Как составить уравнение реакции для осуществления превращений

Алгоритм решения “цепочек превращений” веществ. Инструкция для учащихся 8 класса

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Алгоритм решения «цепочек превращения» по химии

В химии есть задания со схемами превращений одних веществ в другие, которые характеризуют генетическую связь между основными классами органических и неорганических соединений.

Схему превращения одних веществ в другие называют «цепочкой превращений » .

Для выполнения этих заданий необходимо знать основные классы соединений, их номенклатуру, химические свойства, механизм осуществления реакций.

Алгоритм решения «цепочки превращений»

1 шаг. Перепишите цепочку, которую необходимо решить

2 шаг. Пронумеруйте количество реакций для удобства решения

Таким образом, мы видим, что нам надо составить 3 уравнения реакции

3 шаг. Запишем 1 уравнение реакции – из кальция (С a ) надо получить оксид кальция ( CaO ). Вспомним, что данное превращение происходит, когда металлы окисляются на воздухе, вступая в реакцию с кислородом. Записываем эту реакцию. Внимание! Не забывайте уравнивать реакции!

2 С a + O ₂ 2Ca +2 O -2

4 шаг. Осуществляем второе превращение. Из оксида кальция ( CaO ) нужно получить гидроксид кальция ( Ca ( OH ) ₂ ). Это уравнение возможно при взаимодействии оксида с водой. (Такая реакция возможна, если в итоге получается щелочь – растворимое в воде основание). Записываем уравнение и уравниваем его.

2) 2 Ca +2 O -2 + H ₂ O → Ca 2+ ( OH ) ₂ –

5 шаг . Осуществляем 3 превращение. Из гидроксида кальция ( Ca ( OH ) ₂ ) необходимо получить соль – фосфат кальция ( Ca ₃ ( PO ₄ ) ₂ ). Вспоминаем, что при взаимодействии основания и кислоты получается соль и вода. Значит, для этой реакции подойдет фосфорная кислота – H ₃ PO ₄ , так как именно она дает соли – фосфаты. Записываем уравнение реакции и уравниваем его.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 939 человек из 80 регионов

Курс повышения квалификации

Инструменты онлайн-обучения на примере программ Zoom, Skype, Microsoft Teams, Bandicam

• Курс добавлен 31.01.2022
• Сейчас обучается 23 человека из 14 регионов

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

• Сейчас обучается 40 человек из 24 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Дистанционные курсы для педагогов

«Взбодрись! Нейрогимнастика для успешной учёбы и комфортной жизни»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

5 587 872 материала в базе

Материал подходит для УМК

«Химия», Габриелян О.С.

§ 43. Генетическая связь между классами веществ

Самые массовые международные дистанционные

Школьные Инфоконкурсы 2022

33 конкурса для учеников 1–11 классов и дошкольников от проекта «Инфоурок»

«Психологические методы развития навыков эффективного общения и чтения на английском языке у младших школьников»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Другие материалы

• 16.05.2020
• 206
• 3

• 14.04.2020
• 309
• 6

• 28.03.2020
• 868
• 5

• 14.03.2020
• 376
• 7

• 11.02.2020
• 1147
• 1

• 05.02.2020
• 1554
• 100

• 16.01.2020
• 1321
• 15

• 13.01.2020
• 363
• 1

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Добавить в избранное

• 17.05.2020 32073
• DOCX 19.5 кбайт
• 219 скачиваний
• Рейтинг: 5 из 5
• Оцените материал:

Настоящий материал опубликован пользователем Светлова Елена Александровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Автор материала

• На сайте: 7 лет и 1 месяц
• Подписчики: 3
• Всего просмотров: 66199
• Всего материалов: 42

Московский институт профессиональной
переподготовки и повышения
квалификации педагогов

Дистанционные курсы
для педагогов

663 курса от 690 рублей

Выбрать курс со скидкой

Выдаём документы
установленного образца!

