Теперь становится понятным, что 14 и 10 атомов углерода и водорода должны образовать 14 долей диоксида и 5 молекул воды. При этом 6 атомов азота превратятся в 3. Итоговое уравнение будет выглядеть как 2C7H5N3O6 + 10,5O2 → 14CO2 + 5H2O + 3N2.

    Перед тем как начинать тренировку по составлению уравнений, следует научиться расставлять валентность. Это параметр, равный числу соединившихся атомов каждого элемента. Фактически это способность к соединению. Например, в формуле NH3 валентность атома азота равна 3, а водорода 1.

    Решение методом полуреакций

    Алгоритм для решения примеров химических уравнений проще рассмотреть на конкретном задании. Пускай необходимо описать процесс окисления пирита азотной кислоты с малой концентрацией: FeS2 + HNO3. Решать этот пример необходимо в следующей последовательности:

    1. Определить продукты реакции. Так как кислота является сильным окислителем, сера получит максимальную степень оксидации S6+, а железо Fe3+. HNO3 может восстановиться до одного из двух состояний NO2 или NO.
    2. Исходя из состава ионов и правила, что вещества, переходящие в газовую форму или плохо растворимые, записываются в молекулярном виде, верным будет записать: FeS2 — Fe3+ + 2SO2−4. Гидролизом можно пренебречь.
    3. В записи уравнивают кислород. Для этого в левую часть добавляют 8 молекул воды, а в правую 16 ионов водорода: FeS2 + 8H20 — Fe3+ + 2SO2−4 + 16H+. Так как заряда в левой части нет, а в правой он равный +15, то серное железо должно будет отдать 15 электронов. Значит, уравнение примет вид: FeS2 + 8H20 — 15e → Fe3+ + 2SO2−4 + 16H+.
    4. Теперь переходят к реакции восстановления нитрата иона: NO-3 →NO. Для её составления нужно отнять у оксида азота 2 атома кислорода. Делают это путём прибавления к левой части 4 ионов водорода, а правой — 2 молекул воды. В итоге получится: NO-3 + 4H+ → NO + 2H2O.
    5. Полученную формулу уравнивают добавлением к левой части 3 электронов: NO-3 + 4H+ 3e → NO + 2H2O.
    6. Объединяют найденные выражения и записывают результат: FeS2 + 8H20 + 5NO-3 + 20H+ → Fe3+ + 2SO2−4 + 16H+ + 5NO + 10H2O.

    Уравнение можно сократить на 16H + и 8H2O. В итоге получится сокращённое выражение окислительно-восстановительной реакции: FeS2 + 5NO – 3 + 4 H + = Fe3 + + 2SO 2- 4 + 5NO + 2H2O.

  • Добавив в обе части нужное количество ионов, записывают молекулярное уравнение: FeS2 + 8HNO3 = Fe (NO 3) 3 + 2H2SO4 + 5NO + 2H2O.
  • Такой алгоритм считается классическим, но для упрощения понимания лучше использовать способ электронного баланса. Процесс восстановления переписывают как N5+ + 3e → N2+. Степень же окисления составить сложнее. Сере нужно приписать степень 2+ и учесть, что на 1 атом железа приходится 2 атома серы: FeS2 → Fe3++ 2S6+. Запись общего баланса будет выглядеть: FeS2 + 5N5+ = Fe3+ + 2S6+ + 5N2+.

    Пять молекул потратятся на окисление серного железа, а ещё 3 на образование Fe (NO3)3. После уравнения двух сторон запись реакции примет вид, аналогичный полученному с использованием предыдущего метода.

    Использование онлайн-расчёта

    Простые уравнения решать самостоятельно довольно просто. Но состоящие из сложных веществ могут вызвать трудности даже у опытных химиков. Чтобы получить точную формулу и не подбирать вручную коэффициенты, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. При этом их использовать сможет даже пользователь, не особо разбирающийся в науке.

    Чтобы расстановка коэффициентов в химических уравнениях онлайн происходила автоматически, нужно лишь подключение к интернету и исходные данные. Система самостоятельно вычислит продукты реакции и уравняет обе стороны формулы. Интересной особенностью таких сайтов является не только быстрый и правильный расчёт, но и описание правил с алгоритмами, по которому выполняются действия.

    После загрузки калькулятора в веб-обозревателе единственное, что требуется от пользователя — правильно ввести реагенты в специальные формы латинскими буквами и нажать кнопку «Уравнять». Иногда возникает ситуация, когда запись сделана верно, но коэффициенты не расставляются. Это происходит, если суммы в уравнении могут быть подсчитаны разными способами. Характерно это для реакций окисления. В таком случае нужно заменить фрагменты молекул на любой произвольный символ. Таким способом можно не только рассчитать непонятное уравнение, но и выполнить проверку своих вычислений.

