Harjutused keemiliste võrrandite tasakaalustamiseks

O võrrandi tasakaalustamine võimaldab meil sobitada keemilises võrrandis olevate aatomite arv nii, et see saaks tõeks ja esindaks keemilist reaktsiooni.

Kasutage oma teadmiste kontrollimiseks allolevaid küsimusi ja kontrollige pärast tagasisidet kommenteeritud vastuseid küsimustele vastamiseks.

küsimus 1

(Mackenzie-SP)

Eeldades, et tühjad ja täidetud ringid tähendavad vastavalt erinevaid aatomeid, siis skeem ülaltoodud kujutab tasakaalustatud keemilist reaktsiooni, kui asendame tähed X, Y ja W vastavalt tähtedega väärtused:

a) 1, 2 ja 3.
b) 1, 2 ja 2.
c) 2, 1 ja 3.
d) 3, 1 ja 2.
e) 3, 2 ja 2.

Vt vastus

Alternatiiv d) 3, 1 ja 2.

1. samm: Määrame tähed, et võrrandit oleks hõlpsam mõista.

2. samm: liidame indeksid, et teada saada, kellel on võrrandis kõige rohkem aatomeid.

THE
B

A ja B esinevad võrrandi igas liikmes ainult ühe korra. Kui aga liita indeksid, näeme, et A-l on kõige suurem väärtus. Seetõttu alustasime tema jaoks tasakaalustamist.

3. samm: Tasakaalustame elemendi A, viies indeksid üle ja muutes need koefitsientideks.

Täheldasime, et element B oli automaatselt tasakaalus ja võrrandi koefitsiendid on: 3, 1 ja 2.

2. küsimus

(Unicamp-SP) Lugege järgmine lause ja teisendage see (tasakaalustatud) keemiliseks võrrandiks, kasutades sümboleid ja valemeid: „gaasilise lämmastiku molekul, mis sisaldab kahte lämmastik molekuli kohta, reageerib kolme diatoomse, gaasilise vesiniku molekuliga, saades kaks molekulaarset gaasilist ammoniaaki, mis koosneb kolmest vesiniku aatomist ja ühest lämmastik ".

Vt vastus

Vastus:

Esitades küsimuses kirjeldatud aatomeid, saame aru, et reaktsioon toimub järgmiselt:

Niisiis jõuame võrrandini:

3. küsimus

Vesinikperoksiid on keemiline ühend, mis võib laguneda, moodustades vee ja hapniku vastavalt allpool toodud keemilisele võrrandile.

Selle reaktsiooni korral on õigesti tasakaalustatud võrrand:

a) H₂O₂ →₂ + H₂O
b) 2 tundi₂O₂ →₂ + 2H₂O
c) H₂O₂ → 2O₂ + H₂O
d) 2 tundi₂O₂ → 2O₂ + 2H₂O

Vt vastus

Õige alternatiiv: b) 2H₂O₂ →₂ + 2H₂O

Pange tähele, et vesinikperoksiid on kemikaal, mis koosneb kahe keemilise elemendi aatomitest: vesinikust ja hapnikust.

Pärast lagunemisreaktsiooni peab teil nii reaktantides kui ka produktides olema sama arv kahe elemendi aatomeid. Selleks peame võrrandi tasakaalustama.

Pange tähele, et reagendis on 2 vesiniku aatomit (H₂O₂) ja kaks aatomit tootes (H₂O). Hapnikul on aga reagendis kaks aatomit (H₂O₂) ja produktides kolm aatomit (H₂O ja O₂).

Kui panna koefitsient 2 vesinikperoksiidi ette, kahekordistame elementide aatomite arvu.

Pange tähele, et kui panna sama koefitsient koos vee valemiga, on meil mõlemal küljel sama kogus aatomeid.

Seetõttu on õigesti tasakaalustatud keemiline võrrand 2H₂O₂ →₂ + 2H₂O.