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

В Швеции запретят использовать мобильные телефоны на уроках

Время чтения: 1 минута

Инфоурок стал резидентом Сколково

Время чтения: 2 минуты

Минпросвещения упростит процедуру подачи документов в детский сад

Время чтения: 1 минута

В ростовских школах рассматривают гибридный формат обучения с учетом эвакуированных

Время чтения: 1 минута

Каждый второй ребенок в школе подвергался психической агрессии

Время чтения: 3 минуты

Ленобласть распределит в школы прибывающих из Донбасса детей

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Только 23 февраля!
Получите новую
специальность
по низкой цене

Цена от 1220 740 руб. Промокод на скидку Промокод скопирован в буфер обмена ПП2302 Выбрать курс Все курсы профессиональной переподготовки

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

Вопрос А12 теста ЕГЭ по химии — «Взаимосвязь неорганических веществ»

Если посмотрите это задание в вариантах ЕГЭ, то там дана схема превращений неорганических веществ и в ответах даны варианты реагентов. Как решать такие задачи?

Темы, которые нужно знать:

Составить уравнения реакций по схеме превращений

На самом деле это не так и сложно. Для этого необходимо знать типы реакций и основные условия их протекания.

1. Химические реакции соединения

• Реакция горения — одна из самых распространенных химических реакций соединения — все вещества горят — и металлы, и неметаллы:

• Химические реакции соединения металла и неметалла — приводят к образованию солей:

(а вот этот момент надо запомнить (или выучить) — железо при взаимодействии с соляной кислотой дает хлорид железа (II), а с хлором — простым веществом — хлорид железа (III))

• Неметаллы также могут взаимодействовать между собой:

2. Составление уравнений реакций по схеме — реакции разложения

• Обычно уравнения реакций разложения солей дают соответствующие основные и кислотные оксиды:

Исключения:

1. по-другому разлагаются нитраты — в зависимости от металла, входящего в состав соли. Это можно прочитать >;
2. хлорид аммония — NH₄Cl — разлагается до аммиака и соляной кислоты: NH₄Cl = NH₃ + HCl;
3. не разлагаются сульфаты
4. соли, образованные сильными окислителями:

• Разлагаются некоторые основания:

3. Составление уравнений реакций по схеме — п римеры реакций замещения

• реакция замещения водорода в кислотах:

когда нам дана реакция замещения металлом водорода в кислотах, нужно учитывать электрохимический ряд напряжений металлов: металлы, находящиеся в ряду ДО водорода, вытесняют его из кислот:

2Na + 2HCl = 2NaCl + H₂

• реакции замещения в солях:

Ca + 2NaCl = CaCl₂ +2 Na

Правило: предыдущий металл вытесняет последующий из его солей

(т.е. реакция Na + CaCl₂ не будет идти)

4. Составление уравнений реакций по схеме — р еакции обмена веществ

Здесь следующие правила — обменные реакции идут в сторону образования продуктов при:

1. выпадении осадка: NaCl + AgNO₃ = AgCl↓ + NaNO₃
2. выделении газа: Na₂CO₃ + HCl = NaCl + CO₂ + H₂O ;
3. образовании малодиссоциирующего вещества (H₂O, NH₄OH, органические кислоты и соли и т.д.): NaOH + H₂SO₃ = Na₂SO₃ + H₂O

Взаимосвязь неорганических веществ можно отобразить такой таблицей:

Теория, это, конечно, хорошо, но давайте попрактикуемся — попробуем составить уравнения реакций по схемам превращений

В первой реакции к меди можно прибавить либо AgNO₃, либо HNO₃ — в ряду напряжений медь стоит до серебра, а азотная кислота будет давать окислительно-восстановительную реакцию.

Во второй части схемы нам подходит K₂S или H₂S, т.к. сульфид меди — осадок.

Ответ: 1)

Составим уравнения реакций для данной схемы превращений:

Первая реакция — переход фосфора в фосфорную кислоту — такое под силу только мощным окислителям — либо серной, либо азотной кислоте.

Вторая реакция — обменная — K₂SO₄ даст растворимые продукты, а вот KOH — в самый раз! Получится вода — малодиссоциирующее вещество.

Как решать химические уравнения – схемы и примеры решения для разных реакций

Основные термины и понятия

Составление уравнений химических реакций невозможно без знания определённых обозначений, показывающих, как проходит реакция. Объединение атомов, имеющих одинаковый ядерный заряд, называют химическим элементом. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Первые совпадают с числом атомного номера элемента, а значение вторых может варьироваться. Простейшими веществами называют элементы, состоящие из однотипных атомов.

Любой химический элемент описывается с помощью символов, условно обозначающих структуру веществ. Формулы являются неотъемлемой частью языка науки. Именно на их основе составляют уравнения и схемы. По своей сути они отражают количественный и качественный состав элементов. Например, запись HNO3 сообщает, что в соединении содержится одна молекула азотной кислоты, а оно само состоит из водорода, азота и кислорода. При этом в состав одного моля азотной кислоты входит по одному атому водорода и азота и 3 кислорода.

Символика элементов, условное обозначение, представляет собой химический язык. В значке содержится информация о названии, массовом числе и порядковом номере. Международное обозначение принято, согласно периодической таблице Менделеева, разработанной в начале 1870 года.

Взаимодействующие между собой вещества называются реагентами, а образующиеся в процессе реакции — продуктами. Составление и решение химических уравнений фактически сводится к определению результатов реакций, поэтому просто знать формулы веществ мало, нужно ещё уметь подбирать коэффициенты. Располагаются они перед формулой и указывают на количество молекул или атомов, принимающих участие в процессе. С правой стороны от химического вещества ставится индекс, указывающий место элемента в системе.

Записывают уравнения в виде цепочки, в которой указываются все стадии превращения вещества начиная с левой части. Вначале пишут формулы элементов в исходном состоянии, а затем последовательно их преобразование.

Виды химических реакций

Химические явления характеризуются тем, что из двух и более элементов образуются новые вещества. Уравнения описывают эти процессы. Впервые с объяснениями протекания реакций знакомят в восьмом классе средней образовательной школы на уроках неорганической химии. Ученикам демонстрируют опыты, в которых явно наблюдаются различия в протекании реакций.

Всего существует 4 типа химического взаимодействия веществ:

1. Соединение. В реакцию могут вступать 2 простых вещества: металл и неметалл или неметалл и неметалл. Например, алюминий с серой образуют сульфид алюминия. Кислород, взаимодействуя с водородом, превращается в воду. Объединятся могут 2 оксида с растворимым основанием, как оксид кальция с водой: CaO + H2O = Ca (OH)2 или основной оксид с кислотным: CaO + SO3 = CaSO4.
2. Разложение. Это процесс обратный реакции соединения: было одно вещество, а стало несколько. Например, при пропускании электрического тока через воду получается водород и кислород, а при нагревании известняка 2 оксида: CaCO3 = CaO + CO2.
3. Замещение. В реакцию вступают 2 элемента. Один из них простой, а второй сложный. В итоге образуются 2 новых соединения, при котором атом простого вещества заменяет сложный, как бы вытесняя его. Условие протекания процесса: простое вещество должно быть более активным, чем сложное. Например, Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2. Величину активности можно узнать из таблицы ряда электрохимических напряжений.
4. Обмен. В этом случае между собой реагируют 2 сложных элемента, обменивающиеся своими составными частями. Условием осуществления такого типа реакции является обязательное образование воды, газа или осадка. Например, CuO + 2HCl = CuCl2 + H2O. Чтобы узнать, смогут ли вещества прореагировать, используют таблицу растворимости.

Основными признаками химических реакций является изменение цвета, выделение газа или образование осадка. Различают их по числу веществ, вступивших в реакцию и образовавшихся продуктов. Правильное определение типа реакции особо важно при составлении химических уравнений, а также определения свойств и возможностей веществ.

Окислительно-восстановительный процесс

Составление большинства реакций сводится к подбору коэффициентов. Но при этом могут возникнуть трудности с установлением равновесия, согласно закону сохранения массы веществ. Чаще всего такая ситуация возникает при решении заданий, связанных с расстановкой количества атомов в уравнениях окислительно-восстановительных процессов.

Под ними принято понимать превращения, протекающие с изменением степени окисления элементов. При окислении происходит процесс передачи атомом электронов, сопровождающийся приобретением им положительного заряда или ионом, после чего он становится нейтральным. При этом также происходит процесс восстановления, связанный с присоединением элементарных частиц атомом.

