Страница 81 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Чем схема реакции отличается от уравнения реакции?

Как составляют уравнения химических реакций?

Повторите по учебнику физики, что такое нормальные условия.

Чем схема реакции отличается от уравнения реакции?

Схема реакции и уравнение реакции — это две формы записи химического превращения, которые различаются уровнем детализации и соответствием фундаментальным законам химии.

Схема реакции — это качественная запись химического процесса. Она показывает, какие вещества (реагенты) вступают в реакцию и какие вещества (продукты) образуются в её результате. В схеме используются химические формулы веществ и стрелка (→), указывающая направление процесса. Однако схема не отражает количественные соотношения между реагентами и продуктами и не подчиняется закону сохранения массы. Это означает, что число атомов каждого элемента в левой и правой частях схемы может быть разным.

Например, схема реакции горения водорода: $H_2 + O_2 \rightarrow H_2O$. В этой схеме в левой части 2 атома кислорода (в молекуле $O_2$), а в правой — только 1 (в молекуле $H_2O$), что нарушает баланс массы.

Уравнение реакции — это количественная запись химического процесса, основанная на законе сохранения массы. В уравнении реакции, помимо формул веществ, присутствуют стехиометрические коэффициенты — числа, стоящие перед формулами, которые уравнивают число атомов каждого элемента в левой и правой частях. Таким образом, уравнение реакции показывает, в каких мольных соотношениях вещества реагируют и образуются. Вместо стрелки часто используется знак равенства (=), чтобы подчеркнуть материальный баланс.

Например, уравнение той же реакции: $2H_2 + O_2 = 2H_2O$. Теперь в обеих частях уравнения по 4 атома водорода и по 2 атома кислорода. Закон сохранения массы соблюден.

Ответ: Основное отличие заключается в том, что уравнение реакции, в отличие от схемы, подчиняется закону сохранения массы. Это достигается расстановкой стехиометрических коэффициентов, которые уравнивают число атомов каждого элемента в левой (реагенты) и правой (продукты) частях. Схема лишь качественно описывает реагенты и продукты, а уравнение — количественно, показывая их мольные соотношения.

Как составляют уравнения химических реакций?

Составление уравнения химической реакции — это процесс, который преобразует качественную схему реакции в количественно верное равенство, подчиняющееся закону сохранения массы. Этот процесс выполняется в несколько шагов:

1. Запись схемы реакции. В левой части записывают формулы исходных веществ (реагентов), соединяя их знаком «+». В правой части записывают формулы продуктов реакции, также соединяя их знаком «+». Между левой и правой частями ставят стрелку (→). Например, для реакции горения фосфора в кислороде с образованием оксида фосфора(V) схема будет выглядеть так: $P + O_2 \rightarrow P_2O_5$.

2. Уравнивание (подбор коэффициентов). Это ключевой этап, на котором подбираются стехиометрические коэффициенты. Цель — добиться, чтобы число атомов каждого химического элемента в левой части было равно числу атомов этого же элемента в правой части.

   • Подсчитывают число атомов каждого элемента слева и справа. В нашем примере: слева 1 атом P и 2 атома O; справа 2 атома P и 5 атомов O.

   • Начинают уравнивание с самого сложного вещества, в данном случае $P_2O_5$. Уравняем фосфор (P). Справа 2 атома, слева 1. Ставим коэффициент 2 перед P слева: $2P + O_2 \rightarrow P_2O_5$.

   • Теперь уравниваем кислород (O). Справа 5 атомов, слева 2. Находим наименьшее общее кратное для 5 и 2, это 10. Чтобы получить 10 атомов O слева, ставим коэффициент 5 перед $O_2$ ($5 \times 2 = 10$). Чтобы получить 10 атомов O справа, ставим коэффициент 2 перед $P_2O_5$ ($2 \times 5 = 10$). Схема принимает вид: $2P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$.

   • Проверяем все элементы заново. После того как мы поставили коэффициент 2 перед $P_2O_5$, число атомов фосфора справа стало $2 \times 2 = 4$. Значит, коэффициент перед фосфором слева тоже нужно изменить на 4.

   Итоговое уравнение: $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$.

3. Окончательная проверка и запись. Проверяем количество атомов: слева 4 атома P и $5 \times 2 = 10$ атомов O; справа $2 \times 2 = 4$ атома P и $2 \times 5 = 10$ атомов O. Баланс соблюден. Стрелку можно заменить на знак равенства: $4P + 5O_2 = 2P_2O_5$.

Ответ: Уравнения химических реакций составляют путем подбора стехиометрических коэффициентов в схеме реакции до тех пор, пока количество атомов каждого элемента в левой и правой частях не станет одинаковым, что соответствует закону сохранения массы.

Повторите по учебнику физики, что такое нормальные условия.

Нормальные условия (сокращенно н. у.) — это стандартные физические условия, используемые в химии и физике для проведения расчетов и сравнения свойств веществ, в первую очередь газов. Эти условия были введены для того, чтобы экспериментальные данные, полученные в разных лабораториях мира, можно было сопоставлять.

Под нормальными условиями понимают:

• Давление ($P$): $101325$ Паскалей (Па). Это значение соответствует одной стандартной атмосфере (1 атм).

• Температура ($T$): $0$ градусов по шкале Цельсия (°C).

В Международной системе единиц (СИ) температура измеряется в Кельвинах (К). Пересчет из градусов Цельсия в Кельвины осуществляется по формуле: $T(K) = t(°C) + 273.15$. Таким образом, нормальная температура в СИ составляет:

$T = 0 + 273.15 = 273.15$ К.

Важным следствием из определения нормальных условий является понятие молярного объема идеального газа. Согласно закону Авогадро, один моль любого идеального газа при нормальных условиях занимает объем, равный приблизительно $22.4$ литра.

$V_m \approx 22.4$ л/моль, что в системе СИ составляет $0.0224$ м³/моль.

Это значение широко используется в химических расчетах для определения количества вещества, объема или массы газа, участвующего в реакции.

Ответ: Нормальные условия (н. у.) — это стандартные значения давления и температуры, равные соответственно $101325$ Па (1 атм) и $273.15$ К ($0$ °C).