Урок 13. Составление химических уравнений

Урок химии в 8-м классе по теме “Химические уравнения”

Разделы: Химия

Цель: научить учащихся составлять химические уравнения. Научить их уравнивать с помощью коэффициентов на основе знания закона сохранения массы вещества М.В. Ломоносова.

Задачи:

  • Образовательные:
    • продолжить изучение физических и химических явлений с введением понятия «химическая реакция»,
    • ввести понятие «химическое уравнение»;
    • научить учащихся составлять химические уравнения, уравнивать уравнения с помощью коэффициентов.
  • Развивающие:
    • продолжить развивать творческий потенциал личности учащихся через создание ситуации проблемного обучения, наблюдения, проведения опытов химических реакций.
  • Воспитательная:
    • воспитать умение работать в команде, группе.

Оборудование: табличный материал, справочники, алгоритмы, набор заданий.

Д/О: «Горение бенгальских огней»:, спички, сухое горючее, железный лист/ ТБ при работе с огнём.

I. Организационный момент

Определение цели урока.

II. Повторение

1) На доске набор физических и химических явлений: испарение воды; фильтрование; ржавление; горение дров; скисание молока; таяние льда; извержение вулкана; растворение сахара в воде.

Задание:

Дать пояснение каждому явлению, назвать практическое применение данного явления в жизни человека.

На доске нарисована капля воды. Создать полную схему превращения воды из одного агрегатного состояния в другое. Как называется данное явление в природе и каково его значение в жизни нашей планеты и всего живого?

III. Д/О «Горение бенгальских огней»

1. Что происходит с магнием, который составляет основу бенгальского огня ?
2. Что явилось основной причиной такого явления?
3. К какому типу относится данная химическая реакция?
4. Попробуйте схематично изобразить химическую реакцию, которую вы наблюдали в этом опыте.

– Предлагаю попробовать составить схему данной реакции:

– Как мы узнали, что получилось другое вещество? (По признакам химической реакции: изменение окраски, появление запаха.)
– Какой газ находится в воздухе, который поддерживает горение? (Кислород – О)

IV. Новый материал

Химическую реакцию можно записывать с помощью химического уравнения.
Можно вспомнить понятия «уравнение», которое дается в математике. В чем суть самого уравнения? Что-то уравнивают, какие-то части.
Попробуем дать определение «химического уравнения», можно смотреть на схему и попытаться дать определение:

Химическое уравнение – это условная запись химической реакции с помощь химических знаков, формул и коэффициентов.
Химические уравнения записываются на основе Закона сохранения массы вещества, открытого М.В.Ломоносовым в 1756 году, который гласит (учебник стр. 96): «Масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате её».
– Надо научиться уравнивать химические уравнения с помощью коэффициентов.
– Для того чтобы хорошо научиться составлять химические уравнения, нам необходимо вспомнить:
– Что такое коэффициент?
– Что такое индекс?
Не забываем алгоритм «Составление химических формул».

Предлагаю пошаговый алгоритм составления химического уравнения:

V. Составления химического уравнения

1. Записываю в левой части уравнение вступающие в реакцию вещества: Al + O2

2. Ставлю знак «=» и записываю образующиеся вещества в правой части уравнения – продукты реакции: Al + O2 = Al2O3

3. Уравнивать начинаю с того химического элемента, которого больше или с кислорода, затем составляю конструкцию:

вступило кислорода «2», а получилось «3», их число не равно.

4. Ищу НОК (наименьшее общее кратное) двух цифр «2» и «3» – это «6»

5. Делю НОК «6» на число «2» и «3»и выставляю в качестве коэффициентов перед формулами.

6. Начинаю уравнивать следующие химические элементы – Al, рассуждаю так же. Вступило Al «1», а получилось «4», ищу НОК

Коэффициент «1» в уравнениях не пишется, но учитывается при составлении уравнения.

7. Читаю всю запись химического уравнения.

Такое долгое рассуждение позволяет быстро научиться уравнивать в химических уравнениях, учитывая, что правильное составление уравнений реакций для химии имеет большое значение: решение задач, написание химических реакций.