4. küsimus

(UFPE) Mõelge allpool toodud keemilistele reaktsioonidele.

Võime öelda, et:

a) kõik on tasakaalus.
b) 2, 3 ja 4 on tasakaalus.
c) ainult 2 ja 4 on tasakaalus.
d) ainult 1 on tasakaalustamata.
e) ükski neist pole õigesti tasakaalus, kuna reagentide ja saaduste füüsikalised olekud on erinevad.

Vt vastus

Alternatiiv b) 2, 3 ja 4 on tasakaalustatud.

1. ja 5. alternatiiv on valed, kuna:

• 1. võrrand on tasakaalustamata, õige tasakaal oleks:

• 5. võrrand on vale, kuna reaktsioonis moodustunud ühend oleks H₂AINULT₃.

H moodustamiseks₂AINULT₄ tuleks võrrandisse lisada SO oksüdeerumine₂.

5. küsimus

(Mackenzie-SP) 800 ° C-ni kuumutatud kaltsiumkarbonaat laguneb kaltsiumoksiidiks (neitsi lubi) ja süsinikdioksiidiks. Korrektselt tasakaalustatud võrrand, mis vastab kirjeldatud nähtusele, on:
(Arvestatud: Ca - leelismuldmetall.)

Vt vastus

Alternatiiv c)

Kaltsium on leelismuldmetall ja stabiilsuse tagamiseks vajab kaltsium 2 elektroni (Ca²⁺), mis on hapniku laeng (O^2-).

Seega seondub kaltsiumiaatom hapniku aatomiga ja moodustunud ühend on CaO, mis on kustutamata lubi.

Teine toode on süsinikdioksiid (CO₂). Mõlemad moodustuvad kaltsiumkarbonaadist (CaCO₃).

Pange see võrrandisse:

Märgime, et aatomite kogused on juba õiged ega vaja tasakaalustamist.

küsimus 6

(UFMG) Võrrand ei ole tasakaalus. Kui seda tasakaalustada võimalikult väikeste arvudega, on stöhhiomeetriliste koefitsientide summa järgmine:

a) 4
b) 7
c) 10
d) 11
e) 12

Vt vastus

Alternatiiv e) 12

Proovimeetodit kasutades on tasakaalustamiskord järgmine:

1. samm: Kuna element, mis ilmub igas liikmes ainult üks kord ja millel on kõrgeim indeks, on kaltsium, hakkasime selle jaoks tasakaalu hoidma.

2. samm: Jälgime radikaalse PO tasakaalustamist₄^3-, mis ilmub samuti ainult üks kord.

3. samm: tasakaalustame vesinikku.

Sellega täheldame, et automaatselt reguleeriti hapniku hulka ja võrrandi tasakaal on:

Pidades meeles, et kui koefitsient on 1, ei pea te seda võrrandisse kirjutama.

Meie koefitsientide lisamine:

7. küsimus

Põlemine on keemilise reaktsiooni tüüp, mille käigus energia eraldub soojuse kujul.

Süsiniku ja vesiniku moodustunud aine täielikul põlemisel moodustuvad süsinikdioksiid ja vesi.

Jälgige süsivesinike põlemisreaktsioone ja vastake, milline alltoodud võrranditest on valesti tasakaalustatud:

a) CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
b) C₃H₈ +50₂ → 3CO₂ + 4H₂O
c) C₄H₁₀ + 13 / 3O₂ → 4CO₂ + 5h₂O
d) C₂H₆ + 7 / 2O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Vt vastus

Vale vastus: c) C₄H₁₀ + 13 / 3O₂ → 4CO₂ + 5h₂O

Keemiliste võrrandite tasakaalustamiseks vaatame kõigepealt, milline element ilmub võrrandi igas liikmes ainult ühe korra.

Pange tähele, et süsinik ja vesinik moodustavad igas esitatud võrrandis ainult ühe reaktiivi ja ühe toote.

