O yhtälön tasapainottaminen antaa meille mahdollisuuden sovittaa kemiallisessa yhtälössä olevien atomien lukumäärä niin, että siitä tulee totta ja se edustaa kemiallista reaktiota.
Testaa tietosi alla olevien kysymysten avulla ja tarkista palautteen jälkeen kommentoidut vastaukset kysymyksiisi.
Kysymys 1
(Mackenzie-SP)
Olettaen, että tyhjät ja täytetyt ympyrät tarkoittavat vastaavasti erilaisia atomeja, sitten kaavio Yllä oleva edustaa tasapainoista kemiallista reaktiota, jos korvataan kirjaimet X, Y ja W, vastaavasti arvot:
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.
Vaihtoehto d) 3, 1 ja 2.
1. vaihe: Määritämme kirjaimia helpottamaan yhtälön ymmärtämistä.
2. vaihe: laskemme yhteen indeksit saadaksesi selville, kenellä on eniten atomeja yhtälössä.
| THE | |
| B |
A ja B esiintyvät vain kerran kussakin yhtälön jäsenessä. Jos kuitenkin laskemme yhteen indeksit, näemme, että A: lla on suurin arvo. Siksi aloitimme tasapainottamisen hänelle.
3. vaihe: Tasapainotamme elementin A transponoimalla indeksit ja muuttamalla ne kertoimiksi.
Huomasimme, että elementti B tasapainotettiin automaattisesti ja yhtälön kertoimet ovat: 3, 1 ja 2.
kysymys 2
(Unicamp-SP) Lue seuraava lause ja muunna se (tasapainotetuksi) kemialliseksi yhtälöksi symboleja ja kaavoja käyttäen: ”kaasumaisen typen molekyyli, joka sisältää kaksi typpi molekyyliä kohden, reagoi kolmen piimaan, kaasumaisen vedyn molekyylin kanssa tuottaen kaksi kaasumaisen ammoniakin molekyyliä, joka koostuu kolmesta vetyatomista ja yhden typpi ".
Vastaa:
Esittäen kysymyksessä kuvattuja atomeja voimme ymmärtää, että reaktio tapahtuu seuraavasti:
Joten pääsemme yhtälöön:
kysymys 3
Vetyperoksidi on kemiallinen yhdiste, joka voi hajota muodostaen vettä ja happea alla olevan kemiallisen yhtälön mukaisesti.
Tämän reaktion osalta oikein tasapainotettu yhtälö on:
a) H2O2 →2 + H2O
b) 2 tuntia2O2 →2 + 2H2O
c) H2O2 → 2O2 + H2O
d) 2 tuntia2O2 → 2O2 + 2H2O
Oikea vaihtoehto: b) 2H2O2 →2 + 2H2O
Huomaa, että vetyperoksidi on kemikaali, joka koostuu kahden kemiallisen elementin atomeista: vety ja happi.
Hajoamisreaktion jälkeen sinulla on oltava sama määrä kahden alkuaineen atomeja sekä reagensseissa että tuotteissa. Tätä varten meidän on tasapainotettava yhtälö.
Huomaa, että reagenssissa on 2 vetyatomia (H2O2) ja kaksi atomia tuotteessa (H2O). Hapessa on kuitenkin kaksi atomia reagenssissa (H2O2) ja tuotteissa kolme atomia (H2O ja O2).
Jos laitamme kertoimen 2 vetyperoksidin edelle, tuplaamme alkuaineiden atomien lukumäärän.
Huomaa, että jos laitamme saman kertoimen yhdessä veden kaavan kanssa, meillä on sama määrä atomeja molemmilla puolilla.
Siksi oikein tasapainotettu kemiallinen yhtälö on 2H2O2 →2 + 2H2O.
kysymys 4
(UFPE) Tarkastellaan seuraavia kemiallisia reaktioita.
Voimme sanoa, että:
a) kaikki ovat tasapainossa.
b) 2, 3 ja 4 ovat tasapainossa.
c) vain 2 ja 4 ovat tasapainossa.
d) vain 1 on epätasapainossa.
e) yksikään ei ole oikein tasapainossa, koska reagenssien ja tuotteiden fysikaaliset tilat ovat erilaiset.
Vaihtoehdot b) 2, 3 ja 4 ovat tasapainossa.
Vaihtoehdot 1 ja 5 ovat virheellisiä, koska:
- Yhtälö 1 on epätasapainossa, oikea tasapaino olisi:
- Yhtälö 5 on väärä, koska reaktiossa muodostuva yhdiste olisi H2VAIN3.
H: n muodostamiseksi2VAIN4 tulisi sisällyttää yhtälöön SO: n hapettuminen2.
kysymys 5
(Mackenzie-SP) Lämmitetty 800 ° C: seen kalsiumkarbonaatti hajoaa kalsiumoksidiksi (neitsytkalkiksi) ja hiilidioksidiksi. Oikein tasapainotettu yhtälö, joka vastaa kuvattua ilmiötä, on:
(Annettu: Ca - maa-alkalimetalli.)
Vaihtoehto c)
Kalsium on maa-alkalimetalli ja vakauden saavuttamiseksi kalsium tarvitsee 2 elektronia (Ca2+), joka on happivaraus (O2-).
Siten kalsiumatomi sitoutuu happiatomiin ja muodostunut yhdiste on CaO, joka on polttamaton kalkki.
Toinen tuote on hiilidioksidi (CO2). Molemmat muodostuvat kalsiumkarbonaatista (CaCO3).
Laittamalla se yhtälöön:
Huomaa, että atomien määrät ovat jo oikeat eivätkä tarvitse tasapainottamista.
kysymys 6
(UFMG) Yhtälö ei ole tasapainossa. Tasapainottamalla se pienimmillä mahdollisilla numeroilla stökiometristen kertoimien summa on:
a) 4
b) 7
c) 10
d) 11
e) 12
Vaihtoehto e) 12
Kokeilumenetelmää käyttäen tasapainotusjärjestys on:
1. askel: Koska elementti, joka esiintyy vain kerran jokaisessa jäsenessä ja jolla on korkein indeksi, on kalsium, aloimme tasapainottaa sitä.
2. askel: Seuraamme radikaalin PO: n tasapainottamista43-, joka näkyy myös vain kerran.
3. askel: tasapainotamme vetyä.
Tämän avulla havaitaan, että hapen määrä säädettiin automaattisesti ja yhtälön tasapaino on:
Muista, että kun kerroin on 1, sinun ei tarvitse kirjoittaa sitä yhtälöön.
Lisäämällä meillä olevat kertoimet:
kysymys 7
Palaminen on eräänlainen kemiallinen reaktio, jossa energia vapautuu lämmön muodossa.
Hiilen ja vedyn muodostaman aineen täydellisessä palamisessa muodostuu hiilidioksidia ja vettä.
Tarkkaile hiilivetyjen palamisreaktioita ja vastaa, mikä alla olevista yhtälöistä on väärin tasapainotettu:
a) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
b) C3H8 +502 → 3CO2 + 4H2O
c) C4H10 + 13 / 3O2 → 4CO2 + 5h2O
DC2H6 + 7 / 2O2 → 2CO2 + 3H2O
Väärä vastaus: c) C4H10 + 13 / 3O2 → 4CO2 + 5h2O
Kemiallisten yhtälöiden tasapainottamiseksi tarkastellaan ensin, mikä elementti esiintyy vain kerran kussakin yhtälön jäsenessä.
Huomaa, että hiili ja vety muodostavat vain yhden reagenssin ja yhden tuotteen kussakin esitetyssä yhtälössä.
Aloitetaan siis tasapainottaminen vedyn kanssa, koska sillä on suurempi määrä atomeja.
Siksi tasapainotusjärjestys on:
- Vety
- Hiili
- Happi
Vety
Koska tuotteessa on 2 vetyatomia, lisätään luku kertoimena, joka kerrottuna kahdella johtaa vetyatomien lukumäärään reagenssissa.
a) CH4 + O2 → CO2 + 2H2O
b) C3H8 + O2 → CO2 + 4H2O
c) C4H10 + O2 → CO2 + 5H2O
DC2H6 + O2 → CO2 + 3H2O
Hiili
Tasapainottaminen tapahtuu siirtämällä reagenssin hiiliindeksi ja käyttämällä sitä kertoimena tuotteelle, jossa on tämän alkuaineen atomeja.
a) CH4 + O2 → 1CO2 + 2H2O
b) C3H8 + O2 → 3CO2 + 4H2O
c) C4H10 + O2 → 4CO2 + 5h2O
DC2H6 + O2 → 2CO2 + 3H2O
Happi
Lisäämällä muodostuneissa tuotteissa olevien happiatomien lukumäärä löydetään reagoivan elementin atomien määrä.
Tätä varten meidän on asetettava kertoimeksi luku, joka kerrotaan kahdella, johtaa tuotteiden happiatomien määrään.
a) CH4 + O2 → 1CO2 + 2H2O
2x = 2 + 2
2x = 4
x = 2
Joten oikea yhtälö on: CH4 + 2O2 → 1CO2 + 2H2O.