VI. Задание на закрепление

Фосфор + кислород = оксид фосфора (V)
Серная кислота + алюминий = сульфат алюминия + водород
Вода = водород + кислород

– Работает на доске один сильный ученик.

– Расставить коэффициенты в уравнениях химических реакций.

Химические уравнения отличаются по типам, но это мы рассмотрим на следующем уроке.

Читайте также:
Урок 10. Ионы в газе

VII. Подведение итогов урока

Вывод. Выставление оценок.

VIII. Домашнее задание: § 27, упр. 2, с. 100.

Дополнительный материал: Р.т.с. 90-91, упражнение 2 – индивидуально.

Урок 13. Составление химических уравнений

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 19. Изменение энтальпии

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.

Алгоритм составления уравнений химических реакций

Описание разработки

Цель урока: – научиться писать уравнения химических реакций

– знать значения коэффициентов в химических уравнениях

– уметь составлять уравнения химических реакций, применять закон сохранения

Оборудование: сера, водород, спички, держатель, карточки опорный сигнал

Тип урока: комбинированный

1. Оргмомент. Приготовление класса и учеников к уроку.

2.Основная часть урока.

2.1. Проверка знаний (уплотненный опрос).

а)1 ученик: Получить сульфид железа. Записать уравнение реакции, не забыть о правилах техники безопасности при выполнении опыта.

б) 2 ученик: Записать на доске химические формулы веществ, основываясь на знании валентности:

III III I II II II II II Ii

NH PH HCl HS ZnS CuS AlS SnS PbS.

в)3 ученик выполняет здание на доске. Расставить валентность элементов в соединении:

P2O5 Ag2O Cu2O HCl Al2O3 MgO N2O5 CuO HF P2O3 FeO Fe2O3

г) Фронтальный опрос (класс работает с учителем):

1. Что изучает химия?

2. Что такое вещество?

3. Какая смесь называется однородной? Неоднородной?

4. Перечисли способы выделения веществ из смеси.

5. Какие явления называют физическими? Химическими?

6. Что такое молекула?

7. Что такое атом?

8. Какие бывают вещества?

9.Дать определение простого и сложного вещества.

10. Прочти закон сохранения постоянства состава.

11. Что такое химическая формула?

12. Дать определение валентности.

13. Назвать типы химических реакций, условия течения, признаки.

14. Что называют химическим уравнением?

Класс выслушивает ответ ученика, выполнявшего практическое задание. Два ученика проверяют ответы на доске.

Учителем выставляются оценки учащимся за работу на уроке.

2.2. Изучение темы урока.

Читайте также:
Урок 17. Реакция нейтрализации

На доске открываются вопросы (Слайд)

-О чем можно судить по уравнению химических реакций?

-На основе какого закона составляются все уравнения химических реакций?

-Чем это достигается?

Учащиеся, слушая учителя должны ответить на вопросы.

Отныне любую химическую реакцию

С помощью знаков и формул пишу

И запись эту – химическим уравнением

Я называть Вас попрошу.

Состоит оно из двух частей,

Что стрелкою соединяются,

До стрелки – вещества, что реагируют,

А после – те, что получаются.

Но, чтоб составить уравнение

Ты стрелки знаком замени:

А по …закону сохранения…

Массу веществ равной сохрани,

Как на весах, чтоб, до и после

Их масса равной будет

Закон, открытый Ломоносовым и

Лавуазье – никто из Вас пусть не забудет.

2.3. Закрепление изученного:

Что нового узнали на уроке?

Что такое химическое уравнение?

Что показывает индекс?

Какое значение имеет коэффициент?

Содержимое разработки

План-конспект урока на тему: Химические уравнения.

Цель урока: – научиться писать уравнения химических реакций

– знать значения коэффициентов в химических уравнениях

– уметь составлять уравнения химических реакций, применять закон сохранения

Оборудование: сера, водород, спички, держатель, карточки опорный сигнал

Тип урока: комбинированный

1. Оргмомент. Приготовление класса и учеников к уроку.

2.Основная часть урока.

2.1. Проверка знаний (уплотненный опрос).

а)1 ученик: Получить сульфид железа. Записать уравнение реакции, не забыть о правилах техники безопасности при выполнении опыта.

б) 2 ученик: Записать на доске химические формулы веществ, основываясь на знании валентности:

III III I II II II II II Ii

NH PH HCl HS ZnS CuS AlS SnS PbS.

в)3 ученик выполняет здание на доске. Расставить валентность элементов в соединении:

P2O5 Ag2O Cu2O HCl Al2O3 MgO N2O5 CuO HF P2O3 FeO Fe2O3

г) Фронтальный опрос (класс работает с учителем):

1. Что изучает химия?

2. Что такое вещество?

3. Какая смесь называется однородной? Неоднородной?

4. Перечисли способы выделения веществ из смеси.

5. Какие явления называют физическими? Химическими?

6. Что такое молекула?

7. Что такое атом?

8. Какие бывают вещества?

9.Дать определение простого и сложного вещества.

10. Прочти закон сохранения постоянства состава.

11. Что такое химическая формула?

12. Дать определение валентности.

13. Назвать типы химических реакций, условия течения, признаки.

14. Что называют химическим уравнением?

Класс выслушивает ответ ученика, выполнявшего практическое задание. Два ученика проверяют ответы на доске.

Учителем выставляются оценки учащимся за работу на уроке.

2.2. Изучение темы урока.

На доске открываются вопросы (Слайд)

-О чем можно судить по уравнению химических реакций?

-На основе какого закона составляются все уравнения химических реакций?

-Чем это достигается?

Учащиеся, слушая учителя должны ответить на вопросы.

Урок 13. Составление химических уравнений – HIMI4KA

Схема химической реакции

Для характеристики определенной химической реакции необходимо уметь составить запись, которая будет отображать условия протекания химической реакции, показывать какие вещества вступили в реакцию, а какие образовались. Для этого используют схемы химических реакций.

Схема химической реакции – условная запись, показывающая, какие вещества вступают в реакцию, какие продукты реакции образуются, а также условия протекания реакции Рассмотрим в качестве примера реакцию взаимодействия угля и кислорода. Схема данной реакции записывается следующим образом:

С + О2 → СО2

уголь взаимодействует с кислородом с образованием углекислого газа

Углерод и кислород – в данной реакции реагенты, а полученный углекислый газ – продукт реакции. Знак «» обозначает протекание реакции. Часто над стрелкой пишут условия, при которых происходит реакция

  • Знак « t° → » обозначает, что реакция протекает при нагревании.
  • Знак « Р → » обозначает давление
  • Знак « hv → » – что реакция протекает под действием света. Также над стрелкой могут указывать дополнительные вещества, участвующие в реакции.
  • Например, « О2 → ». Если в результате химической реакции образуется газообразное вещество, то в схеме реакции, после формулы этого вещества записывают знак «». Если при протекании реакции образуется осадок, его обозначают знаком «».
  • Например, при нагревании порошка мела (он содержит вещество с химической формулой CaCO3), образуются два вещества: негашеная известь CaO и углекислый газ. Схема реакции записывается так:
Читайте также:
Урок 12. Элементный анализ

СaCO3 t° → CaO + CO2

Так, природный газ, в основном состоит из метана CH4, при его нагревании до 1500°С он превращается в два других газа: водород Н2 и ацетилен С2Н2. Схема реакции записывается так:

CH4 t° → C2H2 + H2.

Важно не только уметь составлять схемы химических реакций, но и понимать, что они обозначают. Рассмотрим, еще одну схему реакции:

H2O эл.ток → Н2↑ + О2↑

Данная схема означает, что под действием электрического тока, вода разлагается на два простых газообразных вещества: водород и кислород. Схема химической реакции является подтверждением закона сохранения массы и показывает, что химические элементы во время химической реакции не исчезают, а только перегруппировываются в новые химические соединения.

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.

    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:
    Читайте также:
    Заключение к главе «Законы сохранения массы и энергии»

    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.

    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:

  • Написания формул элементов, вступающих в реакцию с левой стороны.
  • Указания справа формулы образующихся веществ.
  • 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.

    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.

    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.

    Коэффициенты в уравнениях химических реакций

    Еще один наглядный пример того, как правильно расставить коэффициенты в уравнениях химических реакций: Тринитротолуол (ТНТ) C7H5N3O6 энергично соединяется с кислородом, образуя H2O, CO2 и N2. Запишем уравнение реакции, которое будем уравнивать:

    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.

    Читайте также:
    Урок 11. Формулировка закона сохранения массы и энергии

    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.

    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.

    Читайте также:
    Урок 20. Теплота сгорания

    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.

    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+.

    Читайте также:
    Урок 5. Моль и молярная масса

    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.

    Разработка урока химии в 8 классе на тему “Химические уравнения”
    план-конспект урока по химии (8 класс) по теме

    Разработка урока химии

    Скачать:

    Вложение Размер
    urok1.doc 69 КБ
    prezentatsiya_konkursnogo_uroka.ppt 2.79 МБ

    Предварительный просмотр:

    ПО ХИМИИ В 8 КЛАССЕ

    НА ТЕМУ «ХИМИЧЕСКИЕ УРАВНЕНИЯ»

    В РАМКАХ ШКОЛЬНОГО КОНКУРСА

    УЧИТЕЛЬ ВАСИЛЕНКО Т.В.

    Тема урока: Химические уравнения

    Цели урока: Создать условия для восприятия, осмысления, первичного закрепления знаний о химическом уравнении; способствовать формирования навыка трансформировать текстовое описание химической реакции в его знаковую модель – химическое уравнение; способствовать формированию навыка читать химические уравнения и характеризовать химическую реакцию по химическому уравнению. Способствовать развитию коммуникативных навыков: выслушать и принять мнение партнёра при работе в группе, строить монологические высказывания с применением химической терминологии при сообщении своего мнения и при обсуждении мнений одноклассников. Содействовать воспитанию информационной культуры, культуры учебного труда при выполнении заданий и обсуждении их результатов

    Оборудование. презентация , индивидуальные карточки – задания, карточки для проведения зарядки для глаз, спиртовки и медная проволока для проведения опыта, видеоопыты, ЭОР.

    1. Организационный момент. Готовность детей к уроку.

    Я рада нашей новой встрече,

    Мне с вами интересно, друзья!

    Интересные ваши ответы

    С удовольствием слушаю я.

    Мы сегодня будем наблюдать,

    Выводы делать и рассуждать

    А чтобы урок пошёл каждому впрок

    Активно в работу включайся, дружок!

    Цель разминки – определить эмоциональное состояние учащихся. У каждого ученика на внутренней стороне обложки тетради приклеена табличка с шестью лицами – шкала для определения эмоционального состояния (рис.). Каждый ученик ставит галочку под той рожицей, чье выражение отражает его настроение.

    Было бы замечательно, если бы к концу урока каждому удалось переместить галочку хотя бы на одну клеточку влево.
    Для этого нужно задуматься над вопросами: может ли человек полюбить не очень интересный ему учебный предмет? Что для этого нужно сделать?
    Начнём мы наш урок с химической разминки
    1-е задание:
    прочитать формулы из дидактического материала, который находится у вас на партах:

    2-е задание: Цифровой диктант

    Контроль над выполнением диктанта учащиеся осуществляют методом взаимопроверки.

    Задание. Напротив правильных утверждений поставьте цифру 1, напротив неверных – 0.

    1. Химический элемент – это определенный вид атомов.

    2. Испарение воды -это химическое явление

    3. Водород-это простое вещество

    4. Валентность-это свойство атомов оттягивать на себя общие электронные пары.

    5. Выделение газа – это признак хим. реакции.

    6. Простыми называют вещества, состоящие из атомов одного элемента.

    7. Индекс – это число, показывающее количество взятых частиц (атомов или молекул) вещества.

    8. Массовая доля элемента показывает, какую часть (долю) составляет масса данного элемента от всей массы вещества.

    9. Относительная молекулярная масса воды Н 2 О равна 18.

    10. Массовая доля кислорода в воде составляет 10%.

    3-е задание: Разгадать анаграммы

    Анаграммы – это слова, в которых изменен порядок букв.

    Попробуйте разгадать некоторые из химических анаграмм. Переставьте буквы в каждом слове и получите название химического элемента. Обратите внимание на подсказку.

    «Одоврод» – у этого элемента самая маленькая относительная атомная масса.

    «Маилинюй» – этот элемент называют «крылатым» металлом.

    «Тьурт» – содержится в медицинском градуснике.

    «Цалький» – без него наши кости были бы непрочными и хрупкими.

    «Росфоф» – веществом, состоящим из атомов этого элемента, была намазана шерсть собаки Баскервилей.

    Если вы легко разгадали слова-анаграммы, скажите себе: «Я – молодец!»
    Физминутка для глаз Вы же знаете, что составить химическое уравнение невозможно без знаков химических элементов, а они в нашем классе попрятались. Найдем их все вместе.

    Химический знак азота, железа, меди, фосфора, калия, углерода
    Операционно-исполнительный этап
    1. Вводное слово
    Все многообразие химических веществ возникло благодаря процессам, называемым химические реакции. Они – подлинная душа химии, ее главное содержание. Невозможно даже приблизительно подсчитать, сколько химических реакций происходит в мире, скажем, в течение всего лишь одной секунды. Мы говорим, думаем, радуемся, печалимся – и за всем этим скрываются миллионы химических реакций.

    Вы – исследователи, которым необходимо ответить на один-единственный вопрос: что такое химическое уравнение?

    В нашу исследовательскую лабораторию пришел заказ изучить и создать общее представление о химическом уравнении.

    1. Kакие явления называют химическими?

    ( Химическими явлениями называют такие явления, при которых из одних веществ образуются другие, новые.)

    2. Чем химические явления отличаются от физических?

    ( При физических явлениях происходит изменение агрегатного состояния, формы, размера частиц, но не меняется состав веществ, а при химических явлениях)

    3. Kогда вещества вступают во взаимодействие друг с другом, они обычно дают знать об этом. 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
    А что вам известно об уравнении вообще? На каких предметах вы встречались с уравнениями? (Учащиеся говорят, что используют уравнения на математике и физике.)
    Уравнение – это математическое равенство с одной или несколькими неизвестными величинами. Что такое, по-вашему, химическое уравнение? (Версии учащихся.)
    3.Демонстрационный опыт.
    Взаимодействие железа с серой
    Возьмем железо и серу в соотношении по массе 7:4. В семи частях железа находится столько же атомов, сколько в четырех частях серы. Нагреем смесь. Что произошло? (Протекает химическая реакция.)
    По каким признакам мы судим, что произошла реакция?
    Какие условия необходимы для проведения опыта? (Нагревание, тесное соприкосновение исходных веществ.)
    Как можно записать химическую реакцию? Оказывается для этого и существуют химические уравнения.
    Составим уравнение реакции на доске: Fе +S= FеS
    При составлении химических уравнений следует соблюдать закон сохранения массы веществ, (сформулируйте этот закон)
    т.е. учитывать, что масса веществ, вступивших в химическую реакцию, равна массе образующихся веществ.

    4 Опыт.
    Прокаливание медной проволоки
    Теперь вы проведёте опыт. Я напоминаю вам правила по ТБ.
    Задание: внесите в пламя спиртовки медную проволоку. Что вы наблюдаете?
    ( на проволоке появляется налёт чёрного цвета – это оксид меди(II))
    Выразим этот процесс химическим уравнением, для этого – обозначим медную проволоку знаком Cu, кислород воздуха – О 2 и будем соблюдать следующий

    Химическое уравнение – это условная запись хода химической реакции с помощью формул и коэффициентов.

    Рассмотрите видеофрагмент и запишите увиденное с помощью химического уравнения.

    Выполнение заданий на расстановку коэффициентов

    Итак, сегодня мы узнали, что такое химическое уравнение. На примерах рассмотрели, что нужно для составления химического уравнения. Пока остается неясным, зачем нужны уравнения реакций. Вот мы и обозначили задачу, над которой будем работать на последующих уроках.
    Рефлексия. Определение настроя в конце урока.

    Методическая разработка по химии «Химические уравнения, расчеты по химическим уравнениям»

    Проверка домашнего задания по теме «1. Химические уравнения»

    В приведенных схемах расставьте коэффициенты и замените стрелки знаком равенства.