Alustame siis vesinikuga tasakaalus hoidmist, kuna sellel on suurem aatomite arv.

Seetõttu on tasakaalustamise järjekord järgmine:

1. Vesinik
2. Süsinik
3. Hapnik

Vesinik

Kuna tootel on 2 vesinikuaatomit, sisestame koefitsiendina arvu, mis korrutatakse 2-ga, tulemuseks on reagendi vesinikuaatomite arv.

a) CH₄ + O₂ → CO₂ + 2H₂O
b) C₃H₈ + O₂ → CO₂ + 4H₂O
c) C₄H₁₀ + O₂ → CO₂ + 5H₂O
d) C₂H₆ + O₂ → CO₂ + 3H₂O

Süsinik

Tasakaalustamine toimub reagendi süsinikuindeksi ülekandmisega ja selle elemendi aatomeid sisaldava toote koefitsiendina kasutamisega.

a) CH₄ + O₂ → 1CO₂ + 2H₂O
b) C₃H₈ + O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
c) C₄H₁₀ + O₂ → 4CO₂ + 5h₂O
d) C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Hapnik

Lisades moodustunud produktides hapniku aatomite arvu, leiame reageeriva elemendi aatomite arvu.

Selleks peame koefitsiendina panema arvu, mis korrutatakse 2-ga, mille tulemuseks on toodetes hapniku aatomite arv.

a) CH₄ + O₂ → 1CO₂ + 2H₂O

2x = 2 + 2
2x = 4
x = 2

Nii et õige võrrand on: CH₄ + 2O₂ → 1CO₂ + 2H₂O.
b) C₃H₈ + O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

2x = 6 + 4
2x = 10
x = 5

Nii et õige võrrand on: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

c) C₄H₁₀ + O₂ → 4CO₂ + 5h₂O

2x = 8 + 5
2x = 13
x = 13/2

Nii et õige võrrand on: C₄H₁₀ + 13/2O₂ → 4CO₂+ 5h₂O

d) C₂H₆ + O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

2x = 4 + 3
2x = 7
x = 7/2

Nii et õige võrrand on: C₂H₆ + 7/2O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Õigesti tasakaalustatud võrrandid on:

a) CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
b) C₃H₈ +50₂ → 3CO₂ + 4H₂O
c) C₄H₁₀ + 13 / 2O₂ → 4CO₂ + 5h₂O
d) C₂H₆ + 7 / 2O₂ → 2CO₂ + 3H₂O

Seega alternatiiv c) C₄H₁₀ + 13 / 3O₂ → 4CO₂ + 5h₂Põhjus on selles, et sellel pole õiget tasakaalu.

8. küsimus

(Enem 2015) Lubjakivid on kaltsiumkarbonaadist koosnevad materjalid, mis võivad toimida vääveldioksiidi (SO₂), oluline õhusaasteaine. Protsessis osalevad reaktsioonid on lubjakivi aktiveerimine kaltsineerimise teel ja SO fikseerimine₂ kaltsiumisoola moodustumisega, mida illustreerivad lihtsustatud keemilised võrrandid.

Võttes arvesse selle väävlitustamisprotsessi reaktsioone, vastab kaltsiumisoola keemiline valem järgmisele:

Vt vastus

Alternatiiv b)

Kuna reaktsioon on tasakaalus, peavad reaktiivides sisalduvad aatomid olema produktides samas koguses. Seega

Moodustunud sool koosneb:

1 kaltsiumi aatom = Ca
1 väävliaatom = S
4 hapniku aatomit = O₄

Seetõttu vastab kaltsiumisoola keemiline valem CaSO-le₄.

küsimus 9

(UFPI) X reaktsioon Y-ga on näidatud allpool. Tehke kindlaks, milline võrrand esindab kõige paremini tasakaalustatud keemilist võrrandit.

Vt vastus

Alternatiiv a)

Joonisel täheldame, et liik X on üks aatom, samal ajal kui Y on diatoomiline, see tähendab, et see moodustub 2 aatomi liitumisel. Nii reageerib X Y-ga₂.

Moodustunud toodet tähistab XY, kusjuures võrrand on tasakaalustamata:

Tasakaalustame võrrandi järgmiselt:

Tasakaalustatud võrrandi järgi näitab järgmine joonis meile, kuidas reaktsioon toimub ja selle osakaal.

Reaktsiooni tekkimiseks peab olema kindel suhe ja seetõttu ei pruugi mõni ühend reageerida. Seda näitab joonis, sest tootes näeme, et Y₂ ei reageerinud.

10. küsimus

(Enem 2010) Mobilisatsioone parema planeedi reklaamimiseks tulevastele põlvedele tehakse üha sagedamini. Enamik massitranspordivahendeid töötab praegu fossiilkütuse põletamise teel. Selle praktika põhjustatud koormuse näitena piisab teadmisest, et auto toodab keskmiselt umbes 200g süsinikdioksiidi läbitud kilomeetri kohta.
_{Ülemaailmse soojenemise ajakiri. 2., 8. aasta. Instituto Brasileiro de Cultura Ltda väljaanne}

Bensiini üks peamisi koostisosi on oktaan (C₈H₁₈). Oktaanarvu põlemise kaudu on auto võimalik liikuma hakata. Selle protsessi keemilist reaktsiooni tähistav võrrand näitab, et:

a) protsessis eraldub hapnik O kujul₂.
b) vee stöhhiomeetriline koefitsient on 8–1 oktaanarv.
c) selle käigus kulub vett, nii et energia vabaneb.
d) hapniku stöhhiomeetriline koefitsient on 12,5–1 oktaanarv.
e) süsinikdioksiidi stöhhiomeetriline koefitsient on 9–1 oktaan

Vt vastus

Alternatiiv d) hapniku stöhhiomeetriline koefitsient on 12,5 kuni 1 oktaan.

Võrrandi tasakaalustamisel leiame järgmised koefitsiendid:

1. Alustasime tasakaalustamist vesiniku abil, mis ilmub igas liikmes ainult üks kord ja mille indeks on kõrgem. Kuna reageerivaid vesiniku aatomeid on 18, on produktis 2, seega peame lisama arvu, mis korrutatakse 2-ga, saades 18. Seega on koefitsient 9.
2. Seejärel lisame koefitsiendi 8 CO ette₂ et igas võrrandi liikmes oleks 8 süsinikku.
3. Lõpuks lisage lihtsalt toote hapniku kogus ja leidke väärtus, mis korrutatakse 2-ga, meile 25 hapnikuaatomit. Seega valisime 25/2 või 12.5.

Seega kulub ühe oktaanarvu põlemiseks hapnikku 12,5.

11. küsimus

(Fatec-SP) Väetiste oluline omadus on nende lahustuvus vees. Seetõttu muudab väetisetööstus kaltsiumfosfaadi, mille lahustuvus vees on väga madal, palju lahustuvamaks ühendiks, milleks on kaltsiumi superfosfaat. Seda protsessi esindab võrrand:

kus x, y ja z väärtused on vastavalt:

a) 4, 2 ja 2.
b) 3, 6 ja 3.
c) 2, 2 ja 2.
d) 5, 2 ja 3.
e) 3, 2 ja 2.

Vt vastus

Alternatiiv e) 3, 2 ja 2.

Algebralise meetodi abil moodustame iga elemendi jaoks võrrandid ja võrdsustame reaktiivis olevate aatomite arvu toote aatomite arvuga. Seetõttu:

Tasakaalustatud võrrand:

küsimus 12

Tasakaalustage allpool toodud võrrandid katsemeetodi abil.

Vt vastus

Vastus:

Võrrand koosneb vesiniku ja kloori elementidest. Tasakaalustame elemendid, lisades koefitsiendi 2 toote ette.

Võrrandit ei olnud vaja tasakaalustada, kuna aatomite kogused on juba kohandatud.

Fosforil on reagentides kaks aatomit, nii et selle elemendi tasakaalustamiseks reguleerime fosforhappe koguse tootes väärtusele 2H₃TOLM₄.

Pärast seda täheldasime, et vesinikul oli tootes 6 aatomit, tasakaalustasime selle elemendi koguse, lisades koefitsiendi 3 seda sisaldavale reaktandile.
Eelmiste sammudega fikseeriti hapniku kogus.

Võrrandit vaadates näeme, et vesiniku ja broomi kogused toodetes on kaks korda suuremad kui reagentides on, lisame nende kahe tasakaalustamiseks HBr-le koefitsiendi 2 elemendid.

Klooril on produktides 3 aatomit ja reagentides ainult 1 aatom, seega tasakaalustame koefitsiendi 3 panemist HCl-i ette.

Vesinikul oli reagentides 3 aatomit ja produktides 2 aatomit. Suuruste korrigeerimiseks teisendame H-indeksi₂ koefitsiendina korrutame 3-ga, mis oli juba HCl-s, ja saame tulemuse 6HCl.

Korrigeerime toodetes sisalduvaid kloori koguseid, et neil oleks ka 6 aatomit, ja saame 2AlCl₃.

Alumiiniumil oli toodetes 2 aatomit, reguleerisime reagentide koguse väärtuseks 2Al.

Tasakaalustame vesiniku koguse tootes 3H-ni₂ ja me sobitame selle elemendi 6 aatomi hulga võrrandi igasse termini.

Valemis on nitraadiradikaal (NO₃^-) on tootes indeks 2, teisendame indeksi reaktiivis koefitsiendiks 2AgNO jaoks₃.

Hõbeda kogust oli vaja reguleerida, kuna sellel on nüüd 2 aatomit reagentides, seega on meil tootes 2Ag.

Reagentides on meil 4 vesiniku aatomit ja selle elemendi tasakaalustamiseks lisame HCl-produktile koefitsiendi 2.

Klooril on nüüd produktides 4 aatomit, seega reguleerime reagendi koguse 2Cl-ni₂.

Reagentides on 6 vesiniku aatomit ja selle elemendi tasakaalustamiseks reguleerime veekoguse 3H-ni₂O.

Reagentides on 2 süsinikuaatomit ja selle elemendi tasakaalustamiseks reguleerime süsinikdioksiidi koguse 2CO-ni₂.

Hapnik peab reageerivates ainetes sisaldama 7 aatomit ja selle elemendi tasakaalustamiseks reguleerime molekulaarse hapniku koguse väärtuseks 3O₂.

Vaadates võrrandit, on nitraadiradikaal (NO₃^-) on tootes indeks 2. Indeksi teisendame koefitsiendiks 2 AgNO reaktiivis₃.

Reagentides on 2 hõbeda aatomit ja selle elemendi tasakaalustamiseks reguleerime toote hõbekloriidi koguseks 2AgCl.

Meil on tootes 3 kaltsiumi aatomit ja selle elemendi tasakaalustamiseks reguleerime reaktiivis oleva kaltsiumnitraadi koguseks 3Ca (NO₃)₂.

Seejärel jääb meile 6 NO radikaali₃^- reaktantides ja selle radikaali tasakaalustamiseks reguleerime toodetes lämmastikhappe koguse 6HNO-le₃.

Nüüd on produktides 6 vesinikuaatomit ja selle elemendi tasakaalustamiseks reguleerime fosforhappe koguse reaktiivis väärtuseks 2H₃TOLM₄.

Lisateavet keemiliste võrranditega arvutuste kohta leiate aadressilt:

• Keemiliste võrrandite tasakaalustamine
• Stöhhiomeetria
• Stöhhiomeetrilised arvutused
• Stöhhiomeetria harjutused
• Perioodiliste tabelite harjutused