Бесплатно готовьтесь к ОГЭ и ЕГЭ
С пробным доступом к курсам MAXIMUM Education
Реклама: ООО «Юмакс», ИНН 7730681080, ERID 2VtzqumyLJD
Картинка баннера

Что такое уравнение химической реакции и как его составлять

25.11.2024 Обновлено 25.11.2024 211
Алена Дурнева
Методист и преподаватель химии

Уравнения химических реакций — основа химии как науки, и без навыка записи реакций не получить пятерку за контрольную или высокий балл на ЕГЭ. В статье разбираемся, как написать уравнение реакции, отрабатываем алгоритм записи и анализируем задания ОГЭ и ЕГЭ.

В этой статье:

Что такое уравнения химических реакцийТипы химических реакцийКоэффициенты в уравнениях химических реакцийАлгоритм составления уравнений химических реакцийЧто важно знать об уравнениях при подготовке к ОГЭ и ЕГЭ
уравнения химических реакций

Что такое уравнения химических реакций

Химия — это наука о превращении одних веществ в другие. Профессия химика не может существовать без проведения химических реакций. Однако как фиксировать процесс проведения эксперимента? Описывать всё словами, как вы привыкли это делать в других предметах?

Для описания превращений используют свою особую информативную запись — уравнения химических реакций. Так, опираясь на небольшой набор символов, специалист сможет понять, какие вещества вступили в химическую реакцию, а какие образовались. 

Уравнения химических реакций принято записывать в следующем формате:

  • В левой части располагаются реагенты, вступающие в химическую реакцию.
  • В правой части находятся продукты химической реакции.
  • Левую и правую части связывает знак — он показывает направление химической реакции.

Попробуем расшифровать процесс, записанный в виде химической реакции:

4Fe + 3O2 + 6H2O → 4Fe(OH)3

Многие встречали ржавые металлические детали — на их поверхности образуется рыжий налет. Это химический процесс, а значит, его можно описать при помощи уравнения химической реакции.

В реакцию вступили железо, кислород и вода. В процессе химической реакции образовался гидроксид железа (III).

Очевидно, что текстовая форма записи сложнее: она громоздкая, при этом не несет информации о соотношении веществ в реакции. Чтобы избежать этих сложностей, химики пришли к единому заключению — описывать химические процессы при помощи химических символов. Разберемся, как составлять уравнения химических реакций.

Типы химических реакций

В зависимости от того, какая характеристика рассматривается, реакции классифицируют по разным признакам:

  • по количеству реагентов и продуктов химической реакции;
  • изменению степеней окисления;
  • тепловому эффекту;
  • направлению;
  • агрегатному состоянию;
  • наличию катализатора.

Рассмотрим первую классификацию — по количеству реагентов и продуктов химической реакции. Принято выделять:

  • реакцию соединения;
  • реакцию разложения;
  • реакцию замещения;
  • реакцию обмена.

Реакция соединения

Что первым приходит в голову, когда вы слышите слово «соединение»? Например, были две детальки, которые при соединении образовали новую. Именно это и описывает реакция соединения. 

Вид: А + В → АВ
Особенность: в продуктах всегда находится одно вещество.

Пример реакции — процесс образования аммиака:

N2 + 3H2 ↔ 2NH3

Реакция разложения

Полной противоположностью соединения является разложение. 

Вид: АВ → А + В
Особенность: в реагентах всегда находится одно вещество.

Например, разложение карбоната кальция происходит при действии на него высоких температур. Запишем реакцию:

CaCO3 → CaO + CO2

Реакция замещения

В процессе химической реакции атомы химического элемента простого вещества замещают атомы химического элемента в сложном. 

Вид: А + ВС → АС + В
Особенность: простые и сложные вещества и в реагентах, и в продуктах реакции.

Заместить атомы йода из раствора йодида калия может молекулярный хлор:

2KI + Cl2 → 2KCl + I2

Реакция обмена

Реакция, в которой участвуют исключительно сложные вещества, называется реакцией обмена. 

Вид: АВ + CD → АD + CB
Особенность: участвуют только сложные вещества.

Если окунуться в химизм подобных реакций, их существование возможно только при образовании газа, осадка или воды. Пример — нейтрализация соляной кислоты гидроксидом натрия: 

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Разобрать остальные типы химических реакций вы сможете на курсах подготовки к ОГЭ и ЕГЭ в MAXIMUM Education. Опытный преподаватель простым языком объяснит теорию, необходимую для успешной сдачи экзамена. А отработать ее вы сможете на актуальных заданиях, которые составляют наши методисты по прототипам ФИПИ. Всё это — онлайн в удобное для вас время! Переходите на сайт и выбирайте удобный формат занятий.

Коэффициенты в уравнениях химических реакций

Помимо химической символики, в уравнениях присутствуют цифры. Причем часть из них записывается внутри молекулы, а часть — снаружи. 

Маленькие цифры принято называть индексами. При помощи индексов химики показывают, какое количество атомов содержится внутри одной молекулы. Если атом один, его индекс не указывают.

Крупные цифры перед формулой — это коэффициенты. При помощи коэффициентов можно показать, какое количество молекул вступает в химическую реакцию.

2FeCl2 + Cl2 →  2FeCl3

Например, в этой реакции двойки перед хлоридами железа (II) и железа (III) — это коэффициенты.

Тройка в хлориде железа (III) — это индекс. Аналогично и с другими веществами.

Если превращение описывается уравнением, при его составлении нужно приходить к равенству атомов в левой и правой частях уравнения. 

Рассмотрим реакцию нейтрализации соляной кислоты гидроксидом натрия: 

NaOH + HCl → NaCl + H2O

Посчитаем количество атомов в обеих частях уравнения. Сделать это можно в таблице:

NaClHO
Реагенты1121
Продукты1121

Количество атомов совпадает в обеих частях уравнения. Значит, коэффициенты расставлять не нужно — перед каждым веществом стоят единицы, их принято не писать.

Однако так случается далеко не всегда. Рассмотрим реакцию взаимодействия магния с соляной кислотой:

Mg + HCl → MgCl2 + H2

Аналогично посчитаем количество атомов в обеих частях уравнения:

MgClH
Реагенты111
Продукты122

Равенство не выполняется: хлора и водорода в продуктах в два раза больше. Исправим это, удвоив молекулу соляной кислоты. Тогда реакция будет уравнена и корректна:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Алгоритм составления уравнений химических реакций

Теперь вы знаете как составлять уравнения химических реакций. Зафиксируем, как решать химические реакции:

  1. Разделите химические вещества на продукты и реагенты. Реагенты запишите в левой части уравнения, продукты — в правой. Соедините две части при помощи символа «→».
  2. Посчитайте количество атомов в левой и правой частях уравнения.
  3. Если количество атомов не совпадает, перейдите к процессу расстановки коэффициентов.

Отработаем алгоритм на задании:

Запишите уравнение для описанного превращения. Расставьте коэффициенты.

К раствору хлорида магния добавили гидроксид натрия. В процессе реакции образовался белый осадок гидроксида магния, а также хлорид натрия.

Шаг 1. Запишем формулы реагентов и продуктов:

MgCl2 + NaOH → Mg(OH)2 + NaCl

Шаг 2. Перейдем к подсчету атомов в обеих частях уравнения:

MgClNaOH
Реагенты12111
Продукты11122

Шаг 3. Без коэффициентов не обойтись — приступим к уравниванию. Расходятся сразу несколько атомов — чтобы не запутаться, запомните простую последовательность:

  • сначала уравнивайте атомы металлов и неметаллов, кроме водорода и кислорода;
  • затем уравнивайте водород;
  • в конце считайте атомы кислорода.

Уравняем хлор, поставив двойку у хлорида натрия:

MgCl2 + NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl

Тогда увеличивается и количество атомов натрия. Слева один натрий, а справа два. Поставим двойку у гидроксида натрия:

MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 + 2NaCl

Считаем водород — по два атома в обеих частях уравнения. Отлично, завершаем работу подсчетом атомов кислорода. Их также по два атома — это говорит нам об успешном уравнивании превращения!

Что важно знать об уравнениях при подготовке к ОГЭ и ЕГЭ

Уравнивание реакций — навык, без которого тяжело представить решение большинства химических заданий. Особенно он важен при выполнении второй части ОГЭ и ЕГЭ. 

Задания на запись уравнений реакций

В КИМ есть задания, которые буквально проверяют ваши навыки записи уравнений реакций. Например, номер 21 в ОГЭ посвящен расшифровке цепочки химических превращений. Вопрос оценивается в 3 балла:

как написать уравнение реакции
Демоверсия ОГЭ-2025

Задания 31–32 в ЕГЭ проверяют умения выпускника записывать уравнения с участием неорганических и органических веществ. Суммарно за два вопроса можно получить 9 первичных баллов!

Основная сложность этих заданий в том, что для написания реакции нужно знать химические свойства веществ. Представьте, что самый сложный этап пройден — вы поняли, какое превращение необходимо написать, и определили продукты реакции. Однако за реакцию выставлено 0 баллов. В чем дело?

Обратимся к рекомендациям ФИПИ по проверке второй части ЕГЭ: 

Уравнение реакции считается записанным верно, если правильно записаны все формулы веществ — участников реакции, присутствуют все коэффициенты, продукты реакции соответствуют условиям проведения реакции.

Выходит, потеря коэффициентов в уравнении реакции приравнивается к грубой ошибке, за которую могут поставить 0 баллов. 

В большинстве случаев подобные ошибки появляются из-за невнимательности. Вот на что стоит обратить внимание при заполнении бланка ответов:

  • Коэффициенты. Они должны быть записаны соответственно у каждого вещества.
  • Индекс. Неверно записанный индекс — это ошибка в записи формулы химического вещества, а значит, и химического уравнения.
  • Кислород. Пересчитайте кислород в переписанном уравнении: если он совпадает, то и реакция уравнена верно.

Расчетные задачи

Еще один тип заданий, решение которых невозможно представить без записи уравнений, — расчетные задачи. Коэффициенты в уравнении — это единицы отношения, опираясь на которые можно установить соотношение веществ в реакции. 

Как в задании 22 ОГЭ, так и в задачах 33–34 ЕГЭ, запись уравнений химических реакций оценивается одним баллом.

как решать химические реакции
Демоверсия ЕГЭ-2025

Без расстановки коэффициентов невозможны корректные расчеты, что автоматически приводит к неудовлетворительным результатам решения задачи.

Всё это говорит о том, что для получения хорошего результата вам необходимо овладеть целой совокупностью знаний, которые объединяются в процессе написания уравнений химических реакций. 

Отработать этот навык на максимум вы сможете на курсах подготовки к ОГЭ и ЕГЭ в MAXIMUM Education. На занятиях вас ждут видеолекции с выжимкой теории, рабочие тетради и конспекты, обратная связь по домашкам и пробные экзамены. С таким подходом пятерка на ОГЭ или сотка на ЕГЭ будут вашими 💯

guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments