化学反応の係数をオンラインで並べ替えます。 化学式で係数を配置する方法は? 化学式

化学式を等化する方法を理解するには、まずこの科学の目的を知る必要があります。

意味

化学は、物質、その特性、および変換を研究します。 色の変化、沈殿、ガス状物質の放出がない場合、化学的相互作用は発生しません。

たとえば、鉄の釘をやすりで削ると、金属は単純に粉末になります。 この場合、化学反応は起こりません。

過マンガン酸カリウムの焼成には、酸化マンガンの形成が伴い（4）、酸素の放出、つまり相互作用が観察されます。 この場合、化学方程式を適切に等化する方法について、まったく自然な疑問が生じます。 このような手順に関連するすべてのニュアンスを分析します。

化学変換の特異性

物質の質的および量的組成の変化を伴う現象はすべて化学変換です。 分子の形では、大気中の鉄の燃焼プロセスは記号と記号を使用して表現できます。

係数の配置方法

化学方程式の係数を等化する方法は? 高校化学の授業では、電子天秤法を分析します。 プロセスをより詳細に考えてみましょう。 まず、初期反応では、各化学元素の酸化状態を整える必要があります。

各要素に対して決定できる特定の規則があります。 単純な物質では、酸化状態はゼロになります。 バイナリ化合物では、最初の要素は正の値を持ち、最高の原子価に対応します。 後者の場合、このパラメータは 8 からグループ番号を引いて決定され、マイナス記号が付いています。 3 つの要素で構成される式には、酸化状態を計算するための独自のニュアンスがあります。

最初と最後の要素については、順序は二元化合物の定義と同様であり、式を作成して中心要素を計算します。 すべての指標の合計はゼロに等しくなければなりません。これに基づいて、式の中間要素の指標が計算されます。

電子収支法を使用して化学方程式を等化する方法についての会話を続けましょう。 酸化状態が設定された後、化学的相互作用中に値が変化したイオンまたは物質を決定することができます。

プラス記号とマイナス記号は、化学的相互作用の過程で受け入れられた (与えられた) 電子の数を示します。 得られた数の間で、最小公倍数を見つけます。

それを受け取った電子と与えられた電子に分けると、係数が得られます。 化学式のバランスをとるには? 貸借対照表で得られた数値は、対応する数式の前に配置する必要があります。 前提として、左右のパーツの各要素の数を確認します。 係数が正しく配置されていれば、それらの数は同じはずです。

物質の質量保存の法則

化学式を等化する方法について議論する場合、この法則を使用する必要があります。 化学反応に入った物質の質量が結果として生じる生成物の質量に等しいとすれば、式の前に係数を設定することが可能になります。 例えば、単純な物質であるカルシウムと酸素が相互作用し、そのプロセスが完了した後に酸化物が得られる場合、化学式をどのように等しくするか?

このタスクに対処するには、酸素が非極性共有結合を持つ二原子分子であることを考慮する必要があるため、その式は次の形式で記述されます - O2. 右側では、酸化カルシウム (CaO) をコンパイルするときに、各元素の原子価が考慮されます。

まず、式の各部分で酸素の量が異なるため、酸素の量を確認する必要があります。 物質の質量保存の法則によれば、製品の式の前に係数 2 を付ける必要があります.次に、カルシウムをチェックします。 等化するために、元の物質の前に係数 2 を置きます.結果として、次のレコードが得られます。

• 2Ca+O2=2CaO。

電子天秤法による反応解析

化学式を等化する方法は? RIA の例は、この質問に答えるのに役立ちます。 電子天秤法を使用して、提案されたスキームに係数を配置する必要があるとします。

• CuO + H2=Cu + H2O。

まず、初期物質と相互作用生成物の各要素について、酸化状態の値を配置します。 次の形式の方程式が得られます。

• Cu(+2)O(-2)+H2(0)=Cu(0)+H2(+)O(-2)。

銅と水素の指標が変わりました。 それらに基づいて、電子天秤を作成します。

• Cu(+2)+2e=Cu(0) 1 還元剤、酸化;
• H2(0)-2e=2H(+) 1 酸化剤、還元。

電子天秤で得られた係数に基づいて、提案された化学式の次の記録を取得します。

• CuO+H2=Cu+H2O。

係数の設定を含む別の例を見てみましょう。

• H2+O2=H2O。

物質保存の法則に基づいてこのスキームを均等化するには、酸素から始める必要があります。 二原子分子が反応に入ることを考慮すると、相互作用生成物の式の前に係数 2 を入れる必要があります。

• 2H2+O2=2H2O。

結論

電子天秤に基づいて、係数を任意の化学式に配置できます。 化学の試験を選択した教育機関の9年生と11年生の卒業生は、最終試験のタスクの1つで同様のタスクを提供されます。

化学における反応式は、化学式と数学記号を使用した化学プロセスの記録です。

そのような記録は、化学反応のスキームです。 「=」記号が現れるとき、それは「式」と呼ばれます。 解決してみよう.

単純な反応を解析する例

係数はそれだけの価値がないため、カルシウムには原子が1つあります。 インデックスもここには書かれていないので、その一つです。 式の右辺では、Ca も 1 つです。 カルシウムに取り組む必要はありません。

次の要素である酸素を見てみましょう。 インデックス 2 は、2 つの酸素イオンがあることを示します。 右側、つまり酸素の 1 つの粒子と左側 (2 つの粒子) にはインデックスがありません。 私たちは何をしていますか？ 化学式は正しく書かれているため、追加のインデックスや修正はできません。

係数は、最小部分の前に書かれているものです。 彼らには変わる権利があります。 便宜上、式自体は書き直していません。 右側では、1 を 2 で乗算して、そこにも 2 つの酸素イオンを取得します。

係数を設定すると、2 つのカルシウム原子が得られます。 左側に1つだけあります。 ですから、カルシウムの前に 2 を置かなければなりません。

では、結果を確認してみましょう。 要素原子の数が両側で等しい場合、「等号」記号を付けることができます。

別の良い例: 左側に 2 つの水素があり、矢印の後にも 2 つの水素があります。

• 矢印の前に 2 つの酸素があり、矢印の後にはインデックスがないため、1 つです。
• 左が多く、右が少ない。
• 水の前に係数 2 を置きます。

式全体に 2 を掛けると、水素の量が変わります。 インデックスに係数を掛けると、4 になります。左側には 2 つの水素原子があります。 4 を得るには、水素を 2 倍する必要があります。

これは、一方の式と他方の式の要素が矢印までの一方にある場合です。

左側に 1 つの硫黄イオン、右側に 1 つの硫黄イオン。 2 つの酸素粒子と、さらに 2 つの酸素粒子。 したがって、左側には 4 つの酸素があります。 右側は 3 酸素です。 つまり、一方では偶数の原子が取得され、他方では奇数の原子が取得されます。 奇数に 2 を掛けると、偶数になります。 最初に偶数値にします。 これを行うには、矢印の後の数式全体を 2 倍します。 乗算後、6 つの酸素イオン、さらには 2 つの硫黄原子が得られます。 左側には、硫黄の微粒子が 1 つあります。 では、均等にしましょう。 グレー 2 の前の左側に方程式を配置します。

呼ばれた.

複雑な反応

この例は、物質の要素が多いため、より複雑です。

これを中和反応といいます。 ここでまずイコライズする必要があるのは次のとおりです。

• 左側にはナトリウム原子が 1 つあります。
• 右側のインデックスは、2 つのナトリウムがあることを示しています。

結論は、式全体に2を掛ける必要があることを示唆しています。

それでは、硫黄の量を見てみましょう。 左右に1本ずつ。 酸素に注意。 左側には 6 個の酸素原子があります。 一方 - 5. 右が少なく、左が多い。 奇数は偶数にする必要があります。 これを行うには、水の式に2を掛けます。つまり、1つの酸素原子から2を作ります。

右側にはすでに 6 個の酸素原子があります。 左側にも 6 個の原子があります。 水素のチェック。 2 つの水素原子と、さらに 2 つの水素原子。 つまり、左側に 4 つの水素原子があります。 そして反対側にも4つの水素原子。 すべての要素がバランスが取れています。 「等しい」記号を付けます。

次の例。

ここでの例は、括弧が表示されているという点で興味深いものです。 彼らは、係数が括弧の外にある場合、括弧内のすべての要素がそれで乗算されると言います。 窒素は酸素や水素よりも少ないため、窒素から始める必要があります。 左側には窒素が 1 つ、右側にはブラケットを考慮して 2 つがあります。

右側の水素原子は 2 つですが、4 つ必要です。 この状況から抜け出すには、単純に水を 2 倍して、結果として 4 つの水素が得られます。 素晴らしい、水素が均等化されました。 酸素が残っています。 反応前には8個の原子があり、反応後も8個です。

すべての要素が等しいので、「等しい」と言えます。

最後の例.

次はバリウムです。 平準化されているので、触れる必要はありません。 反応前には2つの塩素があり、反応後は1つだけです。 何をする必要がありますか？ 反応後の塩素の前に 2 を置きます。

ここで、設定したばかりの係数により、反応後に 2 つのナトリウムが得られ、反応前にも 2 つのナトリウムが得られました。 素晴らしい、他のすべてがバランスが取れています。

反応は、電子天秤法を使用して均等化することもできます。 このメソッドには、実装できるいくつかのルールがあります。 次のステップは、各物質のすべての元素の酸化状態を整理して、どこで酸化が起こり、どこで還元が起こったかを理解することです。

レッスン13で「コースから」 ダミーのための化学» 化学式が何のためにあるのかを考えてみましょう。 係数を正しく配置することにより、化学反応を均等化する方法を学びます。 このレッスンでは、前のレッスンの基本的な化学を知っている必要があります。 実験式と化学分析の詳細については、元素分析について必ずお読みください。

酸素O 2 中でのメタンCH 4 の燃焼反応の結果、二酸化炭素CO 2 と水H 2 Oが生成される.この反応は次のように記述できる. 化学式:

• CH 4 + O 2 → CO 2 + H 2 O (1)

化学式から単なる指示よりも多くの情報を抽出してみましょう 製品と試薬反応。 化学式 (1) は完全ではないため、1 CH 4 分子あたりに消費される O 2 分子の数と、結果として得られる CO 2 および H2 O 分子の数に関する情報は得られません。 しかし、対応する分子式の前に数値係数を書くと、それぞれの種類の分子が反応に参加する数を示します。 完全な化学式反応。

化学式 (1) の構成を完了するには、1 つの簡単な規則を覚えておく必要があります。式の左側と右側には、各種類の原子が同じ数含まれている必要があります。これは、途中で新しい原子が作成されないためです。化学反応を起こさず、既存のものは破壊されません。 この規則は、章の冒頭で説明した質量保存の法則に基づいています。

単純な化学式から完全なものを得るために必要です。 それでは、反応の直接式 (1) に移りましょう。化学式をもう一度見てください。右辺と左辺の原子と分子を正確に見てください。 炭素C、水素H、酸素Oの3種類の原子が反応に関与していることは簡単にわかります。化学式の右辺と左辺のそれぞれの種類の原子の数を数えて比較してみましょう。

カーボンから始めましょう。 左側では、1 つの C 原子が CH 4 分子の一部であり、右側では、1 つの C 原子が CO 2 の一部です。 したがって、左側と右側の炭素原子の数は同じなので、そのままにしておきます。 ただし、わかりやすくするために、炭素を含む分子の前に係数 1 を付けますが、これは必須ではありません。

• 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + H 2 O (2)

次に、水素原子Hのカウントに進みます。左側には、CH 4分子の組成に4つのH原子（量的な意味でH 4 = 4H）があり、右側には、の組成に2つのH原子しかありませんH 2 O 分子は、化学式 (2) の左辺の 2 分の 1 です。 均しましょう！ これを行うには、H 2 O 分子の前に係数 2 を置きます. これで、試薬と生成物の両方に 4 つの水素分子 H が含まれます:

• 1CH 4 + O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O (3)

水素 H を等しくするために水分子 H 2 O の前に書いた係数 2 は、その組成を構成するすべての原子を 2 倍にすることに注意してください。つまり、2H 2 O は 4H と 2O を意味します。 さて、これは整理されたようですが、化学式（3）の酸素原子Oの数を計算して比較することは残っています. O 原子の左側が右側のちょうど 2 分の 1 であることがすぐにわかります。 これで、化学方程式を自分で等化する方法はすでにわかったので、すぐに最終結果を書き留めます。

• 1CH 4 + 2O 2 → 1CO 2 + 2H 2 O または CH 4 + 2O 2 → CO 2 + 2H 2 O (4)

ご覧のとおり、化学反応を均等化することはそれほど難しいことではありません。ここで重要なのは化学ではなく、数学です。 式（4）と呼ばれる 完全な方程式化学反応、質量保存の法則が観察されるため、つまり。 反応に入る各種類の原子の数は、反応の終わりにこの種類の原子の数とまったく同じです。 この完全な化学式の各部分には、1 つの炭素原子、4 つの水素原子、および 4 つの酸素原子が含まれています。 ただし、いくつかの重要な点を理解する価値があります。化学反応は、別々の中間段階の複雑なシーケンスであるため、たとえば、1 つのメタン分子が同時に衝突しなければならないという意味で式 (4) を解釈することは不可能です。 2つの酸素分子。 反応生成物の形成中に発生するプロセスは、はるかに複雑です。 2 番目のポイント: 反応の完全な式は、その分子メカニズム、つまり、その過程で分子レベルで発生する一連のイベントについては何も教えてくれません。

化学反応式の係数

適切に配置する方法の別の良い例 オッズ化学反応式では、トリニトロトルエン（TNT）C 7 H 5 N 3 O 6は酸素と激しく結合し、H 2 O、CO 2、およびN 2を形成します。 等化する反応方程式を書きます。

• C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (5)

左側には奇数の水素原子と窒素原子が含まれ、右側には偶数の水素原子が含まれているため、2 つの TNT 分子に基づいて完全な式を書く方が簡単です。

• 2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → CO 2 + H 2 O + N 2 (6)

次に、14 個の炭素原子、10 個の水素原子、および 6 個の窒素原子が、14 個の二酸化炭素分子、5 個の水分子、および 3 個の窒素分子に変化しなければならないことは明らかです。

• 2C 7 H 5 N 3 O 6 + O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (7)

両方のパーツには、酸素を除くすべての原子が同じ数含まれています。 式の右辺にある 33 個の酸素原子のうち、12 個は元の 2 つの TNT 分子によって供給され、残りの 21 個は 10.5 O 2 分子によって供給されなければなりません。 したがって、完全な化学式は次のようになります。

• 2C 7 H 5 N 3 O 6 + 10.5O 2 → 14CO 2 + 5H 2 O + 3N 2 (8)

両辺を 2 倍して、整数でない係数 10.5 を取り除くことができます。

• 4C 7 H 5 N 3 O 6 + 21O 2 → 28CO 2 + 10H 2 O + 6N 2 (9)

しかし、方程式のすべての係数が整数である必要はないので、これはできません。 1 つの TNT 分子に基づいて方程式を作成すると、さらに正確になります。

• C 7 H 5 N 3 O 6 + 5.25O 2 → 7CO 2 + 2.5H 2 O + 1.5N 2 (10)

完全な化学式 (9) には多くの情報が含まれています。 まず第一に、それは出発物質を示しています- 試薬、 としても 製品反応。 さらに、反応の過程で、各種類のすべての原子が個別に保存されることを示しています。 式 (9) の両辺にアボガドロ数 N A =6.022 10 23 を掛けると、4 モルの TNT が 21 モルの O 2 と反応して、28 モルの CO 2 、10 モルの H 2 O、および6モルのN 2 。

もう1つ特徴があります。 周期表を使用して、これらすべての物質の分子量を決定します。

• C 7 H 5 N 3 O 6 \u003d 227.13 g / mol
• O2 = 31.999 グラム/モル
• CO2 = 44.010 グラム/モル
• H2O = 18.015 g/モル
• N2 = 28.013 g/モル

ここで、式 9 は、4 227.13 g \u003d 908.52 g の TNT が反応を完了するために 21 31.999 g \u003d 671.98 g の酸素を必要とし、その結果、28 44.010 g \u003d 1232.3 g CO 2 が形成され、10 18.015 g = 180.15 g H 2 O および 6 28.013 g = 168.08 g N 2. この反応で質量保存の法則が満たされているかどうかを確認してみましょう。

しかし、個々の分子が化学反応に参加する必要はありません。 たとえば、石灰岩 CaCO3 と塩酸 HCl の反応で、塩化カルシウム CaCl2 と二酸化炭素 CO2 の水溶液が形成されます。

• CaCO 3 + 2HCl → CaCl 2 + CO 2 + H 2 O (11)

化学式（１１）は、炭酸カルシウムＣａＣＯ ３ （石灰石）と塩酸ＨＣｌとの反応を表しており、塩化カルシウムＣａＣｌ ２ と二酸化炭素ＣＯ ２ の水溶液を形成する。 この方程式は、左右の各種類の原子の数が同じであるため、完全です。

この式の意味は、 巨視的（モル）レベル次のとおりです。1 mol または 100.09 g の CaCO 3 は、反応を完了するために 2 mol または 72.92 g の HCl を必要とし、1 mol の CaCl 2 (110.99 g / mol)、CO 2 (44.01 g /mol)、および H 2 が生成されます。 O (18.02 g/mol)。 これらの数値データから、この反応が質量保存則を満たしていることは容易に確認できます。

上の式（11）の解釈 顕微鏡（分子）レベル炭酸カルシウムは分子化合物ではなく塩であるため、炭酸カルシウム CaCO 3 1 分子が HCl 2 分子と反応するという意味で化学式 (11) を理解することは不可能です。 さらに、溶液中のＨＣｌ分子は、通常、Ｈ ＋ イオンとＣｌ － イオンに解離（分解）する。 したがって、分子レベルでこの反応で何が起こるかをより正確に説明すると、次の式が得られます。

• CaCO 3 (固体) + 2H + (水溶液) → Ca 2+ (水溶液) + CO 2 (グラム) + H 2 O (リットル) (12)

ここで、括弧内に各種粒子の物理状態を略記（ テレビ。- 難しい、 アクア。水溶液中の水和イオンであり、 G.- ガス、 と。- 液体）。

式 (12) は、固体 CaCO 3 が 2 つの水和 H + イオンと反応し、正の Ca 2+ イオン、CO 2 および H 2 O を形成することを示しています。式 (12) は、他の完全な化学式と同様に、分子メカニズム反応であり、物質の量を数えるにはあまり便利ではありませんが、顕微鏡レベルで何が起こっているかをよりよく説明できます。

解を使用して例を個別に分析することにより、化学方程式の定式化に関する知識を統合します。

レッスン13からお願いします」 化学式の編集» あなたは自分自身のために何か新しいことを学びました。 ご不明な点がございましたら、コメント欄にご記入ください。

1. 反応スキームを作りましょう:

レッスンの目的。教育的。元素の酸化状態の変化に基づく化学反応の新しい分類 - 酸化還元反応（ORD）を学生に知ってもらう。 電子天秤法を使用して係数を配置するように生徒に教えます。

現像。論理的思考の発達、分析と比較の能力、主題への関心の形成を続けます。

教育的。学生の科学的世界観を形成する。 仕事のスキルを向上させます。

方法と方法論的手法。物語、会話、視覚教材のデモンストレーション、学生の自主制作。

装置および試薬。ロードス島の巨像、電子天秤法による係数配置のアルゴリズム、代表的な酸化剤と還元剤の表、クロスワードパズルを再現。 Fe (爪)、NaOH、CuSO4 の溶液。

授業中

序章

（モチベーションと目標設定）

先生。 III世紀に。 紀元前。 ロードス島では、ヘリオスの巨大な像の形をした記念碑が建てられました（ギリシャ人の間では-太陽の神）。 世界の不思議の 1 つであるロードス島の巨像の壮大なアイデアと完璧な実行は、それを見たすべての人を驚かせました。

この像がどのようなものだったのかは正確にはわかりませんが、ブロンズ製で高さは約 33 m に達したことがわかっており、この像は彫刻家ハレットによって作成され、12 年の歳月をかけて建設されました。

ブロンズのシェルが鉄のフレームに取り付けられました。 中空の彫像は底から作られ始め、成長するにつれて、より安定させるために石で満たされました。 竣工から約50年後、コロッサスは倒壊。 地震の間、彼は膝の高さで骨折した。

科学者たちは、この奇跡のもろさの真の理由は金属の腐食であると信じています。 そして、腐食プロセスの中心にあるのは酸化還元反応です。

今日のレッスンでは、レドックス反応について学びます。 「還元剤」と「酸化剤」の概念、還元と酸化のプロセスについて学びます。 レドックス反応の方程式の係数を整理する方法を学びます。 ワークブックに番号、レッスンのトピックを書きます。

新しい教材を学ぶ

教師は、硫酸銅 (II) とアルカリとの相互作用と、同じ塩と鉄との相互作用の 2 つの実証実験を行います。

先生。 実行された反応の分子方程式を書き留めます。 各式では、出発物質と反応生成物の式で要素の酸化状態を配置します。

生徒は黒板に反応式を書き、酸化状態を並べます。

先生。 これらの反応で元素の酸化状態は変化しましたか?

学生。 最初の式では、元素の酸化状態は変化しませんでしたが、2番目の式では、銅と鉄で変化しました.

先生。 2番目の反応は酸化還元です。 酸化還元反応を定義してみてください。

学生。 反応物および反応生成物を構成する元素の酸化状態が変化する反応は、レドックス反応と呼ばれます。

学生は、教師の指示に従って、レドックス反応の定義をノートに書き留めます。

先生。 酸化還元反応の結果、何が起こったのですか? 反応前の鉄の酸化状態は0でしたが、反応後は+2になりました。 ご覧のとおり、酸化状態が増加したため、鉄は 2 つの電子を放棄します。

銅の酸化状態は、反応前は+2、反応後は0で、酸化状態が減少していることが分かります。 したがって、銅は 2 つの電子を受け取ります。

鉄は電子を供与する還元剤であり、電子移動のプロセスは酸化と呼ばれます。

銅は電子を受け取り、酸化剤であり、電子を追加するプロセスは還元と呼ばれます。

これらのプロセスのスキームを書きます。

それで、「還元剤」と「酸化剤」の概念の定義を与えてください.

学生。 電子を供与する原子、分子、またはイオンは、還元剤と呼ばれます。

電子を受け取る原子、分子、またはイオンは、酸化剤と呼ばれます。

先生。 還元および酸化プロセスの定義は何ですか?

学生。 回復は、原子、分子、またはイオンに電子を追加するプロセスです。

酸化は、電子が原子、分子、またはイオンによって移動するプロセスです。

生徒は口述筆記で定義をノートに書き、絵を完成させます。

覚えて！

電子を寄付する - 酸化する。

電子を取る - 回復する。

先生。 酸化には常に還元が伴い、その逆もまた同様で、還元には常に酸化が伴います。 還元剤によって供与される電子の数は、酸化剤によって結合される電子の数に等しい。

酸化還元反応の方程式の係数を選択するには、電子収支と電子イオン収支 (半反応法) の 2 つの方法が使用されます。

電子天秤方式のみを考えます。 これを行うには、電子天秤法を使用して係数を配置するためのアルゴリズムを使用します（画用紙に作成されます）。

例 電子収支法を使用してこの反応スキームの係数を整理し、酸化剤と還元剤を決定し、酸化と還元のプロセスを示します。

Fe2O3 + CO Fe + CO2。

電子天秤法を用いて係数を配置するアルゴリズムを使用します。

3. 酸化度を変化させる要素を書き出してみましょう。

4. 電子方程式を作成し、与えられた電子と受け取った電子の数を決定します。

5. 与えられる電子と受け取る電子の数は同じでなければなりません。 反応物も反応生成物も充電されません。 最小公倍数 (LCM) と追加の要素を選択することで、与えられた電子と受け取った電子の数を等しくします。

6. 結果の乗数は係数です。 係数を反応スキームに転送します。

Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2.

多くの反応で酸化剤または還元剤である物質は、典型的なものと呼ばれます。

ワットマンシートで作った表を掲載しています。

先生。 酸化還元反応は非常に一般的です。 それらは、腐食プロセスだけでなく、生物で発生する発酵、腐敗、光合成、および代謝プロセスにも関連しています。 それらは燃料の燃焼中に観察できます。

化学式を等化する方法: ルールとアルゴリズム

酸化還元プロセスは、自然界の物質のサイクルに伴います。

毎日約 200 万トンの硝酸が大気中で形成されていることをご存知ですか。
年間7億トン、弱い溶液の形で雨とともに地面に落ちます（人間は年間3000万トンの硝酸しか生産しません）.

大気中で何が起こるか？

空気には、体積で 78% の窒素、21% の酸素、および 1% のその他のガスが含まれています。 雷放電の作用下で、地球上で毎秒平均 100 回の稲妻が点滅し、窒素分子が酸素分子と相互作用して一酸化窒素 (II) を形成します。

一酸化窒素 (II) は、大気中の酸素によって一酸化窒素 (IV) に容易に酸化されます。

得られた一酸化窒素 (IV) は、酸素の存在下で大気中の水分と相互作用し、硝酸に変わります。

NO2 + H2O + O2 HNO3。

これらの反応はすべて酸化還元反応です。

エクササイズ . 上記反応式の係数を電子天秤法で並べ、酸化剤、還元剤、酸化・還元過程を示します。

解決

1.要素の酸化状態を決定しましょう。

2. 酸化状態が変化する元素の記号に下線を引きます。

3. 酸化状態を変化させた元素を書き出してみましょう。

4. 電子方程式を作成します (与えられた電子と受け取った電子の数を決定します)。

5. 与えられる電子と受け取る電子の数は同じです。

6.係数を電子回路から反応スキームに転送しましょう。

次に、学生は、電子天秤法を使用して係数を独自に配置し、酸化剤、還元剤を決定し、自然界で発生する他のプロセスの酸化と還元のプロセスを示すように招待されます。

他の 2 つの反応方程式 (係数付き) は次のとおりです。

タスクの正確性のチェックは、コドスコープを使用して実行されます。

最終パート

教師は生徒に、学習した資料に基づいてクロスワード パズルを解くように求めます。 作業の結果は検証のために提出されます。

推測して クロスワード、物質KMnO4、K2Cr2O7、O3が強いことがわかります...（垂直（2）に沿って）。

水平方向:

1. スキームはどのようなプロセスを反映していますか?

3. 反応

N2 (例) + 3H2 (例) 2NH3 (例) + Q

酸化還元、可逆性、均一性などです。

4. ... 炭素 (II) は典型的な還元剤です。

5. スキームはどのようなプロセスを反映していますか?

6. レドックス反応の方程式の係数の選択には、電子式 ... が使用されます。

7. 図によると、アルミニウムは…電子を与えました。

8. 反応:

H2 + Cl2 = 2HCl

水素 H2 - ... .

9. 必ず酸化還元反応だけになるのはどのような反応ですか?

10. 単体の酸化状態は・・・

11.反応：

減速機...

宿題。

O.S. Gabrielyan の教科書 "Chemistry-8" § 43、p. 178–179、ex。 1、7は書面で。 タスク (自宅で)。 最初の宇宙船と潜水艦の設計者は、船と宇宙ステーションで一定の空気組成を維持するにはどうすればよいかという問題に直面しました。 余分な二酸化炭素を取り除き、酸素を補充しますか？ 解決策が見つかりました。

超酸化カリウム KO2 は、二酸化炭素との相互作用の結果として酸素を形成します。

ご覧のとおり、これは酸化還元反応です。 この反応では、酸素は酸化剤でもあり還元剤でもあります。

宇宙探査では、1 グラムの貨物も重要です。 宇宙飛行が 10 日間設計され、乗組員が 2 人で構成されている場合、宇宙飛行で摂取しなければならないスーパーオキシド カリウムの供給量を計算します。 人は 1 日あたり 1 kg の二酸化炭素を吐き出すことが知られています。

（回答。64.5kg KO2。 )

タスク (複雑さの増加)。 ロードス島の巨像の破壊につながった可能性のある酸化還元反応の式を書き留めてください。 この巨大な像は、地中海の湿った空気が塩分で飽和している、現代のトルコ沖のエーゲ海の島にある港湾都市に立っていたことを覚えておいてください。 青銅（銅と錫の合金）でできていて、鉄の枠に取り付けられていました。

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S.P.レベシェバ、
高校化学教師8号
(バルチースク、カリーニングラード地域)

係数の選択規則:

- 反応スキームの一方の要素の原子数が偶数で、他方の要素の原子数が奇数の場合、式の前に係数 2 を配置し、原子数を奇数にしてから、すべての原子の数を指定する必要があります。原子を均等化する必要があります。

- 係数の配置は、組成が最も複雑な物質から始め、次の順序で行う必要があります。

最初に金属原子、次に酸性残基 (非金属原子)、次に水素原子、最後に酸素原子の数を均等化する必要があります。

- 式の左部分と右部分の酸素原子の数が同じ場合、係数は正しく決定されます。

- その後、方程式の部分間の矢印を等号に置き換えることができます。

- 化学反応式の係数には公約数があってはなりません。

例。 硫酸鉄（III）の形成を伴う水酸化鉄（III）と硫酸の間の化学反応の式を作りましょう。

1. 反応スキームを作りましょう:

Fe(OH)3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O

2.物質の式の係数を選択します。 最も複雑な物質から始めて、最初に金属原子、次に酸残基、次に水素、そして最後に酸素を、スキーム全体で一貫して同一視しなければならないことを知っています. 私たちのスキームでは、最も複雑な物質は Fe2(SO4)3 です。 これには鉄原子が 2 つ含まれており、Fe(OH)3 には鉄原子が 1 つ含まれています。 したがって、式 Fe (OH) 3 の前に、係数 2 を入力する必要があります。

2Fe(OH)3 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O

ここで、酸残基 SO4 の数を等しくします。 Fe2(SO4)3 塩には 3 つの SO4 酸残基が含まれています。 したがって、左側の H2SO4 式の前に、係数 3 を入れます。

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + H2O。

ここで、水素原子の数を等しくします。 図の左側の水酸化鉄2Fe(OH) 3～6個の水素原子(2

3）、硫酸3H2SO4中 - また6個の水素原子。

化学式の係数の並べ方

合計で、左側に 12 個の水素原子があります。 したがって、右側では、H2O 水の式の前に係数 6 を置きます。右側には 12 個の水素原子もあります。

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O。

酸素原子の数を均等にすることは残っています。 しかし、これはもう必要ありません。なぜなら、図の左側と右側の部分にはすでに同じ数の酸素原子 (各部分に 18 個) があるからです。 これは、回路が完全に記述されていることを意味し、矢印を等号に置き換えることができます。

2Fe(OH)3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 6H2O。

教育

化学式で係数を配置する方法は? 化学式

今日は、化学方程式で係数を配置する方法について説明します。 この質問は、教育機関の高校生だけでなく、複雑で興味深い科学の基本要素に精通している子供たちにも興味深いものです。 最初の段階で化学方程式の書き方を理解していれば、将来問題を解くのに問題はありません。 最初から正しく理解しましょう。

方程式とは

それによって、選択された試薬間で起こる化学反応の条件付き記録を意味するのが通例である。 このようなプロセスでは、インデックス、係数、式が使用されます。

コンパイルアルゴリズム

化学式の書き方は？ 任意の相互作用の例は、元の化合物を合計することによって書くことができます。 等号は、反応する物質間に相互作用があることを示します。 次に、価数（酸化状態）による生成物の式をまとめます。

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反応を記録する方法

たとえば、メタンの特性を確認する化学式を書き留める必要がある場合は、次のオプションを選択します。

• ハロゲン化（D. I. Mendeleevの周期表の元素VIIAとのラジカル相互作用）;
• 大気酸素中での燃焼。

最初のケースでは、出発物質を左側に、生成物を右側に書きます。 各化学元素の原子数を確認した後、進行中のプロセスの最終的な記録を取得します。 メタンが大気中の酸素中で燃焼すると、発熱プロセスが発生し、二酸化炭素と水蒸気が形成されます。

係数を化学式に正しく入れるために、物質の質量保存の法則が使用されます。 調整プロセスは、炭素原子の数を決定することから始まります。 次に、水素の計算を行い、その後で酸素の量を確認します。

OVR

複雑な化学方程式は、電子天秤または半反応の方法を使用して均等化できます。 次のタイプの反応の係数を調整するように設計された一連のアクションを提供します。

まず、化合物中の各元素の酸化状態を整えることが重要です。 それらを配置するときは、いくつかのルールを考慮する必要があります。

1. 単体の場合はゼロです。
2. バイナリ化合物では、それらの合計は 0 です。
3. 3 つ以上の元素の化合物では、最初のイオンは正の値を持ち、最後のイオンは酸化状態の負の値を持ちます。 中央の要素は、合計が 0 になるように数学的に計算されます。

次に、酸化状態が変化した原子またはイオンが選択される。 プラス記号とマイナス記号は、電子の数を示します (受け入れられる、与えられる)。 次に、それらの間で最小の倍数が決定されます。 NOCをこれらの数値で割ると、数値が得られます。 このアルゴリズムは、化学方程式の係数をどのように配置するかという問題に対する答えになります。

最初の例

「反応の係数を調整し、ギャップを埋め、酸化剤と還元剤を決定する」というタスクが与えられたとしましょう。 このような例は、試験として化学を選択した学校の卒業生に提供されます。

KMnO4 + H2SO4 + KBr = MnSO4 + Br2 +…+…

将来のエンジニアや医師に提供される化学方程式の係数をどのように配置するかを理解しようとしましょう。 出発原料と入手可能な製品の元素の酸化状態を整理した後、マンガン イオンが酸化剤として作用し、臭化物イオンが還元特性を示すことがわかります。

欠落している物質は酸化還元プロセスに関与していないと結論付けています。 不足している製品の 1 つは水で、2 番目は硫酸カリウムです。 電子天秤をコンパイルした後、最後のステップは方程式の係数の設定です。

2 番目の例

酸化還元型の化学式で係数を配置する方法を理解するために、別の例を挙げましょう。

次のスキーマがあるとします。

P + HNO3 = NO2 +…+…

慣習的に単体であるリンは、還元特性を示し、酸化状態を+5に増加させます。 したがって、不足している物質の 1 つはリン酸 H3PO4 になります。 OVR は、窒素になる還元剤の存在を前提としています。 それは一酸化窒素 (4) に入り、NO2 を形成します。

この反応に係数を入れるために、電子天秤を作ります。

P0 は 5e = P+5 を与える

N+5 は e = N+4 かかります

硝酸と一酸化窒素 (4) が 5 倍先行しなければならないとすると、完成した反応が得られます。

P + 5HNO3 = 5NO2 + H2O + H3PO4

化学における立体化学係数により、さまざまな計算問題を解くことができます。

3 番目の例

係数の配置は多くの高校生にとって困難を伴うため、具体的な例を使用して一連の動作を理解する必要があります。 タスクの別の例を提供します。その実装には、酸化還元反応の係数を配置する方法の習得が必要です。

H2S + HMnO4 = S + MnO2 +…

提案されたタスクの特徴は、不足している反応生成物を補う必要があり、その後でのみ係数の設定に進むことができるということです。

化合物中の各元素の酸化状態を整理すると、価数を下げるマンガンが酸化性を示すことがわかります。 硫黄は、提案された反応において還元能力を発揮し、単体に還元される。 電子天秤をコンパイルした後は、提案されたプロセス スキームに係数を配置するだけです。 そして、行為は行われます。

4番目の例

物質の質量保存の法則が十分に守られている場合、化学方程式は完全なプロセスと呼ばれます。 このパターンを確認するには？ 反応に入った同じタイプの原子の数は、相互作用生成物の数に対応する必要があります。 この場合にのみ、記録された化学相互作用の有用性、計算への適用の可能性、さまざまなレベルの複雑さの計算問題の解決について話すことができます。 これは、反応で欠落している立体化学係数の配置を含むタスクの変形です。

Si + …+ HF = H2SiF6 + NO +…

タスクの複雑さは、開始物質と相互作用の生成物の両方が省略されていることです。 酸化状態のすべての要素を設定した後、提案されたタスクでシリコン原子が還元特性を示すことがわかります。 反応生成物には窒素 (II) が存在し、出発化合物の 1 つは硝酸です。 論理的に、不足している反応生成物は水であると判断します。 最後のステップは、反応で得られた立体化学係数の配置になります。

3Si + 4HNO3 + 18HF = 3H2SiF6 + 4NO + 8H2O

方程式の問題の例

炭化水素の加水分解中に形成された水酸化カルシウムを完全に中和するために必要な、密度が1.05 g / mlの塩化水素の10％溶液の量を決定する必要があります。 加水分解中に放出されるガスは、8.96 リットル (n.a.) の体積を占めることが知られています。

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

水酸化カルシウムは塩化水素と相互作用し、完全な中和が起こります：

Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O

このプロセスに必要な酸の質量を計算します。

化学式の係数と指数

塩化水素溶液の量を決定します。 問題のすべての計算は、立体化学係数を考慮して実行され、その重要性が確認されます。

ついに

化学の統一国家試験の結果を分析すると、方程式の立体化学係数の設定、電子天秤の編集、酸化剤と還元剤の決定に関連するタスクが、中等学校の現代の卒業生にとって深刻な困難を引き起こすことが示されています。 残念ながら、現代の卒業生の自立度はほとんどないため、高校生は教師が提案した理論的基盤を理解していません。

さまざまなタイプの反応に係数を配置するときに学童が犯す典型的な間違いの中には、多くの数学的エラーがあります。 たとえば、最小公倍数、除算、乗算の正しい方法を誰もが知っているわけではありません。 この現象の理由は、このトピックの研究のために教育学校で割り当てられた時間数の減少です。 化学の基本的なプログラムでは、教師は、酸化還元プロセスにおける電子天秤の編集に関連する問題を生徒と一緒に解決する機会がありません。

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オプション1

a) Na + O2 -> Na2O d) H2 + F2 -> HF
b) CaCO3 -> CaO + CO2 e) H2O + K2O -> KOH
c) Zn + H2SO4 -> H2 + ZnSO4 f) Cu(OH)2 + HNO3 -> Cu(NO3)2 + H2O

レッスン 13

定義を書き留めます。
a) 複合反応 b) 発熱反応 c) 不可逆反応。

a) 炭素が酸素と相互作用し、一酸化炭素 (II) が形成されます。
b) 酸化マグネシウムは硝酸と相互作用し、硝酸マグネシウムと水が形成されます。
c) 水酸化鉄 (III) が酸化鉄 (III) と水に分解する。
d) メタン CH4 が酸素中で燃焼し、一酸化炭素 (IV) と水が生成される。
e) 一酸化窒素 (V) は、水に溶解すると硝酸を形成します。

4. 次の式に従って問題を解きます。
a) 水素がフッ素と反応すると、どのくらいの量のフッ化水素が生成されますか?
b) 80% CaCO3 を含む石灰岩の分解中に形成される酸化カルシウムの質量は?
c) 35% の不純物を含む硫酸亜鉛と相互作用すると、どのような体積と質量の水素が放出されますか?

オプション 2

1. 係数を並べ替え、化学反応の種類を決定し、式の下に物質の名前を書き留めます。

a) P + O2 -> P2O5 d) H2 + N2 -> NH3
b) CaCO3 + HCl -> CaCl2 + H2O + CO2 e) H2O + Li2O -> LiOH
c) Mg + H2SO4 -> H2 + MgSO4 e) Ca(OH)2 + HNO3 -> Ca(NO3)2 + H2O

2. 定義を書き留めます。
a) 分解反応 b) 吸熱反応 c) 触媒反応

3. 説明に従って式を書き留めます。
a) 炭素が酸素と相互作用し、一酸化炭素 (IV) が形成されます。
b) 酸化バリウムが硝酸と反応し、硝酸バリウムと水が形成されます。
c) 水酸化アルミニウムは酸化アルミニウムと水に分解する。
d) アンモニア NH3 が酸素と窒素の中で燃焼し、水が形成されます。
e) リン (V) 酸化物は、水に溶解するとリン酸を形成します。

4. 方程式に従って問題を解きます。
a) 水素が窒素と反応すると、どのくらいの量のアンモニアが生成されますか?
b) CaCO3 を 80% 含む大理石の塩酸と相互作用すると、どのような量の塩化カルシウムが形成されますか?
c) 30%の不純物を含む硫酸マグネシウムと相互作用すると、放出される水素の体積と質量は?

化学式の書き方は？ まず、化合物中の各元素の酸化状態を整えることが重要です。 「反応の係数を調整し、ギャップを埋め、酸化剤と還元剤を決定する」というタスクが与えられたとしましょう。 不足している製品の 1 つは水で、2 番目は硫酸カリウムです。 電子天秤をコンパイルした後、最後のステップは方程式の係数の設定です。 問題のすべての計算は、立体化学係数を考慮して実行され、その重要性が確認されます。 さまざまなタイプの反応に係数を配置するときに学童が犯す典型的な間違いの中には、多くの数学的エラーがあります。

各要素に対して決定できる特定の規則があります。 3 つの要素で構成される式には、酸化状態を計算するための独自のニュアンスがあります。 電子収支法を使用して化学方程式を等化する方法についての会話を続けましょう。 前提として、左右のパーツの各要素の数を確認します。 係数が正しく配置されていれば、それらの数は同じはずです。

代数的方法

実験式と化学分析の詳細については、元素分析について必ずお読みください。

化学は、物質、その特性、および変換を研究します。 分子の形では、大気中の鉄の燃焼プロセスは記号と記号を使用して表現できます。 物質の質量保存の法則によれば、製品の式の前に係数 2 を付ける必要があります.次に、カルシウムをチェックします。 まず、初期物質と相互作用生成物の各要素について、酸化状態の値を配置します。 次のステップは、水素をテストすることです。

化学反応の均等化

単純な化学式から完全なものを得るには、化学反応の等化が必要です。 カーボンから始めましょう。

質量保存の法則では、化学反応の過程で新しい原子が出現したり、古い原子が破壊されたりすることはありません。 各原子のインデックスに注意してください。それらの番号を示すのは彼です。 式の右辺の物質の分子の前に添字を追加することで、酸素原子の数も変更しました。 これで、すべての炭素、水素、および酸素原子の数は、方程式の両側で同じになります。

彼らは、係数が括弧の外にある場合、括弧内のすべての要素がそれで乗算されると言います。 窒素は酸素や水素よりも少ないため、窒素から始める必要があります。 素晴らしい、水素が均等化されました。 次はバリウムです。 平準化されているので、触れる必要はありません。 反応前には2つの塩素があり、反応後は1つだけです。 何をする必要がありますか？ ここで、設定したばかりの係数により、反応後に 2 つのナトリウムが得られ、反応前にも 2 つのナトリウムが得られました。 素晴らしい、他のすべてがバランスが取れています。 次のステップは、各物質のすべての元素の酸化状態を整理して、どこで酸化が起こり、どこで還元が起こったかを理解することです。

単純な反応を解析する例

右側、つまり酸素の 1 つの粒子と左側 (2 つの粒子) にはインデックスがありません。 化学式は正しく書かれているため、追加のインデックスや修正はできません。 右側では、1 を 2 で乗算して、そこにも 2 つの酸素イオンを取得します。

タスク自体に進む前に、化学元素または式全体の前に配置された数字が係数と呼ばれることを学ぶ必要があります。 分析を開始します。 したがって、等号の前後の各要素の原子数は同じであることがわかりました。 係数は指数で乗算され、加算されないことに注意してください。

次の条件に従うことを条件として、任意のドキュメントを独自の目的で自由に使用できます。

2) 化学元素の記号は、周期表に表示される形式で厳密に記述する必要があります。

情報カード。 「化学反応の方程式に係数を配置するためのアルゴリズム」。

3) 場合によっては、反応物と生成物の式が完全に正しく記述されているにもかかわらず、係数がまだ配置されていない状況が発生します。 このような問題が発生する可能性が最も高いのは、炭素骨格が引き裂かれる有機物質の酸化反応です。

反応方程式は、書き込みだけでなく読み取りもできなければなりません。 したがって、反応式のすべての式を書き留めた後、式の各部分の原子数を等しくする必要がある場合があります-係数を配置します。 各元素の原子が式の左右で等しいかどうかを数えます。

多くの学童にとって、化学反応の方程式を書き、係数を正しく配置することは簡単なことではありません。 ただし、いくつかの簡単なルールを覚えておくだけで、タスクが困難になることはありません。 係数、つまり化学分子の式の前の数字は、すべての記号に適用され、各記号の各インデックスで乗算されます!