    Ag 2 O → Ag + O 2

    Al + Cl 2 → AlCl 3

    N 2 O 5 + H 2 O → HNO 3

    Fe 3 O 4 +Al→Al 2 O 3 +Fe

    CuO+Al→Al 2 O 3 +Cu

    Проверка домашнего задания по теме «Химические уравнения»

    В приведенных схемах расставьте коэффициенты и замените стрелки знаком равенства.

    Ag 2 O → Ag + O 2

    Al + Cl 2 → AlCl 3

    N 2 O 5 + H 2 O → HNO 3

    Fe 3 O 4 +Al→Al 2 O 3 +Fe

    CuO+Al→Al 2 O 3 +Cu

    Химические уравнения

    Составьте уравнение химической реакции (формула малахита Cu 2 H 2 CO 5 , а формула полученных веществ CuO , H 2 O , CO 2 ).

    Расставьте коэффициенты в приведенных схемах химических реакций:

    Fe 2 O 3 +H 2 →Fe+H 2 O

    Al+HCl→AlCl 3 +H 2 ↑

    FeCl 3 +Zn→ZnCl 2 +Fe

    Составьте формулы веществ, образующихся в результате реакций, и расставьте в схемах реакций коэффициенты.

    Перепишите приведенные схемы реакций, вместо знаков вопроса напишите формулы соответствующих веществ и расставьте коэффициенты.

    Проверка домашнего задания по теме «2. Химические уравнения»

    Расставьте коэффициенты в следующих уравнениях реакции:

    CH 4 +O 2 →CO 2 +H 2 O

    Fe+HCl→FeCl 2 +H 2

    Вместо знака вопроса напишите формулы соответствующих веществ и расставьте коэффициенты.

    Составьте уравнение реакции по схеме:

    Оксид железа ( III ) + водород→ железо + вода

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

    Гидроксид алюминия → оксид алюминия + вода

    Гидроксид меди ( II ) + соляная кислота → хлорид меди ( II ) + вода

    Проверка домашнего задания по теме «2. Химические уравнения»

    Расставьте коэффициенты в следующих уравнениях реакции:

    CH 4 +O 2 →CO 2 +H 2 O

    Fe+HCl→FeCl 2 +H 2

    Вместо знака вопроса напишите формулы соответствующих веществ и расставьте коэффициенты.

    Составьте уравнение реакции по схеме:

    Оксид железа ( III ) + водород→ железо + вода

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

    Гидроксид алюминия → оксид алюминия + вода

    Гидроксид меди ( II ) + соляная кислота → хлорид меди ( II ) + вода

    Проверка домашнего задания по теме «Расчеты по химическим уравнениям»

    Количество вещества хлорида натрия который образуется при взаимодействии 2,5 моль соляной кислоты и 3 моль гидроксида натрия.

    Сколько молекул кислорода и какой объем водорода (н.у.) образуется при разложении 180г. воды?

    Объем водорода (н.у.) необходимый для сжигания 19,2г. серы до оксида серы ( IV ).

    Проверка домашнего задания по теме «Расчеты по химическим уравнениям»

    Количество вещества хлорида натрия который образуется при взаимодействии 2,5 моль соляной кислоты и 3 моль гидроксида натрия.

    Сколько молекул кислорода и какой объем водорода (н.у.) образуется при разложении 180г. воды?

    Объем водорода (н.у.) необходимый для сжигания 19,2г. серы до оксида серы ( IV ).

    Проверка домашнего задания по теме «Расчеты по химическим уравнениям»

    Количество вещества хлорида натрия который образуется при взаимодействии 2,5 моль соляной кислоты и 3 моль гидроксида натрия.

    Сколько молекул кислорода и какой объем водорода (н.у.) образуется при разложении 180г. воды?

    Объем водорода (н.у.) необходимый для сжигания 19,2г. серы до оксида серы ( IV ).

    Проверка домашнего задания по теме «Расчеты по химическим уравнениям»

    Количество вещества хлорида натрия который образуется при взаимодействии 2,5 моль соляной кислоты и 3 моль гидроксида натрия.

    Сколько молекул кислорода и какой объем водорода (н.у.) образуется при разложении 180г. воды?

    Объем водорода (н.у.) необходимый для сжигания 19,2г. серы до оксида серы ( IV ).

    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: :???: :?: :!: