Страница 69 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1. Что называют уравнением химической реакции? Что показывает химическое уравнение?

Что называют уравнением химической реакции? Что показывает химическое уравнение?

Уравнение химической реакции — это условная запись химического процесса (реакции) с помощью химических формул, математических знаков («+», «=» или «→») и числовых коэффициентов. Эта запись составляется на основе закона сохранения массы, который гласит, что масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе образовавшихся веществ. Вещества, вступающие в реакцию, называются реагентами или исходными веществами, а вещества, которые образуются в результате реакции, — продуктами. Реагенты записывают в левой части уравнения, а продукты — в правой.

Химическое уравнение показывает как качественную, так и количественную информацию о реакции:
1. Качественный аспект: уравнение показывает, какие именно вещества (их химический состав) вступают в реакцию и какие образуются в её результате. Например, уравнение горения метана $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$ показывает, что метан ($CH_4$) реагирует с кислородом ($O_2$), в результате чего образуются диоксид углерода ($CO_2$) и вода ($H_2O$).
2. Количественный аспект: уравнение показывает мольные соотношения реагентов и продуктов, которые выражаются стехиометрическими коэффициентами (цифрами перед формулами). Эти коэффициенты уравнивают число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения. В приведенном примере, 1 моль метана реагирует с 2 моль кислорода, образуя 1 моль диоксида углерода и 2 моль воды. Зная молярные массы веществ, можно рассчитать и их массовые соотношения.
3. Дополнительные условия: часто в уравнениях указывают условия протекания реакции (температуру, давление, наличие катализатора), тепловой эффект ($+Q$ для экзотермических реакций, $-Q$ для эндотермических), а также агрегатное состояние веществ (г — газ, ж — жидкость, т — твердое, р-р — раствор).

Ответ: Уравнением химической реакции называют условную запись химической реакции с помощью химических формул и коэффициентов, отражающую закон сохранения массы. Химическое уравнение показывает качественный состав участников реакции (какие вещества реагируют и образуются) и их количественные (мольные) соотношения.

2. Расставьте коэффициенты в следующих схемах реакций:

a) $Fe + Cl_2 \rightarrow FeCl_3$

б) $Al + S \rightarrow Al_2S_3$

в) $Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 + H_2O$

г) $WO_3 + H_2 \rightarrow W + H_2O$

д) $Li + O_2 \rightarrow Li_2O$

е) $Al(OH)_3 + HCl \rightarrow AlCl_3 + H_2O$

а)

Решение

Исходная схема реакции: $Fe + Cl_2 \rightarrow FeCl_3$.
Для уравнивания химической реакции необходимо, чтобы количество атомов каждого химического элемента в левой части уравнения (реагенты) было равно количеству атомов этого же элемента в правой части (продукты).
1. Начнем с уравнивания атомов хлора ($Cl$). В левой части уравнения находится молекула хлора $Cl_2$, содержащая 2 атома хлора. В правой части в молекуле хлорида железа(III) $FeCl_3$ содержится 3 атома хлора. Наименьшее общее кратное для чисел 2 и 3 равно 6. Чтобы получить 6 атомов хлора в обеих частях, поставим коэффициент 3 перед $Cl_2$ и коэффициент 2 перед $FeCl_3$. Уравнение примет вид: $Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$.
2. Теперь уравняем атомы железа ($Fe$). В левой части 1 атом железа, а в правой части после добавления коэффициента стало 2 атома ($2FeCl_3$). Следовательно, перед $Fe$ в левой части нужно поставить коэффициент 2.
3. Итоговое сбалансированное уравнение: $2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$. Проверим: слева $2$ атома $Fe$, $3 \times 2 = 6$ атомов $Cl$; справа $2$ атома $Fe$, $2 \times 3 = 6$ атомов $Cl$. Баланс соблюден.

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

б)

Решение

Исходная схема реакции: $Al + S \rightarrow Al_2S_3$.
1. Уравняем атомы алюминия ($Al$). В левой части 1 атом, в правой — 2 атома в сульфиде алюминия $Al_2S_3$. Поставим коэффициент 2 перед $Al$ в левой части: $2Al + S \rightarrow Al_2S_3$.
2. Теперь уравняем атомы серы ($S$). В левой части 1 атом, в правой — 3. Поставим коэффициент 3 перед $S$ в левой части.
3. Итоговое уравнение: $2Al + 3S \rightarrow Al_2S_3$. Проверим: слева $2$ атома $Al$, $3$ атома $S$; справа $2$ атома $Al$, $3$ атома $S$. Баланс соблюден.

Ответ: $2Al + 3S \rightarrow Al_2S_3$

в)

Решение

Исходная схема реакции: $Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 + H_2O$.
1. Уравняем атомы железа ($Fe$). В левой части 1 атом в гидроксиде железа(III) $Fe(OH)_3$, в правой — 2 атома в оксиде железа(III) $Fe_2O_3$. Поставим коэффициент 2 перед $Fe(OH)_3$: $2Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 + H_2O$.
2. Теперь подсчитаем атомы водорода и кислорода в левой части. После установки коэффициента 2 перед $Fe(OH)_3$, у нас $2 \times 1 = 2$ атома $Fe$, $2 \times 3 = 6$ атомов $O$ и $2 \times 3 = 6$ атомов $H$.
3. Уравняем атомы водорода в правой части. Там они содержатся только в воде $H_2O$. Чтобы получить 6 атомов водорода, нужно поставить коэффициент 3 перед $H_2O$. Уравнение станет: $2Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 + 3H_2O$.
4. Проверим баланс атомов кислорода. Слева 6 атомов. Справа $3$ атома в $Fe_2O_3$ и $3 \times 1 = 3$ атома в $3H_2O$, что в сумме дает 6. Баланс всех элементов соблюден.

Ответ: $2Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 + 3H_2O$

г)

Решение

Исходная схема реакции: $WO_3 + H_2 \rightarrow W + H_2O$.
1. Атомы вольфрама ($W$) уже сбалансированы (по 1 атому в каждой части).
2. Уравняем атомы кислорода ($O$). В левой части 3 атома в оксиде вольфрама(VI) $WO_3$, в правой — 1 атом в воде $H_2O$. Поставим коэффициент 3 перед $H_2O$: $WO_3 + H_2 \rightarrow W + 3H_2O$.
3. Теперь уравняем атомы водорода ($H$). В левой части 2 атома в $H_2$, а в правой части после установки коэффициента стало $3 \times 2 = 6$ атомов. Поставим коэффициент 3 перед $H_2$ в левой части.
4. Итоговое уравнение: $WO_3 + 3H_2 \rightarrow W + 3H_2O$. Проверим: слева $1$ атом $W$, $3$ атома $O$, $3 \times 2 = 6$ атомов $H$; справа $1$ атом $W$, $3 \times 1 = 3$ атома $O$, $3 \times 2 = 6$ атомов $H$. Баланс соблюден.

Ответ: $WO_3 + 3H_2 \rightarrow W + 3H_2O$

д)

Решение

Исходная схема реакции: $Li + O_2 \rightarrow Li_2O$.
1. Уравняем атомы кислорода ($O$). В левой части 2 атома в молекуле $O_2$, в правой — 1 атом в оксиде лития $Li_2O$. Поставим коэффициент 2 перед $Li_2O$: $Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$.
2. Теперь уравняем атомы лития ($Li$). В левой части 1 атом, а в правой стало $2 \times 2 = 4$ атома. Поставим коэффициент 4 перед $Li$ в левой части.
3. Итоговое уравнение: $4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$. Проверим: слева $4$ атома $Li$, $2$ атома $O$; справа $2 \times 2 = 4$ атома $Li$, $2 \times 1 = 2$ атома $O$. Баланс соблюден.

Ответ: $4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O$

е)

Решение

Исходная схема реакции: $Al(OH)_3 + HCl \rightarrow AlCl_3 + H_2O$.
1. Атомы алюминия ($Al$) сбалансированы (по 1 атому в каждой части).
2. Уравняем атомы хлора ($Cl$). В левой части 1 атом в соляной кислоте $HCl$, в правой — 3 атома в хлориде алюминия $AlCl_3$. Поставим коэффициент 3 перед $HCl$: $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + H_2O$.
3. Теперь подсчитаем общее количество атомов водорода и кислорода в левой части. Водород: $3$ атома в $Al(OH)_3$ и $3$ атома в $3HCl$, итого $3+3=6$ атомов. Кислород: $3$ атома в $Al(OH)_3$.
4. Для баланса в правой части нужно получить 6 атомов водорода и 3 атома кислорода. Это достигается установкой коэффициента 3 перед молекулой воды $H_2O$. Уравнение станет: $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$.
5. Проверим: слева $1$ $Al$, $3$ $O$, $3+3=6$ $H$, $3$ $Cl$; справа $1$ $Al$, $3$ $Cl$, $3 \times 2=6$ $H$, $3 \times 1=3$ $O$. Баланс соблюден.

Ответ: $Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O$