Решение типовых задач по химии. Коэффициенты в уравнениях химических реакций

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

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

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

    Al + O 2 → AlO


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

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

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

    Al + O 2 → Al 2 O 3

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

    Al + 3∙O 2 → 2∙Al 2 O 3

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

    4∙Al + 3∙O 2 = 2∙Al 2 O 3

  10. После расстановки коэффициентов уравнение химической реакции соответствует закону сохранения массы и между его левой и правой частями можно поставить знак равенства. Расставленные коэффициенты в уравнении обозначают число молекул веществ, участвующих в реакции и получающихся в результате нее, или соотношение данных веществ в молях.
После выработки навыков решения химических уравнений на основе валентностей взаимодействующих элементов, школьный курс химии знакомит с понятием степени окисления и теорией окислительно-восстановительных реакций. Данный тип реакций является наиболее распространенным и в дальнейшем химические уравнения чаще всего решают на основе степеней окисления взаимодействующих веществ. О том, рассказано в соответствующей статье на нашем сайте.

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

Часть 1

1. Верны ли следующие суждения?

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

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

2. В ходе химической реакции число атомов некоторого элемента

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

3. В ходе химической реакции число молекул реагентов

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

4. В ходе химической реакции число молекул продуктов реакции

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

5.
СН 4 + O 2 → СO 2 + Н 2 O.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

12. Составьте уравнение реакции по схеме:

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

Ответ дайте в виде суммы коэффициентов в уравнении реакции.

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

13. Составьте уравнение реакции по схеме:

гидроксид алюминия → оксид алюминия + вода.

Ответ дайте в виде суммы коэффициентов в уравнении реакции.

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

14. Составьте уравнение реакции по схеме:

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

Ответ дайте в виде суммы коэффициентов в уравнении реакции.

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

15. Составьте уравнение реакции по схеме:

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

Ответ дайте в виде суммы коэффициентов в уравнении реакции.

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

Часть 2

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

Исходные вещества

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

Продукты реакции

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

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

Уравнения реакций

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

Сумма коэффициентов

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

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

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
























Назад Вперёд

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

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

Задачи:

Образовательные:

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

Воспитательные:

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

Развивающие:

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

Тип урока: комбинированный.

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

Презентация урока (приложение 3)

Структура урока.

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

Ход урока

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

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

Актуализация знаний и умений.

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

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

1.Чем химические реакции отличаются от физических явлений?

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

2. Каковы признаки химической реакции?

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

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

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

    4. Закон сохранения массы вещества открыл:

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

    5. Химическим уравнением называют:

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

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

    Мотивация и целеполагание.

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

    Изучение нового материала.

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

    (Реакция соединения серы и железа.) Приложение 3

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

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

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

    Fe + S → FeS

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

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

    (Горение алюминия в кислороде.) Приложение 4

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

    Al + O 2 → Al +3 O -2

    Чтобы записать правильно формулу оксида, вспомним что

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

    Al + O 2 → Al 2 O 3

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

    Обучающиеся. НОК = 6

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

    Al + 3 O 2 → 2 Al 2 O 3

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

    Al + 3O 2 → 2Al 2 O 3

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

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

    Учитель. Рассмотрим еще один пример

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

    Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + H 2 O

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

    Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + H 2 O

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

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

    2Fe(OH) 3 → Fe 2 O 3 + 3 H 2 O

    Учитель. Считаем кислород.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

    Закрепление знаний.

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

    Утверждения.

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

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

    Итог урока.

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

    Домашнее задание.

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

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

    Заключительное слово учителя.

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

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

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