    Читайте также:
    Урок 35. Химические свойства кислот

    План-конспект урока на тему “Химические уравнения”

    Урок разработан к УМК О.С. Габриелян. Содержит технологическую карту в соответствии с требованиями ФГОС.

    Содержимое разработки

    Технологическая карта урока химии

    соответствии с требованиями ФГОС

    Тема: «Химические уравнения»

    МОУ Илешевская ООШ

    Назадзе Татьяна Юрьевна

    План-конспект урока по учебнику «ХИМИЯ 8 КЛАСС »

    Авторы: О.С. Габриелян

    Тема: «Химические уравнения»

    (Технологическая карта изучения темы)

    Сформировать понятие о химическом уравнении;

    Обучать умению составлять химические уравнения.

    Учить учащихся различным способом трансформации и кодировки информации.

    Формы работы учащихся

    Предметные умения

    В познавательной сфере:

    Умение управлять своей познавательной деятельностью.

    Самоконтроль и самооценка

    Определять понятия «исходные

    вещества (реагенты)», «продукты

    Регулятивные:

    реакции», «условие протекания

    1.Постановка цели и анализирование условий достижения цели.

    2. Прогнозирование результата и оценивание уровня

    Научиться записывать схемы

    Планируемый результат

    Давать определение понятия:

    Познавательные:

    закон сохранения массы веществ,

    Умение структурировать знания.

    Умение выделять существенные характеристики объектов.

    Умение устанавливать причинно-следственные связи.

    В ценностно-ориентационной сфере:

    Коммуникативные:

    Понять единую природу

    Умение организовывать учебное сотрудничество и совместную

    сохранения массы вещества в

    деятельность с партнёрами

    процессе химических реакций.

    Умение участвовать в коллективном обсуждении проблемы,

    аргументировать свою позицию.

    Основные понятия

    Химические и физические явления, коэффициент, реагенты, продукты реакции, условия протекания х/р.

    Организация пространства

    Межпредметные связи

    Формы работы

    Математика, физика (уравнения), литература

    Учебник химии 8 класса, рабочая тетрадь.

    (У сильного всегда бессильный виноват)

    Работа с программой

    Раздаточный материал (индивидуальные карточки-задания, тест,

    алгоритм составления уравнения х/р).

    Мультимедиа (ПК, интерактивная доска, проектор).

    ЭТАПЫ УРОКОВ

    ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОБУЧАЮЩИХСЯ

    Деятельность

    Познавательная

    Коммуникативная

    Регулятивная

    1 этап ВЫЗОВ.

    Постановка цели и задач урока (актуализация имеющихся у учащихся знаний)

    Я рада нашей новой

    Готовятся к уроку.

    Вы сегодня будете

    Выводы делать и

    А чтобы урок пошёл

    Активно в работу

    назовите вещества и

    класс соединений, к

    по уровню сложности.

    – 1 группа проводит

    – 2 группа разгадывает

    пар и дальнейшей

    сегодняшнего урока, я

    попрошу вас ребята

    открыть тетрадь, взять

    ручку и ответить на

    только номер вопроса и

    в своей системе

    своих действий на

    Если данные вещества в

    другие не превращаются,

    А лишь форма их

    То явления данные как

    (Физические явления.)

    Явления эти знаете вы,

    В природе и в быту

    от первых явлений они тем отличаются, Что из данных веществ, другие легко получаются.

    (Химические явления.)

    Приведите примеры химических явлений.

    -Второе название химических явлений? (химические реакции).

    Назовите признаки, по которым мы можем определить, что произошла химическая реакция.

    (изменение цвета; выделение газа; появление или исчезновение запаха ; выпадение или исчезновение осадка; выделение света; выделение или поглощение теплоты).

    Как называется схематически записанная химическая реакция? (химическое уравнение).

    Сформулируйте тему урока.

    -Определяет тему занятия в сотрудничестве с обучающимися.

    -Молодцы, тема урока сформулирована правильно.

    урока, которую вы

    будете решать в течение

    работу для решения

    (Что такое химическое

    уравнение, как записать

    х/у, используя формулы

    веществ, химические

    математические знаки?).

    2 этап ОСМЫСЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ

    Осмысление содержания. Первичное применение знаний.

    по осмыслению и

    Что вам известно об

    уравнении вообще? На каких предметах вы встречались с уравнениями? (Используем

    уравнения на математике и физике.)

    Уравнение – это математическое равенство с одной или несколькими неизвестными величинами. Что такое, по-вашему, химическое уравнение? (Версии учащихся.).

    Ещё раз, какая перед вами стоит проблема? Что такое х/у?

    Демонстрация опыта «Горение фосфора (V) в кислороде»

    Опишите словами, что вы наблюдали?

