Номер 4, страница 76 - гдз по химии 7 класс учебник Шиманович, Красицкий

4. Перечислите основные действия, которые необходимо выполнить, чтобы составить уравнение химической реакции.

Составление уравнения химической реакции — это формальная запись химического процесса, которая подчиняется закону сохранения массы. Чтобы правильно составить уравнение, необходимо выполнить следующие основные действия в определенном порядке:

1. Определение исходных веществ и продуктов реакции.

   На первом этапе необходимо точно знать, какие вещества вступают в реакцию (их называют реагентами или исходными веществами) и какие вещества образуются в результате этой реакции (их называют продуктами). Например, известно, что при горении метана в кислороде образуются углекислый газ и вода. Следовательно, реагенты — это метан и кислород, а продукты — углекислый газ и вода.

2. Запись схемы реакции с использованием химических формул.

   На втором этапе словесное описание химического процесса заменяется на схему с использованием правильных химических формул всех участников реакции. Формулы реагентов записываются в левой части, а формулы продуктов — в правой. Между левой и правой частями ставится стрелка ($\rightarrow$), которая указывает направление протекания реакции. Если в реакции участвует несколько реагентов или образуется несколько продуктов, их формулы в соответствующей части схемы соединяются знаком «+».

   Пример для реакции горения метана:

   $CH_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$

   На данном этапе это еще не уравнение, а только схема реакции, так как число атомов элементов в левой и правой частях может не совпадать.

3. Уравнивание числа атомов каждого элемента (подбор коэффициентов).

   Это ключевой этап, который превращает схему в полноценное уравнение. Согласно закону сохранения массы, материя не исчезает и не создается из ниоткуда, поэтому число атомов каждого химического элемента в левой части уравнения должно быть строго равно числу атомов этого же элемента в правой части. Уравнивание достигается путем подбора стехиометрических коэффициентов — целых чисел, которые ставятся перед химическими формулами. Важно: изменять индексы (маленькие цифры внизу справа от символа элемента) в химических формулах категорически запрещено, так как это приведет к изменению самого вещества.

   Процесс подбора коэффициентов (балансировка) обычно следует такому плану:

   • Подсчитать количество атомов каждого элемента в левой и правой частях схемы.
   • Начать уравнивать с элементов, которые входят в состав наименьшего числа соединений (часто это металлы или любые неметаллы, кроме водорода и кислорода).
   • Водород ($H$) и кислород ($O$) уравнивают в последнюю очередь, так как они часто встречаются в нескольких веществах по обе стороны реакции.
   • После расстановки всех коэффициентов выполнить итоговую проверку, пересчитав атомы всех элементов слева и справа.

   Продолжим пример с метаном: $CH_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + H_2O$

   • Углерод (C): Слева 1 атом, справа 1 атом. Уравнен.
   • Водород (H): Слева 4 атома, а справа только 2. Чтобы уравнять, нужно поставить коэффициент 2 перед формулой воды ($H_2O$):
     $CH_4 + O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$
   • Кислород (O): Теперь пересчитаем кислород. Слева 2 атома ($O_2$). Справа в $CO_2$ — 2 атома и в $2H_2O$ — $2 \times 1 = 2$ атома, что в сумме дает $2 + 2 = 4$ атома. Чтобы в левой части тоже было 4 атома кислорода, ставим коэффициент 2 перед $O_2$:
     $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$

   • Финальная проверка:

     Слева: 1 атом C, 4 атома H, $2 \times 2 = 4$ атома O.
     Справа: 1 атом C, $2 \times 2 = 4$ атома H, 2 + ($2 \times 1$) = 4 атома O.
     Количество атомов всех элементов совпадает. Уравнение составлено верно.

4. Указание условий протекания реакции и агрегатных состояний веществ.

   Для более полного и точного описания реакции в уравнении часто указывают дополнительную информацию. Агрегатное состояние каждого вещества обозначается специальными символами в скобках после формулы: (т) или (s) — твёрдое вещество, (ж) или (l) — жидкость, (г) или (g) — газ, (р-р) или (aq) — водный раствор. Условия, необходимые для протекания реакции (нагревание, высокое давление, наличие катализатора), указываются над или под стрелкой.

   Пример с полной записью: $CH_4(г) + 2O_2(г) \xrightarrow{t^{\circ}} CO_2(г) + 2H_2O(г)$

   Здесь указано, что все вещества находятся в газообразном состоянии, а реакция протекает при нагревании (знак $t^{\circ}$ или $\Delta$ над стрелкой).

Ответ:

Чтобы составить уравнение химической реакции, необходимо выполнить следующие основные действия:

1. Определить, какие вещества являются реагентами, а какие — продуктами реакции.
2. Записать схему реакции, указав слева химические формулы реагентов, а справа — продуктов, и разделив их стрелкой.
3. Уравнять число атомов каждого химического элемента в левой и правой частях схемы с помощью подбора стехиометрических коэффициентов.
4. При необходимости указать агрегатные состояния веществ и условия протекания реакции.