Для составления уравнений необходимо определить восстановитель, окислитель и число участвующих в реакции электронов. Коэффициенты же подбирают с помощью метода электронно-ионного баланса (полуреакций). Его суть состоит в установлении равенства путём уравнивания количества электронов, отдаваемых одним элементом и принимаемым другим.

Классический алгоритм

В основе решения задач этим методом — закон сохранения массы. Согласно ему, совокупная масса элементов до реакции и после остаётся неизменной. Другими словами, происходит перегруппировка частиц. Если рассматривать решение химического уравнения поэтапно, оно будет состоять из трёх шагов:

1. Написания формул элементов, вступающих в реакцию с левой стороны.
2. Указания справа формулы образующихся веществ.
3. Уравнивания числа атомов с добавлением коэффициентов.

Перед тем как переходить к сложным соединениям, лучше всего потренироваться на простых. Например, нужно составить уравнение, описывающее взаимодействие двух сложных веществ: гидроксида натрия и серной кислоты. При таком соединении образуется сульфат натрия и вода.

Согласно алгоритму, в левой части уравнения необходимо записать реагенты, а в правой продукты реакции: NaOH + H2SO 4 → Na 2SO4 + H2O. Теперь следует уравнять коэффициенты. Начинают с первого элемента. В примере это натрий. В правой части содержится 2 его атома, а в левой один, поэтому необходимо возле реагента поставить цифру 2. Затем нужно уровнять водород. В результате получится выражение: 2 NaOH + H2SO 4 → Na2 SO4 +2H2O.

Ещё одним наглядным примером является процесс реакции тринитротолуола с кислородом. При их взаимодействии образуется: C7H5N3O6 + O2 → CO2 + H2O + N2. Исходя из того, что слева находится нечётное число атомов H и N, а справа чётное, нужно их уравнять: 2C7H5N3O6 + O2 → CO2 + H2O + N2.

Теперь становится понятным, что 14 и 10 атомов углерода и водорода должны образовать 14 долей диоксида и 5 молекул воды. При этом 6 атомов азота превратятся в 3. Итоговое уравнение будет выглядеть как 2C7H5N3O6 + 10,5O2 → 14CO2 + 5H2O + 3N2.

Перед тем как начинать тренировку по составлению уравнений, следует научиться расставлять валентность. Это параметр, равный числу соединившихся атомов каждого элемента. Фактически это способность к соединению. Например, в формуле NH3 валентность атома азота равна 3, а водорода 1.

Решение методом полуреакций

Алгоритм для решения примеров химических уравнений проще рассмотреть на конкретном задании. Пускай необходимо описать процесс окисления пирита азотной кислоты с малой концентрацией: FeS2 + HNO3. Решать этот пример необходимо в следующей последовательности:

1. Определить продукты реакции. Так как кислота является сильным окислителем, сера получит максимальную степень оксидации S6+, а железо Fe3+. HNO3 может восстановиться до одного из двух состояний NO2 или NO.
2. Исходя из состава ионов и правила, что вещества, переходящие в газовую форму или плохо растворимые, записываются в молекулярном виде, верным будет записать: FeS2 — Fe3+ + 2SO2−4. Гидролизом можно пренебречь.
3. В записи уравнивают кислород. Для этого в левую часть добавляют 8 молекул воды, а в правую 16 ионов водорода: FeS2 + 8H20 — Fe3+ + 2SO2−4 + 16H+. Так как заряда в левой части нет, а в правой он равный +15, то серное железо должно будет отдать 15 электронов. Значит, уравнение примет вид: FeS2 + 8H20 — 15e → Fe3+ + 2SO2−4 + 16H+.
4. Теперь переходят к реакции восстановления нитрата иона: NO-3 →NO. Для её составления нужно отнять у оксида азота 2 атома кислорода. Делают это путём прибавления к левой части 4 ионов водорода, а правой — 2 молекул воды. В итоге получится: NO-3 + 4H+ → NO + 2H2O.
5. Полученную формулу уравнивают добавлением к левой части 3 электронов: NO-3 + 4H+ 3e → NO + 2H2O.
6. Объединяют найденные выражения и записывают результат: FeS2 + 8H20 + 5NO-3 + 20H+ → Fe3+ + 2SO2−4 + 16H+ + 5NO + 10H2O.

Уравнение можно сократить на 16H + и 8H2O. В итоге получится сокращённое выражение окислительно-восстановительной реакции: FeS2 + 5NO – 3 + 4 H + = Fe3 + + 2SO 2- 4 + 5NO + 2H2O.

Добавив в обе части нужное количество ионов, записывают молекулярное уравнение: FeS2 + 8HNO3 = Fe (NO 3) 3 + 2H2SO4 + 5NO + 2H2O.

Такой алгоритм считается классическим, но для упрощения понимания лучше использовать способ электронного баланса. Процесс восстановления переписывают как N5+ + 3e → N2+. Степень же окисления составить сложнее. Сере нужно приписать степень 2+ и учесть, что на 1 атом железа приходится 2 атома серы: FeS2 → Fe3++ 2S6+. Запись общего баланса будет выглядеть: FeS2 + 5N5+ = Fe3+ + 2S6+ + 5N2+.

Пять молекул потратятся на окисление серного железа, а ещё 3 на образование Fe (NO3)3. После уравнения двух сторон запись реакции примет вид, аналогичный полученному с использованием предыдущего метода.

Использование онлайн-расчёта

Простые уравнения решать самостоятельно довольно просто. Но состоящие из сложных веществ могут вызвать трудности даже у опытных химиков. Чтобы получить точную формулу и не подбирать вручную коэффициенты, можно воспользоваться онлайн-калькуляторами. При этом их использовать сможет даже пользователь, не особо разбирающийся в науке.

Чтобы расстановка коэффициентов в химических уравнениях онлайн происходила автоматически, нужно лишь подключение к интернету и исходные данные. Система самостоятельно вычислит продукты реакции и уравняет обе стороны формулы. Интересной особенностью таких сайтов является не только быстрый и правильный расчёт, но и описание правил с алгоритмами, по которому выполняются действия.

После загрузки калькулятора в веб-обозревателе единственное, что требуется от пользователя — правильно ввести реагенты в специальные формы латинскими буквами и нажать кнопку «Уравнять». Иногда возникает ситуация, когда запись сделана верно, но коэффициенты не расставляются. Это происходит, если суммы в уравнении могут быть подсчитаны разными способами. Характерно это для реакций окисления. В таком случае нужно заменить фрагменты молекул на любой произвольный символ. Таким способом можно не только рассчитать непонятное уравнение, но и выполнить проверку своих вычислений.

[spoiler title=”источники:”]

http://distant-lessons.ru/sostavit-uravneniya-reakcij-po-sxeme-prevrashhenij.html

http://nauka.club/khimiya/khimicheskie-uravneniya.html

[/spoiler]

Алгоритм решения «цепочек превращения» по химии

В химии есть задания со схемами превращений одних
веществ в другие, которые характеризуют генетическую связь между основными
классами органических и неорганических соединений.

Схему превращения одних веществ в другие называют «цепочкой превращений».

Для выполнения этих заданий необходимо знать основные
классы соединений, их номенклатуру,  химические свойства, механизм
осуществления реакций.

Алгоритм решения
«цепочки превращений»

1 шаг. Перепишите
цепочку, которую необходимо решить

Ca → CaO → Ca(OH)₂
→ Ca₃(PO₄)₂

2 шаг. Пронумеруйте
количество реакций для удобства решения

                                         
1            
2                  3

Ca → CaO → Ca(OH)₂
→ Ca₃(PO₄)₂

Таким
образом, мы видим, что нам надо составить 3 уравнения реакции

3 шаг. Запишем 1
уравнение реакции – из кальция (Сa) надо получить оксид кальция (CaO). Вспомним,
что данное превращение происходит, когда металлы окисляются на воздухе, вступая
в реакцию с кислородом. Записываем эту реакцию. Внимание! Не забывайте
уравнивать реакции!

1)  2Сa + O₂  2Ca⁺²O^-2

4 шаг.
Осуществляем второе превращение. Из оксида кальция (CaO) нужно
получить гидроксид кальция (Ca(OH)₂). Это уравнение
возможно при взаимодействии оксида с водой. (Такая реакция возможна, если в
итоге получается щелочь – растворимое в воде основание). Записываем
уравнение и уравниваем его.

