Страница 22 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания

2-1. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций:

а) $S_8 \to S_4$;

б) $O_2 \to O_3$.

а) $S_8 \rightarrow S_4$

Решение:

Для того чтобы преобразовать схему в уравнение реакции, необходимо уравнять количество атомов каждого элемента в левой и правой частях. Этот принцип основан на законе сохранения массы. В левой части схемы находится одна молекула ромбической серы $S_8$, которая состоит из 8 атомов серы. В правой части находится одна молекула серы $S_4$, состоящая из 4 атомов. Чтобы количество атомов серы было одинаковым, подберем коэффициенты. Слева: 8 атомов серы. Справа: 4 атома серы. Чтобы уравнять число атомов, нужно, чтобы в правой части их тоже стало 8. Для этого нужно взять две молекулы $S_4$: $2 \times 4 = 8$ атомов. Таким образом, перед формулой $S_4$ ставим коэффициент 2. Коэффициент 1 перед $S_8$ обычно не пишется.
Проверка: слева 8 атомов S, справа $2 \times 4 = 8$ атомов S. Число атомов равно.

Ответ: $S_8 \rightarrow 2S_4$.

б) $O_2 \rightarrow O_3$

Решение:

Данная схема описывает аллотропное превращение кислорода ($O_2$) в озон ($O_3$). В левой части схемы находится молекула кислорода, состоящая из 2 атомов кислорода. В правой части — молекула озона, состоящая из 3 атомов кислорода. Чтобы уравнять количество атомов кислорода, найдем наименьшее общее кратное (НОК) для чисел 2 и 3. НОК(2, 3) = 6. Это означает, что и в левой, и в правой частях уравнения должно быть по 6 атомов кислорода. Чтобы получить 6 атомов кислорода в левой части, необходимо взять 3 молекулы $O_2$, так как $3 \times 2 = 6$. Чтобы получить 6 атомов кислорода в правой части, необходимо взять 2 молекулы $O_3$, так как $2 \times 3 = 6$. Таким образом, ставим коэффициент 3 перед $O_2$ и коэффициент 2 перед $O_3$.
Проверка: слева $3 \times 2 = 6$ атомов O, справа $2 \times 3 = 6$ атомов O. Число атомов равно.

Ответ: $3O_2 \rightarrow 2O_3$.

2-2. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения «придуманных» реакций:

а) $A_3 \to A_4$

$D_4 \to D_7$

$E_5 \to E_9$

б) $G_8 \to G_3$

$L_9 \to L_{12}$

$M_{21} \to M_{14}$

в) $Q_{11} \to Q_4$

$R_6 \to R_{15}$

$T_5 \to T_8$

г) $X_n \to X_m$

$Y_a \to Y_{2a}$

$Z_{3b} \to Z_b$

а)

Для схемы $A_3 \rightarrow A_4$:
Решение: Чтобы уравнять количество атомов элемента А, необходимо найти наименьшее общее кратное (НОК) для его индексов в левой и правой частях схемы. НОК(3, 4) = 12. Теперь определим коэффициенты: для левой части делим НОК на индекс: $12 / 3 = 4$. Для правой части: $12 / 4 = 3$.

Ответ: $4 A_3 \rightarrow 3 A_4$

Для схемы $D_4 \rightarrow D_7$:
Решение: Находим НОК для индексов 4 и 7. НОК(4, 7) = 28. Коэффициент для $D_4$ равен $28 / 4 = 7$. Коэффициент для $D_7$ равен $28 / 7 = 4$.

Ответ: $7 D_4 \rightarrow 4 D_7$

Для схемы $E_5 \rightarrow E_9$:
Решение: Находим НОК для индексов 5 и 9. НОК(5, 9) = 45. Коэффициент для $E_5$ равен $45 / 5 = 9$. Коэффициент для $E_9$ равен $45 / 9 = 5$.

Ответ: $9 E_5 \rightarrow 5 E_9$

б)

Для схемы $G_8 \rightarrow G_3$:
Решение: Находим НОК для индексов 8 и 3. НОК(8, 3) = 24. Коэффициент для $G_8$ равен $24 / 8 = 3$. Коэффициент для $G_3$ равен $24 / 3 = 8$.

Ответ: $3 G_8 \rightarrow 8 G_3$

Для схемы $L_9 \rightarrow L_{12}$:
Решение: Находим НОК для индексов 9 и 12. НОК(9, 12) = 36. Коэффициент для $L_9$ равен $36 / 9 = 4$. Коэффициент для $L_{12}$ равен $36 / 12 = 3$.

