📘 CodingMarble Learn

Химические реакции и уравнивание уравнений

В химической реакции атомы не появляются и не исчезают, они только меняют «партнёров». Поэтому в химическом уравнении каждого вида атомов должно быть поровну слева и справа. Уравниваем, меняя числа перед формулами, но никогда не меняя сами формулы.

🎬 История по шагам

  1. Вот исходные вещества, реагенты: одна молекула водорода (два белых атома H) и одна молекула кислорода (два красных атома O).
  2. Они реагируют и образуют воду, H₂O. Запишем H₂ + O₂ → H₂O и посчитаем: слева 2 атома кислорода, а справа только 1. Не уравнено.
  3. Превратить H₂O в H₂O₂ нельзя. Поэтому берём две молекулы воды: 2H₂O. Теперь кислорода 2 = 2, но водорода слева 2, а справа 4.
  4. Поставим 2 и перед водородом: 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Водорода 4 = 4, кислорода 2 = 2. Уравнение уравнено.
  5. Посмотрим на массу: слева 4 u + 32 u, справа 36 u. Те же атомы, та же масса. Это закон сохранения массы.
  6. Теперь твоя очередь. Выбери уравнение, кнопками + и − меняй числа перед формулами и следи за счётом атомов, пока не появится «Уравнено».

Совет: тяни 3D-сцену, чтобы повернуть её. Двумя пальцами можно приблизить.

🤔 Частые сомнения — разобраны

Почему нельзя просто заменить H₂O на H₂O₂, чтобы уравнять кислород?

H₂O₂ — это перекись водорода, совсем другое вещество. На шаге 3D видно, что мы вместо этого берём ещё одну целую молекулу воды.

Значит ли уравненное уравнение, что число молекул с обеих сторон одинаково?

Нет. В 2H₂ + O₂ → 2H₂O слева 3 молекулы, а справа 2. Совпадать должны только атомы.

Куда девается масса, когда горит свеча?

В газы, такие как углекислый газ и водяной пар. Посчитай атомы: ни один не потерян, поэтому масса остаётся той же.

Какой элемент уравнивать первым?

Начни с того, который встречается в наименьшем числе формул, а H и O оставь напоследок. Попробуй CH₄ + O₂ в свободной игре.

Зачем вообще писать обозначения состояний?

Они показывают, как идёт реакция, например железо реагирует с паром (g), а не с жидкой водой.

Что такое химическая реакция и как понять, что она произошла?

Химическая реакция — это превращение, при котором образуются новые вещества с новыми свойствами. Вещества, с которых мы начинаем, называются реагентами, а новые вещества — продуктами.

Признаки, по которым видно, что реакция прошла:

Как записать химическое уравнение

Словесное уравнение использует названия: магний + кислород → оксид магния. Химическое уравнение использует формулы: Mg + O₂ → MgO. Реагенты стоят слева, продукты справа, а стрелка означает «превращается в».

Уравнение с верными формулами, но с неравным числом атомов, называется схемой реакции. Mg + O₂ → MgO — это схема: слева 2 атома O, справа 1.

Уравниваем химическое уравнение шаг за шагом

В реакции масса не создаётся и не исчезает (закон сохранения массы). Значит, атомов каждого вида должно быть поровну слева и справа.

Метод подбора

  1. Запиши схему реакции с правильными формулами.
  2. Составь таблицу атомов слева и справа.
  3. Начни с вещества, в котором больше всего атомов, и с элемента, который встречается в наименьшем числе веществ.
  4. Поставь коэффициенты (числа перед формулой), чтобы выровнять этот элемент. Индексы менять нельзя: H₂O и H₂O₂ — разные вещества.
  5. Иди по элементам по очереди, а H и O оставь на конец.
  6. Пересчитай всё заново. Используй наименьшие целые числа.

Разбор на экране

Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂. В Fe₃O₄ больше всего атомов, поэтому начнём с O: слева 4H₂O. Затем H: слева 8, значит справа 4H₂. Потом Fe: слева 3Fe. Уравнено: 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂.

Делаем уравнение информативнее: обозначения состояний и условия

После каждой формулы можно указать агрегатное состояние: (s) твёрдое, (l) жидкое, (g) газ, (aq) водный раствор, то есть растворено в воде. Пример: 3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g). Здесь (g) у воды говорит, что используется пар.

Условия, такие как нагревание (Δ), свет, катализатор, температура или давление, пишут над стрелкой или под ней, например CO(g) + 2H₂(g) → CH₃OH(l) при 340 атм.

Совет для экзамена: задания на уравнивание встречаются почти каждый год, обычно за 1–2 балла, а просьба «запиши уравнение с обозначениями состояний» часто встречается в заданиях на 3 балла.

Главные формулы и определения

Разобранные примеры

1. Уравняй: H₂ + Cl₂ → HCl

Слева: 2 H, 2 Cl. Справа: 1 H, 1 Cl. Поставим 2 перед HCl: H₂ + Cl₂ → 2HCl. Теперь с каждой стороны 2 H и 2 Cl.

2. Уравняй: Mg + O₂ → MgO

Кислорода слева 2, справа 1, поэтому пишем 2MgO. Теперь Mg справа 2, поэтому пишем 2Mg. Ответ: 2Mg + O₂ → 2MgO.

3. Уравняй: N₂ + H₂ → NH₃

N: слева 2, поэтому 2NH₃. Тогда справа 6 H, значит слева 3H₂. Ответ: N₂ + 3H₂ → 2NH₃.

4. Уравняй: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

C: 1 = 1. H: слева 4, поэтому 2H₂O. O справа = 2 (в CO₂) + 2 (в 2H₂O) = 4, поэтому 2O₂. Ответ: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

5. Уравняй: Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂ и добавь обозначения состояний (используется пар).

O: 4 в Fe₃O₄ → 4H₂O. H: 8 → 4H₂. Fe: 3 → 3Fe. Ответ: 3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g).

6. Уравняй: Al + O₂ → Al₂O₃

O: слева 2, справа 3. НОК чисел 2 и 3 равно 6, поэтому 3O₂ и 2Al₂O₃. Теперь Al справа 4, поэтому 4Al. Ответ: 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃.

Частые ошибки

Тренировочный тест

1. Что должно быть одинаковым слева и справа в уравненном уравнении?
2. Сколько атомов кислорода в 3CO₂?
3. Уравненный вид H₂ + O₂ → H₂O такой:
4. Обозначение (aq) значит, что вещество:
5. Мы уравниваем уравнения из-за закона:

Практика: отвечай сам

Введи или выбери ответ и нажми «Проверить». Если застрял, возьми подсказку; полное решение появится после ответа.

Частые вопросы

Что такое уравненное химическое уравнение?

Такое, в котором число атомов каждого элемента одинаково в части с реагентами и в части с продуктами.

Что такое схема реакции?

Уравнение с правильными формулами, но ещё не уравненное, например H₂ + O₂ → H₂O.

Важно ли уметь уравнивать уравнения на экзамене?

Да. Задания на уравнивание встречаются на школьных экзаменах по химии очень часто, нередко вместе с обозначениями состояний.

Где это изучают

Canada (Ontario)Grade 10C. Chemistry: Chemical Reactions
Canada (Ontario)Grade 10C. Chemistry: Chemical Reactions and their Practical Applications
NetherlandsVWO 3 (onderbouw)Chemical reactions and circularity
NetherlandsHAVO 4 (bovenbouw, 2e fase)Chemical processes and cycles (part 1)
NetherlandsVWO 4 (bovenbouw, 2e fase)Chemical processes (part 1)
RomaniaClasa a VIII-aChemical changes of substances
Spain2º ESOChange
Spain3º ESOChange
Spain4º ESOChange
Spain1º BachilleratoChemical reactions
Spain2º BachilleratoA universe of matter and energy
CBSE (India)Class 10Chemical Substances – Nature and Behaviour
England (GCSE, A level)Year 9Chemistry
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 8MS-PS1 Matter and its interactions
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 9Matter
Japan中学2年Field 1 (4): Chemical change, atoms and molecules
South Korea중학교 3학년Chemical reactions: laws and energy
FranceQuatrièmeMatter and its changes
FranceTroisièmeMatter and its changes
FranceSecondeMatter
FranceTerminaleChemistry
Russia8 классFirst chemical concepts
Russia8 классFirst chemical concepts
China九年级(初三)U5 Quantitative relations in reactions

Сначала изучи

Дальше изучай

Похожие уроки

Все уроки: Chemistry