2) 2Ca⁺²O^-2 + H₂O → Ca ²⁺(OH)₂^–

5 шаг. Осуществляем
3 превращение. Из гидроксида кальция (Ca(OH)₂)
необходимо получить соль – фосфат кальция (Ca₃(PO₄)₂).
Вспоминаем, что при взаимодействии основания и кислоты получается соль и вода.
Значит, для этой реакции подойдет фосфорная кислота – H₃PO₄, так как
именно она дает соли – фосфаты. Записываем уравнение реакции и уравниваем его.

3) 3Ca²⁺(OH)₂^–
+ 2H₃⁺PO₄^3- → Ca₃²⁺(PO₄)₂^3-
+ 6H₂O

ЦЕПОЧКИ ПРЕВРАЩЕНИЙ: КАКИЕ БЫВАЮТ И ОСНОВНОЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ

Цепочки превращений – вид качественных задач по химии.

ОСНОВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ ЦЕПОЧЕК ПРЕВРАЩЕНИЙ

Можно выделить несколько основных разновидностей подобных задач:

1. Цепочки превращений, в которых известны все вещества

Предлагаются формулы конкретных химических веществ. Формулы дают представление о том, к какому (каким) классу (классам) веществ относятся участники цепочки. Это значительно упрощает ее решение. И это, пожалуй, самый простой вид цепочек превращений.

2. Цепочки с неизвестными веществами

Одно из веществ цепи может быть не известно и зашифровано с помощью какой-либо буквы (латиница или кириллица). В таком случае, над стрелкой указывается вещество, которое необходимо добавить к предыдущему, чтобы получилось зашифрованное вещество. Если этого не делать, то можно предположить несколько вариантов решения.

Очень часто вместо химических формул предлагаются названия соединений. Это очень полезно для отработки знаний их номенклатуры и умений по названию определять принадлежность к определенному классу. Например:

В цепочках данного вида могут быть не известны несколько веществ или даже все, кроме одного, например, исходного.

3. Цепочки превращений, в которых указаны только степени окисления основного химического элемента

Многие химические элементы имеют несколько степеней окисления. Подобные задачи направлены на знание окислительно-восстановительных свойств веществ и на отработку умений составлять окислительно-восстановительные реакции.

4. Цепочки превращений с неизвестными промежуточными веществами

В подобных случаях предлагаются только исходное вещество и конечный продукт. Так, в данном примере из пропана напрямую получить этиловый эфир аланина невозможно. Промежуточных стадий получения конечного продукта может быть несколько. Это определяет тот, кто решает данную цепочку превращений. Ясно, что и путей решения может быть несколько.

ЦЕПОЧКИ ПРЕВРАЩЕНИЙ: ОСНОВНОЙ АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ

Главное правило в решении любой цепочки превращений: из каждого предыдущего вещества необходимо получить следующее за ним.

На конкретном примере рассмотрим основной алгоритм решения:

1) записываем цепочку;

2) под формулами веществ подписываем их названия;

3) над стрелками ставим номера реакций;

4) решаем цепочку, записывая каждую реакцию под своим номером;

5) если требуется, над стрелками в реакциях указываем условия протекания реакций.

Цепочки превращений направлены на закрепление и углубление знаний химических свойств веществ и способов их получения. Они помогают развивать логическое мышление, память, умение выявлять закономерности. Часто требуют не стандартного подхода к решению.

Если вам известны другие виды цепочек превращений, пожалуйста, напишите в комментариях.

Продолжение следует…

Чтобы самыми первыми узнавать о новых публикациях на сайте, присоединяйтесь к нашей группе ВКонтакте.

План урока:

Почему связь между классами веществ считается генетической

Родственные связи между металлами и неметаллами

Взаимопревращения между классами веществ

Почему связь между классами веществ считается генетической

Чтобы разобраться в этом вопросе. Вспомним состав классов веществ, с которыми Вы познакомились на предыдущих занятиях.

Обратите внимание, что соли содержат в себе частицы как оснований (атомы металла), так и кислот (кислотных остатков). Если соль рассматривать как «венец» превращений, то давайте, попытаемся прийти к истокам. Всё начинается с простого, точнее металла и неметалла, как простых веществ.

Попробуем построить генетический ряд металлов, переходя от одного класса к другому.

Возьмём, к примеру, металлы кальций и медь, подставив их в цепочку уравнений.

Обратите внимание, что данные металлы отличаются своей реакционной способностью.

Получается, эта генетическая связь соединений присуща только для активных металлов, оксиды которых, реагируя с водой, дают продукт в виде щёлочи.

Для металлов, которые отличаются малой активностью, переход от вещества, находящегося в простом состоянии, к соли, происходит путём превращений.

Поскольку основные оксиды реагируют с металлами (более активными, чем металлы, которые входят в состав оксида), то эту схему можно сократить.

Аналогичным способом можно составить генетический ряд неметаллов, начиная от неметалла заканчивая солью или неметаллом.

Подставим в цепочку уравнений фосфор и кремний.

А возможны иные пути решения данных цепочек уравнений. Способы получения кислотных оксидов реализуются путём взаимодействия простых веществ с кислородом. А вот не с каждого оксида можно получить ему соответствующую кислоту, путём прибавления воды. Поскольку кремниевая кислота нерастворима в воде, то необходимо получить сначала соль, а потом уже и кислоту.

В данном решении предлагается добыть соль Na₃PO₄, взаимодействием основания и кислоты. Однако можно использовать и другие варианты, которые также будут верны.

Если объединить генетические ряды металлов и неметаллов, получим дружную семью неорганических соединений, где каждое вещество связано неразрывной нитью с другими классами. Таблица 1.

Источник

Данная таблица отображает, как реагируют между собой вещества и какие продукты возможны, вследствие реакции.

Промоделируем на примере: В вашем распоряжении имеются следующие вещества: оксид серы (VI), гидроксид бария, соляная кислота, карбонат кальция и железо. Ваша задача спрогнозировать, между какими соединениями возможна реакция и, записать, соответствующие уравнения реакций.

Подтвердив свои прогнозы молекулярно-ионными уравнениями в сокращённом и полном виде.

Родственные связи между металлами и неметаллами

Кислород является типичным представителем неметаллов. Он является достаточно сильным окислителем, перед которым может устоять только фтор. Получение основных оксидов происходит путём взаимодействия кислорода и металлов. Однако не все металлы охотно с ним реагируют. Щелочные реагируют бурно, именно поэтому их хранение осуществляется под слоем керосина. Необходимо заметить, что щелочные металлы не образуют оксиды во время взаимодействия с О₂. Их чрезвычайная активность позволяет получать только для их характерные продукты, это будут пероксиды и надпероксиды (за исключением лития, продукт Li₂O).

А вот, чтобы менее активные металлы – железо или медь прореагировали, необходимо нагревание.

Получение кислотных оксидов происходит аналогично взаимодействием неметаллов с О₂.

Металлы и неметаллы в химии рассматриваются как противоположности, которые, как заряды (положительные и отрицательные) имеют свойства притягиваться. Рассмотрим на примере металла кальций и неметалла углерод.

Соль СаСО₃ имеет истоки от простых веществ Са и С, промежуточным звеном являются оксиды этих веществ, для которых свойственно реагировать между собой.

Вспомним с Вами один с основных постулатов химии, а именно, закон постоянства состава вещества.

Источник

Представим, что мы с Вами химики-первооткрыватели и нам предстоит сложная задача получить азотную кислоту, которая имеет важную роль в химической промышленности. Получение кислот возможно несколькими способами. Обращаясь к таблице 1, делаем вывод, что нам доступно несколько способов, а именно.

Взаимодействие кислот с солями приведёт нас к желаемому результату, однако не забывайте, что в продукте должны увидеть газ, осадок либо окрашивание.

Способы получения средних солей доказательно показывают связь между веществами. Снова выручалочкой нам послужит таблица 1. Наша задача получить вещество, без которого, полагаем, Вы не представляете своё существование, это соль NaCl. Используя данные, видим, что доступно для её получения 4 способа (Вы ищете, где продуктом является соль и применяете данные на свой пример).

Рассмотрим подробно каждый с них.