b) C3H8 + O2 → 3CO2 + 4H2O
2x = 6 + 4
2x = 10
x = 5
Joten oikea yhtälö on: C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
c) C4H10 + O2 → 4CO2 + 5h2O
2x = 8 + 5
2x = 13
x = 13/2
Joten oikea yhtälö on: C4H10 + 13/2O2 → 4CO2+ 5h2O
DC2H6 + O2 → 2CO2 + 3H2O
2x = 4 + 3
2x = 7
x = 7/2
Joten oikea yhtälö on: C2H6 + 7/2O2 → 2CO2 + 3H2O
Oikein tasapainotetut yhtälöt ovat:
a) CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
b) C3H8 +502 → 3CO2 + 4H2O
c) C4H10 + 13 / 2O2 → 4CO2 + 5h2O
DC2H6 + 7 / 2O2 → 2CO2 + 3H2O
Siten vaihtoehto c) C4H10 + 13 / 3O2 → 4CO2 + 5h2Syynä on se, että sillä ei ole oikeaa tasapainoa.
kysymys 8
(Enem 2015) Kalkkikivet ovat kalsiumkarbonaatista koostuvia materiaaleja, jotka voivat toimia rikkidioksidin (SO2), tärkeä ilman epäpuhtaus. Prosessiin liittyvät reaktiot ovat kalkkikiven aktivaatio kalsinoimalla ja SO: n kiinnittyminen2 muodostuu kalsiumsuola, kuten yksinkertaistetut kemialliset yhtälöt havainnollistavat.
Ottaen huomioon tässä rikinpoistoprosessissa mukana olevat reaktiot kalsiumsuolan kemiallinen kaava vastaa:
Vaihtoehto b)
Koska reaktio on tasapainossa, reaktanteissa olevien atomien on oltava samassa määrin tuotteissa. Täten,
Muodostunut suola koostuu:
1 kalsiumatomi = Ca
1 rikkiatomi = S
4 happiatomia = O4
Siksi kalsiumsuolan kemiallinen kaava vastaa CaSO: ta4.
kysymys 9
(UFPI) X: n reaktio Y: n kanssa on esitetty alla. Määritä mikä yhtälö edustaa parhaiten tasapainotettua kemiallista yhtälöä.
Vaihtoehto a)
Kuvassa havaitaan, että laji X on yksi atomi, kun taas Y on piimaa, eli se muodostuu yhdistämällä 2 atomia. Joten X reagoi Y: n kanssa2.
Muodostunutta tuotetta edustaa XY, yhtälö epätasapainossa:
Tasapainotetaan yhtälö seuraavasti:
Tasapainoisen yhtälön mukaan alla olevassa kuvassa näkyy reaktion tapahtuminen ja sen osuus.
Jotta reaktio tapahtuisi, on oltava kiinteä suhde, ja siksi jokin yhdiste ei välttämättä reagoi. Tämä näkyy kuvassa, koska tuotteessa näemme, että Y2 ei reagoinut.
kysymys 10
(Enem 2010) Mobilisoituminen paremman planeetan edistämiseksi tuleville sukupolville on yhä useammin. Suurin osa joukkoliikennevälineistä toimii tällä hetkellä polttamalla fossiilista polttoainetta. Esimerkkinä tämän käytännön aiheuttamasta taakasta riittää tieto siitä, että auto tuottaa keskimäärin noin 200 g hiilidioksidia matkakilometriä kohden.
Ilmaston lämpeneminen -lehti. Vuosi 2, 8. Instituto Brasileiro de Cultura Ltda: n julkaisu.
Yksi bensiinin pääainesosista on oktaani (C8H18). Oktaanilämmön palamisen kautta auto on mahdollista aloittaa. Tämän prosessin kemiallista reaktiota edustava yhtälö osoittaa, että:
a) prosessissa vapautuu happea O: n muodossa2.
b) veden stoikiometrinen kerroin on 8-1 oktaania.
c) prosessissa kuluu vettä, joten energiaa vapautuu.
d) hapen stoikiometrinen kerroin on 12,5 - 1 oktaaniluku.
e) hiilidioksidin stökiömetrinen kerroin on 9-1 oktaania
Vaihtoehto d) hapen stoikiometrinen kerroin on 12,5 - 1 oktaani.
Tasapainottamalla yhtälöä löydämme seuraavat kertoimet:
- Aloitimme tasapainottamisen vedyllä, joka esiintyy vain kerran jokaisessa jäsenessä ja jolla on korkeampi indeksi. Koska reagoivia vetyatomeja on 18, tuotteessa on 2, joten meidän on lisättävä luku, joka kerrotaan 2: lla, jolloin saadaan 18. Joten 9 on kerroin.
- Sitten lisätään kerroin 8 CO: n eteen2 jotta jokaisessa yhtälön jäsenessä olisi 8 hiiltä.
- Lisää lopuksi vain hapen määrä tuotteessa ja löydä arvo, joka kerrottuna 2: lla antaa meille 25 happiatomia. Joten valitsimme 25/2 tai 12.5.
Siten 1 oktaanin polttamiseen kuluu happea 12,5.
kysymys 11
(Fatec-SP) Lannoitteiden olennainen ominaisuus on niiden vesiliukoisuus. Siksi lannoiteteollisuus muuttaa kalsiumfosfaatin, jonka liukoisuus veteen on hyvin vähäistä, paljon liukoisemmaksi yhdisteeksi, joka on kalsiumsuperfosfaatti. Tätä prosessia edustaa yhtälö:
jossa x: n, y: n ja z: n arvot ovat vastaavasti:
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.
Vaihtoehdot e) 3, 2 ja 2.
Algebrallista menetelmää käyttäen muodostetaan yhtälöt kullekin elementille ja yhtälöidään reaktantissa olevien atomien lukumäärä tuotteen atomien määrään. Siksi:
Tasapainoinen yhtälö:
kysymys 12
Tasapainota alla olevat yhtälöt kokeilumenetelmällä.
Vastaa:
Yhtälö koostuu alkuaineista vety ja kloori. Tasapainotetaan elementit lisäämällä kerroin 2 tuotteen eteen.
Yhtälön ei tarvinnut olla tasapainossa, koska atomien määrät ovat jo mukautettuja.
Fosforilla on kaksi atomia reagoivissa aineissa, joten tämän elementin tasapainottamiseksi säädämme tuotteen fosforihapon määräksi 2H3PÖLY4.
Sen jälkeen havaitsimme, että vedyllä oli 6 atomia tuotteessa, tasapainotimme tämän alkuaineen määrän lisäämällä kerroin 3 sen sisältävään reagenssiin.
Edellisillä vaiheilla hapen määrä korjattiin.
Yhtälöä tarkasteltaessa havaitaan, että vety- ja bromimäärät tuotteissa ovat kaksinkertaiset jos reagensseissa on, lisätään kerroin 2 HBr: hen näiden kahden tasapainottamiseksi elementtejä.
Kloorissa on 3 atomia tuotteissa ja vain 1 reagoivissa aineissa, joten tasapainossa on kerroimen 3 asettaminen ennen HCl: ää.
Vedyllä oli 3 atomia reagoivissa aineissa ja 2 atomia tuotteissa. Suureiden säätämiseksi muunnamme H-indeksin2 kertoimessa kerrotaan 3: lla, joka oli jo HCl: ssä, ja saamme 6HCl: n tuloksen.
Säädämme tuotteiden kloorimäärät niin, että niissä on myös 6 atomia ja saadaan 2AlCl3.
Alumiinissa oli 2 atomia tuotteissa, reagoivien aineiden määräksi säädettiin 2Al.
Tasapainotetaan vedyn määrä tuotteessa 3H: ksi2 ja sovitamme kyseisen elementin 6 atomin määrän yhtälön jokaiseen termiin.
Yhtälössä nitraattiradikaali (NO3-) on tuotteessa indeksi 2, muutamme indeksin reagenssin kertoimeksi 2AgNO: lle3.
Hopean määrää oli säädettävä, koska sillä on nyt 2 atomia reagensseissa, joten tuotteessa on 2Ag.
Reagensseissa meillä on 4 vetyatomia ja tämän elementin tasapainottamiseksi lisätään kerroin 2 HCl-tuotteeseen.
Kloorissa on nyt 4 atomia tuotteissa, joten säädämme reagenssin määrän 2Cl: ksi2.
Reagensseissa on 6 vetyatomia ja tämän elementin tasapainottamiseksi säädämme veden määräksi 3H2O.
Reagensseissa on 2 hiiliatomia ja tämän elementin tasapainottamiseksi säädämme hiilidioksidin määrän 2CO: ksi2.
Hapen täytyy olla 7 atomia reagoivissa aineissa ja tämän elementin tasapainottamiseksi säätämme molekyylihapen määräksi 3O2.
Yhtälöä tarkasteltaessa nitraattiradikaali (NO3-) on tuotteessa indeksi 2. Muunamme indeksin kertoimeksi 2 AgNO-reagenssissa3.
Reagensseissa on 2 hopeaatomia ja tämän elementin tasapainottamiseksi säädämme hopeakloridin määrän tuotteessa 2AgCl: ksi.
Tuotteessa on 3 kalsiumatomia ja tämän elementin tasapainottamiseksi säädämme reagenssin kalsiumnitraatin määräksi 3Ca (NO3)2.
Sitten meille jää 6 NO-radikaalia3- reagoivissa aineissa ja tämän radikaalin tasapainottamiseksi säädämme typpihapon määrän tuotteissa arvoon 6HNO3.
Meillä on nyt 6 vetyatomia tuotteissa ja tämän elementin tasapainottamiseksi säätämme reagenssin fosforihapon määräksi 2H3PÖLY4.
Lisätietoja kemiallisten yhtälöiden laskemisesta:
- Kemiallisten yhtälöiden tasapainottaminen
- Stökiometria
- Stökiometriset laskelmat
- Stökiometriset harjoitukset
- Jaksottaiset harjoitukset