Ответ: $4 L_9 \rightarrow 3 L_{12}$

Для схемы $M_{21} \rightarrow M_{14}$:
Решение: Находим НОК для индексов 21 и 14. НОК(21, 14) = 42. Коэффициент для $M_{21}$ равен $42 / 21 = 2$. Коэффициент для $M_{14}$ равен $42 / 14 = 3$.

Ответ: $2 M_{21} \rightarrow 3 M_{14}$

в)

Для схемы $Q_{11} \rightarrow Q_4$:
Решение: Находим НОК для индексов 11 и 4. НОК(11, 4) = 44. Коэффициент для $Q_{11}$ равен $44 / 11 = 4$. Коэффициент для $Q_4$ равен $44 / 4 = 11$.

Ответ: $4 Q_{11} \rightarrow 11 Q_4$

Для схемы $R_6 \rightarrow R_{15}$:
Решение: Находим НОК для индексов 6 и 15. НОК(6, 15) = 30. Коэффициент для $R_6$ равен $30 / 6 = 5$. Коэффициент для $R_{15}$ равен $30 / 15 = 2$.

Ответ: $5 R_6 \rightarrow 2 R_{15}$

Для схемы $T_5 \rightarrow T_8$:
Решение: Находим НОК для индексов 5 и 8. НОК(5, 8) = 40. Коэффициент для $T_5$ равен $40 / 5 = 8$. Коэффициент для $T_8$ равен $40 / 8 = 5$.

Ответ: $8 T_5 \rightarrow 5 T_8$

г)

Для схемы $X_n \rightarrow X_m$:
Решение: Для уравнивания количества атомов X в общем виде, воспользуемся тем же методом. Общее число атомов должно быть равно НОК($n, m$). Тогда коэффициент перед $X_n$ будет равен $\frac{\text{НОК}(n, m)}{n}$, а коэффициент перед $X_m$ будет равен $\frac{\text{НОК}(n, m)}{m}$.

Ответ: $\frac{\text{НОК}(n, m)}{n} X_n \rightarrow \frac{\text{НОК}(n, m)}{m} X_m$

Для схемы $Y_a \rightarrow Y_{2a}$:
Решение: Пусть уравнение имеет вид $k_1 Y_a \rightarrow k_2 Y_{2a}$. Условие баланса: $k_1 \cdot a = k_2 \cdot 2a$. Сократив на $a$ (при $a \neq 0$), получим $k_1 = 2k_2$. Наименьшие целые коэффициенты: $k_2=1$, $k_1=2$.

Ответ: $2 Y_a \rightarrow Y_{2a}$

Для схемы $Z_{3b} \rightarrow Z_b$:
Решение: Пусть уравнение имеет вид $k_1 Z_{3b} \rightarrow k_2 Z_b$. Условие баланса: $k_1 \cdot 3b = k_2 \cdot b$. Сократив на $b$ (при $b \neq 0$), получим $3k_1 = k_2$. Наименьшие целые коэффициенты: $k_1=1$, $k_2=3$.

Ответ: $Z_{3b} \rightarrow 3 Z_b$

2-3. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций:

a) $Ca + S \to CaS$

$Al + S \to Al_2S_3$

$Al + P \to AlP$

$Ca + P \to Ca_3P_2$

$K + O_2 \to KO_2$

$Mg + Cl_2 \to MgCl_2$

$H_2 + Cl_2 \to HCl$

$N_2 + O_2 \to NO$

$Na + H_2 \to NaH$

б) $AgCl \to Ag + Cl_2$

$Zn + Br_2 \to ZnBr_2$

$Al + Cl_2 \to AlCl_3$

$Al + O_2 \to Al_2O_3$

$Fe + Cl_2 \to FeCl_3$

$O_2 + Fe \to Fe_3O_4$

$HgO \to Hg + O_2$

$Ag_2O \to Ag + O_2$

$Au_2O_3 \to Au + O_2$

в) $O_2 + P \to P_2O_5$

$N_2 + Li \to Li_3N$

$H_2 + O_2 \to H_2O$

$N_2 + H_2 \to NH_3$

$B + F_2 \to BF_3$

$CO + O_2 \to CO_2$

$SO_2 + O_2 \to SO_3$

$FeCl_3 + Fe \to FeCl_2$

$FeCl_2 + Cl_2 \to FeCl_3$

а) Схема реакции: $Ca + S \rightarrow CaS$.
В левой и правой частях уравнения находится по одному атому кальция ($Ca$) и по одному атому серы ($S$). Уравнение сбалансировано.