    Вы описали химическую реакцию словами. А теперь давайте составим условную запись. Кто пойдёт к доске?

    Читайте также:
    Урок 8. Химическое количество вещества и моль

    Как химики обозначают на письме фосфор, кислород, оксид фосфора (V)?

    Как вы назовёте вещества (фосфор, кислород), которые вступили между собой в реакцию? (исходные вещества (реагенты)),

    Как вы назовёте оксид фосфора (V), который образовался в ходе

    Урок упражнений в составлении уравнений ОВР – ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ – ПОУРОЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПО ХИМИИ 11 класс – поурочные разработки – разработки уроков – авторские уроки – план-конспект урока – химия

    Цели урока: совершенствовать умения и навыки в составлении ОВР методом электронного баланса, дать представление о составлении ОВР подстрочным и электронно-ионным методом.

    I. Организационный момент. Проверка знаний учащихся

    Выполнение домашнего задания у доски.

    Устный опрос учащихся по следующим вопросам (кодотранспорант).

    1. Какие реакции называются окислительно-восстановительными?

    2. Что называется процессом восстановления? Как изменяется С.О. элемента при восстановлении?

    3. Что называется процессом окисления? Как изменяется С.О. элемента при окислении?

    4. Определение понятия «восстановитель».

    5. Определение понятия «окислитель».

    6. Какие типы ОВР знаете?

    7. Как предсказать функцию вещества по С.О. элемента?

    8. Какие важнейшие окислители и восстановители известны?

    9. Какие из перечисленных ниже процессов представляют собой: окисление (о-е), какие — восстановление (в-е). Определите число отданных или принятых электронов.

    10. Что происходит со С.О. восстановителя? Окислителя?

    11. Предскажите функции следующих веществ в ОВР.

    а) — окислитель, т. к. элемент сера проявляет максимальную С.О.

    б) — окислитель и восстановитель, т. к. элемент сера проявляет промежуточную С.О.

    в) — восстановитель, т.к. элемент сера проявляет минимальную С.О.

    12. Составить уравнения ОВР методом электронного баланса.

    II. Самостоятельная работа

    Ответы на вопросы самостоятельной работы

    II. Дополнительная информация

    В оставшееся время урока следует ознакомить учащихся с подстрочным методом составления ОВР. Этот метод позволяет экономить время составления ОВР при выполнении тестовых заданий.

    Задание: Определить сумму коэффициентов в уравнении ОВР.

    1) Определить С.О. всех элементов

    2) С учетом индексов, определить количество принятых и отданных электронов элементами.

    3) Под формулой в уравнении поставить число отдельных или принятых электронов:

    а) — С.О. понизилась, принято 6 электронов;

    б) — С.О. повысилась, отдано 2 · 5 = 10 электронов.

    Если есть возможность сократить значения на одно и то же число, следует сократить. В нашем случае сокращаем на два.

    4) Найденные значения ставим так, чтобы количество отданных электронов оказалось перед формулой вещества, где они принимаются и наоборот:

    5) Затем сравниваем количество всех атомов левой части уравнения и правой в той же последовательности, что и водород сравнивается предпоследним, кислород — последним.

    Электронно-ионный метод дает возможность в конечном итоге выйти практически сразу на все коэффициенты уравнения. Почему электронно-ионный? Так как большинство ОВР происходят в растворах, среда может быть щелочной, нейтральной, то все вещества в растворах находятся в виде катионов и анионов, т.к. прошла их диссоциация. В схеме баланса записываются не отдельные элементы, а катионы и анионы, в состав которых они входят. Вещества, которые не диссоциируют, записываются молекулярной формулой. Обязательно учитываются количество кислородных атомов в этих частицах и самое главное — среда. Если время урока позволяет, то учащимся можно показать этот метод на определенной ОВР:

    Общий ионный вид:

    Полученные коэффициенты переносим в уравнение:

    Неорганическая химия 8 класс. Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г.

    Тетрадь для практических работ. 8 класс. К учебнику Рудзитиса Г.Е., Фельдмана Ф.Г.

    Тетрадь для лабораторных работ. 8 класс. К учебнику Рудзитиса Г.Е., Фельдмана Ф.Г.

    Т ема 1: “Первоначальные химические понятия”

    1 Предмет и задачи химии. Когда и как возникла химическая наука. Методы познания в химии
    2 Понятие “вещество” в химии и физике. Свойства веществ. Описание физических свойств веществ
    3,4 Практическая работа №1 по теме: “Правила техники безопасности в кабинете химии. Правила обращения с лабораторным оборудованием. Строение пламени”
    5,6 Чистые вещества и смеси
    7 Практическая работа №2 по теме: “Очистка загрязненной поваренной соли”
    7 Практическая работа №2 по теме: “Разделение смесей” (микролаборатория)
    8 Физические и химические явления
    9,10 Атомы, молекулы и ионы. Вещества молекулярного и немолекулярного строения. Кристаллическое состояние веществ. Кристаллические решетки.
    11 Простые и сложные вещества. Химический элемент
    12 Язык химии. Знаки химических элементов. Относительная атомная масса
    13 Закон постоянства состава вещества
    14 Химические формулы. Относительная молекулярная масса
    15 Вычисления по химическим формулам. Массовая доля химического элемента в соединении
    16, 17 Валентность химических элементов
    18 Тестирование по теме: “Валентность”
    19 Атомно-молекулярное учение
    20 Закон сохранения массы веществ и энергии
    21 Признаки и условия протекания химических реакций
    22 Составление уравнений химических реакций
    23 Типы химических реакций
    24 Повторение, обобщение. Подготовка к контрольной работе
    25 Контрольный тест №1 по теме: “Первоначальные химические понятия”
    25 К.Р. №1 по теме: “Первоначальные химические понятия”
    Читайте также:
    Урок 16. Кислород и озон

    Тема 2: “Кислород. Горение”

    1 Кислород, его общая характеристика и нахождение в природе. Получение кислорода и его физические свойства
    2 Химические свойства кислорода. Оксиды. Применение кислорода. Круговорот кислорода в природе
    3 Практическая работа № 3 по теме: “Получение кислорода и изучение его свойств”
    4 Озон. Аллотропия кислорода
    5 Воздух и его состав. Защита атмосферного воздуха от загрязнения
    6 Горение и медленное окисление. Решение задач на тепловой эффект химической реакции. Тепловой эффект химической реакции. Решение задач
    6 Контрольный тест по теме: “Кислород”

    Тема 3: “Водород”

    1 Водород, его общая характеристика, нахождение в природе. Получение водорода и его физические свойства
    2 Химические свойства водорода. Применение
    3 П.Р. №4 по теме: “Получение водорода и изучение его свойств”

    Тема 4: “Вода. Растворы”

    1 Вода: анализ и синтез. Вода в природе и способы ее очистки.
    2 Физические и химические свойства воды
    3 Растворы. Растворимость веществ в воде
    4 Массовая доля растворенного вещества в растворе
    5,6 Повторение, обобщение по пройденной теме
    7 Практическая работа №5 по теме: “Приготовление растворов с определенной массовой долей растворенного вещества в растворе”
    8 К.Р.№2 по теме: “Водород. Кислород. Вода. Растворы”

    Тема 5: “Количественные отношения в химии”

    1 Моль. Молярная масса
    2 Закон Авогадро. Молярный объем газов
    3 Объемные отношения газов при химических реакциях . Относительная плотность газов
    4,5 Решение расчетных задач по уравнению химических реакций

    Тема 6: “Основные классы неорганических соединений”

    1,2 Оксиды: классификация, номенклатура, свойства оксидов, получение, применение
    3 Основания: классификация, номенклатура, получение
    4 Физические и химические свойства оснований. Реакция нейтрализации
    5 Амфотерные оксиды и гидроксиды
    6,7 Кислоты: классификация, номенклатура, физические и химические свойства
    8 Соли: классификация, номенклатура, способы получения
    9 Физические и химические свойства солей
    10,11 Генетическая связь между основными классами неорганических соединений
    12 Практическая работа №6. Решение экспериментальных задач по теме: “Важнейшие классы неорганических соединений”
    13 Повторение, обобщение и систематизация знаний по теме «Классы неорганических соединений»
    14 Контрольная работа №3 «Классы неорганических соединений»

    Тема 7: “Периодический закон и строение атома”

    1 Классификация химических элементов. Система химических элементов и периодический закон Д.И. Менделеева
    1 Строение атома. Состав атомных ядер. Изотопы. Химический элемент
    2,3 Строение электронных оболоческ атомов. Распределение электронов по энергетическим уровням элементов третьего и четвертого периодов ПСХЭ
    4 Характеристика химического элемента по положению его в ПСХЭ. Повторение и обобщение

    Тема 8: “Строение вещества. Химическая связь”

    1 Электроотрицательность химических элементов . Классификация химических связей
    2 Ковалентная связь. Полярная и неполярная ковалентная связь
    3 Ионная связь
    4 Степень окисления и валентность
    5 Повторение и обобщение по теме: “Строение вещества. ОВР”
    6 К.Р. №4 по теме: “ПЗ и строение атома. Химическая связь. ОВР”

    Тема 9: “Повторение, обобщение”

    1 Итоговая контрольная работа по курсу 8 класса

    При создании уроков использованы ресурсы и материалы:

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: