Закон сохранения массы веществ. Химические уравнения.

Держи ответы, а ниже — разбор, чтобы стало понятно, откуда берутся коэффициенты.

Краткие ответы

Задание 4: а) \(\mathrm{Fe_2O_3} + 3\mathrm{H_2} \rightarrow 2\mathrm{Fe} + 3\mathrm{H_2O}\) б) \(2\mathrm{Al} + 3\mathrm{Cl_2} \rightarrow 2\mathrm{AlCl_3}\) в) \(6\mathrm{Na} + \mathrm{N_2} \rightarrow 2\mathrm{Na_3N}\)

Задание 5: а) \(2\mathrm{Al} + 3\mathrm{S} \rightarrow \mathrm{Al_2S_3}\) б) \(2\mathrm{K} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{KOH} + \mathrm{H_2}\uparrow\) в) \(2\mathrm{AgNO_3} + \mathrm{CaCl_2} \rightarrow 2\mathrm{AgCl}\downarrow + \mathrm{Ca(NO_3)_2}\) г) \(\mathrm{Al_2(SO_4)_3} + 6\mathrm{KOH} \rightarrow 2\mathrm{Al(OH)_3}\downarrow + 3\mathrm{K_2SO_4}\)

Как составлять уравнение по описанию

1. Найди, что реагирует и что получается. Подсказки в тексте: «взаимодействует с», «реакция между» — это вещества слева; «образуется», «с образованием», «приводит к образованию» — вещества справа.
2. Запиши их формулы.
3. Расставь коэффициенты — числа перед формулами.

Что такое коэффициент

Число перед формулой. Оно умножает всю формулу: \(3\mathrm{H_2O}\) — это 3 молекулы воды, то есть 6 атомов водорода и 3 атома кислорода.

Маленькие цифры внутри формулы менять нельзя: \(\mathrm{H_2O}\) — это вода, а \(\mathrm{H_2O_2}\) — уже другое вещество. Поэтому подбираем только коэффициенты.

Как уравнивать

Слева и справа должно быть одинаковое число атомов каждого элемента. Считай по элементам и уравнивай по одному. Удобный порядок: металлы → неметаллы → водород и кислород в конце.

Задание 4

4а) \(\mathrm{Fe_2O_3} + \mathrm{H_2} \rightarrow \mathrm{Fe} + \mathrm{H_2O}\)

• Fe: слева 2, справа 1 → ставим 2 перед \(\mathrm{Fe}\);
• O: слева 3, справа 1 → ставим 3 перед \(\mathrm{H_2O}\);
• H: справа \(3 \times 2 = 6\), слева пока 2 → ставим 3 перед \(\mathrm{H_2}\).

\[ \mathrm{Fe_2O_3} + 3\mathrm{H_2} \rightarrow 2\mathrm{Fe} + 3\mathrm{H_2O} \]

Проверка: Fe \(2=2\), O \(3=3\), H \(6=6\).

4б) \(\mathrm{Al} + \mathrm{Cl_2} \rightarrow \mathrm{AlCl_3}\)

• Cl: слева 2, справа 3. Наименьшее число, которое делится и на 2, и на 3, — это 6. Значит, \(3\mathrm{Cl_2}\) и \(2\mathrm{AlCl_3}\);
• Al: справа 2 → ставим 2 перед \(\mathrm{Al}\).

\[ 2\mathrm{Al} + 3\mathrm{Cl_2} \rightarrow 2\mathrm{AlCl_3} \]

Проверка: Al \(2=2\), Cl \(6=6\).

4в) \(\mathrm{Na} + \mathrm{N_2} \rightarrow \mathrm{Na_3N}\)

• N: слева 2, справа 1 → ставим 2 перед \(\mathrm{Na_3N}\);
• Na: справа \(2 \times 3 = 6\) → ставим 6 перед \(\mathrm{Na}\).

\[ 6\mathrm{Na} + \mathrm{N_2} \rightarrow 2\mathrm{Na_3N} \]

Проверка: Na \(6=6\), N \(2=2\).

Задание 5

5а) \(\mathrm{Al} + \mathrm{S} \rightarrow \mathrm{Al_2S_3}\)

• Al: слева 1, справа 2 → 2 перед \(\mathrm{Al}\);
• S: слева 1, справа 3 → 3 перед \(\mathrm{S}\).

\[ 2\mathrm{Al} + 3\mathrm{S} \rightarrow \mathrm{Al_2S_3} \]

5б) \(\mathrm{K} + \mathrm{H_2O} \rightarrow \mathrm{KOH} + \mathrm{H_2}\uparrow\)

• Кислород есть только в \(\mathrm{H_2O}\) и \(\mathrm{KOH}\), по одному атому. Берём \(2\mathrm{H_2O}\) — тогда нужно \(2\mathrm{KOH}\), чтобы справа тоже было 2 атома кислорода.
• Водород: слева \(2 \times 2 = 4\). Справа в \(2\mathrm{KOH}\) уже 2 атома H, значит, на \(\mathrm{H_2}\) остаётся ещё 2 → коэффициент 1.
• Калий: справа 2 → 2 перед \(\mathrm{K}\).

\[ 2\mathrm{K} + 2\mathrm{H_2O} \rightarrow 2\mathrm{KOH} + \mathrm{H_2}\uparrow \]

Проверка: K \(2=2\), O \(2=2\), H \(4=4\).

5в) \(\mathrm{AgNO_3} + \mathrm{CaCl_2} \rightarrow \mathrm{AgCl}\downarrow + \mathrm{Ca(NO_3)_2}\)

• Ca: по 1 слева и справа;
• Cl: слева 2, справа 1 → 2 перед \(\mathrm{AgCl}\);
• Ag: справа 2 → 2 перед \(\mathrm{AgNO_3}\);
• группу \(\mathrm{NO_3}\) удобно считать как один «кирпичик»: слева 2, справа 2 — сошлось.

\[ 2\mathrm{AgNO_3} + \mathrm{CaCl_2} \rightarrow 2\mathrm{AgCl}\downarrow + \mathrm{Ca(NO_3)_2} \]

Проверка: Ag 2, N 2, O 6, Ca 1, Cl 2 — с обеих сторон.

5г) \(\mathrm{Al_2(SO_4)_3} + \mathrm{KOH} \rightarrow \mathrm{Al(OH)_3}\downarrow + \mathrm{K_2SO_4}\)

• Al: слева 2, справа 1 → 2 перед \(\mathrm{Al(OH)_3}\);
• группу \(\mathrm{SO_4}\) считаем как «кирпичик»: слева 3, справа 1 → 3 перед \(\mathrm{K_2SO_4}\);
• K: справа \(3 \times 2 = 6\) → 6 перед \(\mathrm{KOH}\);
• H: слева 6, справа \(2 \times 3 = 6\);
• O: слева \(12 + 6 = 18\), справа \(6 + 12 = 18\).

\[ \mathrm{Al_2(SO_4)_3} + 6\mathrm{KOH} \rightarrow 2\mathrm{Al(OH)_3}\downarrow + 3\mathrm{K_2SO_4} \]

Про стрелки

\(\uparrow\) — выделяется газ, \(\downarrow\) — выпадает осадок. Это пометки о том, как выглядит продукт, на коэффициенты они не влияют.

Что важно запомнить

• Формулы не меняем — подбираем только коэффициенты.
• Считаем атомы каждого элемента слева и справа.
• В конце обязательно проверяем все элементы.

Пункт 6 на фото обрезан — пришли его целиком, разберу так же. Если есть ещё расчётная задача с массами, тоже присылай: покажу, как по уравнению считать массу.

Ты не «тупая» — это как раз самое неочевидное место в теме. Давай разберём по шагам.

Главное: 2 и 5 справа — это не коэффициент, а часть формулы

Запись \(\mathrm{P_2O_5}\) — это формула вещества (оксид фосфора(V)), она дана в условии. Маленькие цифры внутри неё означают, сколько атомов в одной молекуле:

\[ \mathrm{P_2O_5} = 2\ \text{атома P} + 5\ \text{атомов O} \]

Мы не придумали эту двойку и не поставили её — она уже есть в формуле, как «2» в слове «два». И менять её нельзя: \(\mathrm{PO_2}\) — это уже другое вещество.

А число перед формулой (коэффициент) — вот его мы и подбираем. Оно показывает, сколько таких молекул.

Откуда берётся 5 перед \(\mathrm{O_2}\)

Начинаем с записи:

\[ \mathrm{P} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{P_2O_5} \]

Считаем слева и справа:

Элемент	Слева	Справа
P	1	2
O	2	5

Фосфор: справа 2, слева 1 → ставим 2 перед \(\mathrm{P}\). Получаем \(2\mathrm{P} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{P_2O_5}\). Фосфор сошёлся.

Кислород: справа 5, слева 2. Не сходится. Хуже того, 5 — нечётное число, а слева кислород идёт только парами (2, 4, 6, 8…), значит ровно 5 слева не получить никогда.

Тогда берём не одну молекулу \(\mathrm{P_2O_5}\), а две:

\[ 2\mathrm{P} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{P_2O_5} \]

Теперь справа \(2 \times 5 = 10\) атомов кислорода. Слева нужно тоже 10, а в каждой \(\mathrm{O_2}\) их 2:

\[ 10 : 2 = 5 \Rightarrow 5\mathrm{O_2} \]

Ставим 5 перед \(\mathrm{O_2}\):

\[ 2\mathrm{P} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{P_2O_5} \]

Но теперь сломался фосфор

Справа стало \(2 \times 2 = 4\) атома P, а слева только 2. Исправляем коэффициент у фосфора:

\[ 4\mathrm{P} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{P_2O_5} \]

Проверка

Элемент	Слева	Справа
P	\(4\)	\(2 \times 2 = 4\)
O	\(5 \times 2 = 10\)	\(2 \times 5 = 10\)

Сошлось.

Почему в формуле именно \(\mathrm{P_2O_5}\)

Это можно вывести по валентностям: у фосфора V, у кислорода II. Ищем число, которое делится и на 5, и на 2 — это 10. Тогда фосфора \(10:5 = 2\), кислорода \(10:2 = 5\). Отсюда \(\mathrm{P_2O_5}\).

Запомни разницу

• Индекс (маленькая цифра внутри формулы) — сколько атомов в молекуле; его менять нельзя.
• Коэффициент (число перед формулой) — сколько молекул; его мы подбираем.

Если запутался — вернись к этому примеру и просто пересчитай таблицу слева и справа. Хочешь, дам ещё два похожих уравнения, и ты попробуешь сама, а я проверю?

Да, ты поняла главное — формулу \(\mathrm{P_2O_5}\) получают именно так. Но давай сразу уточню один важный нюанс, чтобы потом не было ошибок.

Правило «крест-накрест»

Валентность одного элемента ставим индексом у другого:

\[ \mathrm{P}^{V}\mathrm{O}^{II} \Rightarrow \mathrm{P_2O_5} \]

Фосфор V → индекс 2 у кислорода; кислород II → индекс 2 у фосфора. Всё верно.

Но есть исключение: сокращение

Если валентности имеют общий делитель, индексы нужно сократить. Пример — углерод(IV) и кислород(II):

\[ \mathrm{C}^{IV}\mathrm{O}^{II} \Rightarrow \mathrm{C_2O_4} \]

Это неверно: оба числа делятся на 2, поэтому сокращаем и получаем правильную формулу:

\[ \mathrm{CO_2} \]

А \(\mathrm{P_2O_5}\) сократить нельзя — 2 и 5 не имеют общего делителя, кроме 1.

Порядок такой: поставила крест-накрест → проверь, делятся ли оба индекса на одно и то же число → если да, сократи.

И не смешивай два разных действия

1. Составление формулы по валентностям — крест-накрест, здесь получаются индексы внутри формулы (\(\mathrm{P_2O_5}\)).
2. Уравнивание уравнения — подбор коэффициентов перед формулами (\(4\mathrm{P} + 5\mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{P_2O_5}\)). Здесь валентности уже не помогают, считаем атомы.

То есть \(\mathrm{P_2O_5}\) — это готовая формула, а \(2\) и \(5\) перед ней в уравнении — уже другая история.

Если хочешь закрепить: составь по валентностям формулы оксида алюминия (Al III, O II) и оксида серы(VI) (S VI, O II). Пришли — проверю.