Ответ: $Ca + S \rightarrow CaS$

Схема реакции: $Al + S \rightarrow Al_2S_3$.
В правой части уравнения 2 атома алюминия ($Al$) и 3 атома серы ($S$). Для соблюдения закона сохранения массы необходимо, чтобы в левой части было столько же атомов. Ставим коэффициент 2 перед алюминием и 3 перед серой.

Ответ: $2Al + 3S \rightarrow Al_2S_3$

Схема реакции: $Al + P \rightarrow AlP$.
Количество атомов алюминия ($Al$) и фосфора ($P$) в левой и правой частях одинаково. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $Al + P \rightarrow AlP$

Схема реакции: $Ca + P \rightarrow Ca_3P_2$.
В правой части уравнения 3 атома кальция ($Ca$) и 2 атома фосфора ($P$). Уравниваем, поставив коэффициент 3 перед кальцием и 2 перед фосфором в левой части.

Ответ: $3Ca + 2P \rightarrow Ca_3P_2$

Схема реакции: $K + O_2 \rightarrow KO_2$.
В левой части 1 атом калия ($K$) и 2 атома кислорода ($O$). В правой части также 1 атом калия и 2 атома кислорода (в составе супероксида калия). Уравнение сбалансировано.

Ответ: $K + O_2 \rightarrow KO_2$

Схема реакции: $Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$.
В левой и правой частях по 1 атому магния ($Mg$) и по 2 атома хлора ($Cl$). Уравнение сбалансировано.

Ответ: $Mg + Cl_2 \rightarrow MgCl_2$

Схема реакции: $H_2 + Cl_2 \rightarrow HCl$.
В левой части 2 атома водорода ($H$) и 2 атома хлора ($Cl$). Чтобы уравнять их количество в правой части, ставим коэффициент 2 перед $HCl$.

Ответ: $H_2 + Cl_2 \rightarrow 2HCl$

Схема реакции: $N_2 + O_2 \rightarrow NO$.
В левой части 2 атома азота ($N$) и 2 атома кислорода ($O$). Для баланса ставим коэффициент 2 перед $NO$ в правой части.

Ответ: $N_2 + O_2 \rightarrow 2NO$

Схема реакции: $Na + H_2 \rightarrow NaH$.
В левой части 2 атома водорода ($H$). Ставим коэффициент 2 перед $NaH$ справа. Теперь справа 2 атома натрия ($Na$), поэтому ставим коэффициент 2 перед $Na$ слева.

Ответ: $2Na + H_2 \rightarrow 2NaH$

б) Схема реакции: $AgCl \rightarrow Ag + Cl_2$.
В правой части 2 атома хлора ($Cl$). Ставим коэффициент 2 перед $AgCl$ слева. Теперь слева 2 атома серебра ($Ag$), поэтому ставим коэффициент 2 перед $Ag$ справа.

Ответ: $2AgCl \rightarrow 2Ag + Cl_2$

Схема реакции: $Zn + Br_2 \rightarrow ZnBr_2$.
Количество атомов цинка ($Zn$) и брома ($Br$) в обеих частях уравнения равно. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $Zn + Br_2 \rightarrow ZnBr_2$

Схема реакции: $Al + Cl_2 \rightarrow AlCl_3$.
Число атомов хлора слева (2) и справа (3) разное. Находим наименьшее общее кратное (6). Ставим коэффициент 3 перед $Cl_2$ слева и 2 перед $AlCl_3$ справа. Теперь справа 2 атома алюминия ($Al$), поэтому ставим коэффициент 2 перед $Al$ слева.

Ответ: $2Al + 3Cl_2 \rightarrow 2AlCl_3$

Схема реакции: $Al + O_2 \rightarrow Al_2O_3$.
Число атомов кислорода слева (2) и справа (3) разное. Наименьшее общее кратное - 6. Ставим коэффициент 3 перед $O_2$ слева и 2 перед $Al_2O_3$ справа. Теперь справа 4 атома алюминия ($Al$), поэтому ставим коэффициент 4 перед $Al$ слева.

Ответ: $4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$

Схема реакции: $Fe + Cl_2 \rightarrow FeCl_3$.
Уравниваем атомы хлора (2 слева, 3 справа) через наименьшее общее кратное (6). Ставим коэффициент 3 перед $Cl_2$ и 2 перед $FeCl_3$. Затем уравниваем атомы железа ($Fe$), ставя коэффициент 2 перед $Fe$ слева.

Ответ: $2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$

Схема реакции: $O_2 + Fe \rightarrow Fe_3O_4$.
В правой части 3 атома железа ($Fe$) и 4 атома кислорода ($O$). Ставим коэффициент 3 перед $Fe$ и 2 перед $O_2$ в левой части.

Ответ: $3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4$

Схема реакции: $HgO \rightarrow Hg + O_2$.
В правой части 2 атома кислорода ($O$). Ставим коэффициент 2 перед $HgO$ слева. Это требует поставить коэффициент 2 перед $Hg$ справа для баланса атомов ртути.

Ответ: $2HgO \rightarrow 2Hg + O_2$

Схема реакции: $Ag_2O \rightarrow Ag + O_2$.
Справа 2 атома кислорода ($O$), поэтому ставим коэффициент 2 перед $Ag_2O$ слева. Теперь слева 4 атома серебра ($Ag$), ставим коэффициент 4 перед $Ag$ справа.

Ответ: $2Ag_2O \rightarrow 4Ag + O_2$

Схема реакции: $Au_2O_3 \rightarrow Au + O_2$.
Уравниваем атомы кислорода (3 слева, 2 справа) через наименьшее общее кратное (6). Ставим коэффициент 2 перед $Au_2O_3$ и 3 перед $O_2$. Теперь слева 4 атома золота ($Au$), ставим коэффициент 4 перед $Au$ справа.

Ответ: $2Au_2O_3 \rightarrow 4Au + 3O_2$

в) Схема реакции: $O_2 + P \rightarrow P_2O_5$.
Уравниваем атомы кислорода (2 слева, 5 справа) через наименьшее общее кратное (10). Ставим коэффициент 5 перед $O_2$ и 2 перед $P_2O_5$. Теперь справа 4 атома фосфора ($P$), ставим коэффициент 4 перед $P$ слева.

Ответ: $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$

Схема реакции: $N_2 + Li \rightarrow Li_3N$.
Слева 2 атома азота ($N$). Ставим коэффициент 2 перед $Li_3N$ справа. Теперь справа 6 атомов лития ($Li$), ставим коэффициент 6 перед $Li$ слева.

Ответ: $6Li + N_2 \rightarrow 2Li_3N$

Схема реакции: $H_2 + O_2 \rightarrow H_2O$.
Слева 2 атома кислорода ($O$). Ставим коэффициент 2 перед $H_2O$ справа. Теперь справа 4 атома водорода ($H$), ставим коэффициент 2 перед $H_2$ слева.

Ответ: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$

Схема реакции: $N_2 + H_2 \rightarrow NH_3$.
Слева 2 атома азота ($N$). Ставим коэффициент 2 перед $NH_3$ справа. Теперь справа 6 атомов водорода ($H$), ставим коэффициент 3 перед $H_2$ слева.

Ответ: $N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$

Схема реакции: $B + F_2 \rightarrow BF_3$.
Уравниваем атомы фтора (2 слева, 3 справа) через наименьшее общее кратное (6). Ставим коэффициент 3 перед $F_2$ и 2 перед $BF_3$. Теперь справа 2 атома бора ($B$), ставим коэффициент 2 перед $B$ слева.

Ответ: $2B + 3F_2 \rightarrow 2BF_3$

Схема реакции: $CO + O_2 \rightarrow CO_2$.
Слева нечетное число атомов кислорода (3). Чтобы сделать его четным, удвоим количество молекул $CO$, поставив коэффициент 2. Теперь слева $2C$ и $4O$. Для баланса ставим коэффициент 2 перед $CO_2$ справа.

Ответ: $2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2$

Схема реакции: $SO_2 + O_2 \rightarrow SO_3$.
Слева 4 атома кислорода, справа 3. Удвоим количество молекул $SO_3$, поставив коэффициент 2. Справа стало $2S$ и $6O$. Для баланса ставим коэффициент 2 перед $SO_2$ слева. Проверяем кислород слева: $2 \cdot 2 + 2 = 6$. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$

Схема реакции: $FeCl_3 + Fe \rightarrow FeCl_2$.
Уравниваем атомы хлора (3 слева, 2 справа) через наименьшее общее кратное (6). Ставим коэффициент 2 перед $FeCl_3$ и 3 перед $FeCl_2$. Проверяем атомы железа: слева $2 + 1 = 3$, справа 3. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2FeCl_3 + Fe \rightarrow 3FeCl_2$

Схема реакции: $FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow FeCl_3$.
Уравниваем атомы хлора. Поставим коэффициент 2 перед $FeCl_3$, чтобы получить четное число атомов хлора справа (6). Теперь справа 2 атома железа. Ставим коэффициент 2 перед $FeCl_2$ слева. Проверяем хлор слева: $2 \cdot 2 + 2 = 6$. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $2FeCl_2 + Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$

2-4. Расставьте коэффициенты, преобразовав схемы в уравнения реакций:

1) $H_2O + P_2O_5 \rightarrow HPO_3$

2) $B_2O_3 + H_2O \rightarrow H_3BO_3$

3) $Na_2O + H_2O \rightarrow NaOH$

4) $P_2O_5 + H_2O \rightarrow H_3PO_4$

1) Для того чтобы уравнять химическую реакцию $H_2O + P_2O_5 \rightarrow HPO_3$, необходимо сбалансировать количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. Это делается подбором коэффициентов.

Сначала посчитаем количество атомов каждого элемента в исходной схеме:
Слева: 2 атома водорода (H), 2 атома фосфора (P) и 1 + 5 = 6 атомов кислорода (O).
Справа: 1 атом водорода (H), 1 атом фосфора (P) и 3 атома кислорода (O).

Начнем с уравнивания атомов фосфора. В левой части 2 атома P, в правой — 1. Поставим коэффициент 2 перед метафосфорной кислотой ($HPO_3$):
$H_2O + P_2O_5 \rightarrow 2HPO_3$

Теперь снова посчитаем атомы:
Слева: H - 2, P - 2, O - 6.
Справа: H - 2×1=2, P - 2×1=2, O - 2×3=6.
Количество атомов всех элементов совпадает. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $H_2O + P_2O_5 = 2HPO_3$

2) Уравняем реакцию $B_2O_3 + H_2O \rightarrow H_3BO_3$.

Посчитаем количество атомов:
Слева: 2 атома бора (B), 2 атома водорода (H) и 3 + 1 = 4 атома кислорода (O).
Справа: 1 атом бора (B), 3 атома водорода (H) и 3 атома кислорода (O).

Начнем с бора. Слева 2 атома, справа 1. Поставим коэффициент 2 перед борной кислотой ($H_3BO_3$):
$B_2O_3 + H_2O \rightarrow 2H_3BO_3$

Теперь справа стало 2×3 = 6 атомов водорода. Чтобы уравнять водород, поставим коэффициент 3 перед водой ($H_2O$):
$B_2O_3 + 3H_2O \rightarrow 2H_3BO_3$

Проверим количество всех атомов:
Слева: B - 2, H - 3×2=6, O - 3 + 3×1=6.
Справа: H - 2×3=6, B - 2×1=2, O - 2×3=6.
Количество атомов всех элементов совпадает. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $B_2O_3 + 3H_2O = 2H_3BO_3$

3) Уравняем реакцию $Na_2O + H_2O \rightarrow NaOH$.

Посчитаем количество атомов:
Слева: 2 атома натрия (Na), 2 атома водорода (H) и 1 + 1 = 2 атома кислорода (O).
Справа: 1 атом натрия (Na), 1 атом водорода (H) и 1 атом кислорода (O).

Чтобы уравнять натрий, поставим коэффициент 2 перед гидроксидом натрия ($NaOH$):
$Na_2O + H_2O \rightarrow 2NaOH$

Проверим количество всех атомов:
Слева: Na - 2, O - 1+1=2, H - 2.
Справа: Na - 2×1=2, O - 2×1=2, H - 2×1=2.
Количество атомов всех элементов совпадает. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $Na_2O + H_2O = 2NaOH$

4) Уравняем реакцию $P_2O_5 + H_2O \rightarrow H_3PO_4$.

Посчитаем количество атомов:
Слева: 2 атома фосфора (P), 2 атома водорода (H) и 5 + 1 = 6 атомов кислорода (O).
Справа: 1 атом фосфора (P), 3 атома водорода (H) и 4 атома кислорода (O).

Начнем с фосфора. Слева 2 атома, справа 1. Поставим коэффициент 2 перед ортофосфорной кислотой ($H_3PO_4$):
$P_2O_5 + H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

Теперь справа стало 2×3 = 6 атомов водорода. Чтобы уравнять водород, поставим коэффициент 3 перед водой ($H_2O$):
$P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4$

Проверим количество всех атомов:
Слева: P - 2, O - 5 + 3×1=8, H - 3×2=6.
Справа: H - 2×3=6, P - 2×1=2, O - 2×4=8.
Количество атомов всех элементов совпадает. Уравнение сбалансировано.

Ответ: $P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4$