Способы получения солей отличаются, причиной этому является то, какую именно соль мы хотим получить, кислородсодержащей,сильной или слабой кислоты. К примеру, получение Na₂SO₄ будет отличаться от предыдущего примера с NaCl. Количество способов будет больше, так как это соль кислородсодержащей кислоты.

Здесь следуют отметить особенность щелочных, а также щелочно-земельных металлов, для которых свойственно взаимодействие с водой. По сути, идёт два параллельных процесса.

Полученная щёлочь реагирует с кислотой.

Способы получения солей аммония несколько отличаются, от солей металлов, тем, что аммиак непосредственно реагирует с кислотами (смотри урок химическая связь) с образованием донорно-акцепторных связей.

Гидроксид аммония имеет способность взаимодействовать с кислотами, с образованием необходимого продукта, не иначе как солей аммония.

Наверняка некоторые из Вас пугал вид заданий, который был цепочек уравнений. Обобщая всё выше сказанное, рассмотрим несколько примеров.

Пример 1.

Чтобы справится с данной задачей, проанализируем условие. Первое, что необходимо выделить – это количество уравнений (смотрим по стрелочкам, их 5). Второе определим исходное вещество – цинк, металл средней силы. Чтобы получить с него соль (не забываем о таблице 1), можно использовать 3 способа:

Выбор за Вами, одного из трёх уравнений. Переходим к следующей части цепочки ZnCl₂ → Zn(OH)₂. Здесь решением будет один вариант, это прибавление щёлочи.

Zn(OH)₂ относится к нерастворимым основанием, поэтому при нагревании распадаются.

И наконец, итоговый продукт, металл. Его необходимо выделить из соли. Для этого необходимо взять металл, сила которого будет больше. Если эту информацию забыли, то освежить эти данные сможете с помощью урока Соли и их свойства.

Решение цепочек химических уравнений на первый взгляд кажется не посильной задачей, но если внимательно изучить свойства веществ, то они кажутся не такими уж и сложными.

Взаимопревращение между классами веществ

Обобщая сведения о свойствах неорганических соединений, составим схему 1. Взаимосвязь между классами неорганических веществ.

Источник

Эта схема и таблица 1 будут служить Вам волшебной палочкой в изучении неорганической химии.

Химические цепочки превращений: примеры и способы решения

Химические цепочки превращений — это один из наиболее часто встречающихся в школьных учебниках, а также на самостоятельных, проверочных и контрольных типов задач по химии. Чтобы успешно их решать, нужно понимать, как именно они устроены и каким образом стоит подходить к ним. Рассмотрим, как решать цепочки превращений в общем и на конкретных примерах.

Общие принципы решения химических цепочек превращений

Для начала нужно внимательно прочитать условие задачи и изучить цепочку. Четко поняв, что требуется в задаче, можно переходить непосредственно к ее решению.

1. Выписав отдельно цепочку химических превращений, пронумеруйте количество необходимых реакций (они обозначены стрелочками от одного вещества к другому).
2. Определите, к какому классу веществ относится каждый член цепочки и, если необходимо, выпишите на черновике отдельно в столбик каждое вещество из цепочки и его класс. В случае когда имеются неназванные вещества и их класс неизвестен, проанализируйте, какие вещества могут быть получены из исходного и какого класса вещество должно выступить исходным для следующего после неназванного вещества элемента цепочки.
3. Проанализируйте, каким образом можно получить вещество этого класса из исходного для каждого элемента цепочки. В случае если прямая реакция невозможна, подумайте, какие классы веществ можно получить из исходного вещества и из каких получаемых веществ можно позже синтезировать конечное требуемое вещество.
4. Составьте схему уравнения первой из необходимых реакций. Не забудьте расставить коэффициенты в уравнении.
5. Последовательно осуществите цепочку химических превращений, рассматривая каждую реакцию в отдельности. Проверьте себя, уделяя внимание оформлению реакций.

Пример решения цепочки превращений

Допустим, в задаче имеется химическая цепочка превращений следующего вида:

Необходимо найти вещества, обозначенные как Х₁, Х₂ и Х₃, и осуществить указанные реакции. Рассмотрим, какие реакции необходимо выполнить для решения этой цепочки после того, как вы пронумеруете стрелки и определите классы веществ.

1. Для того чтобы из 1,2-дибромэтана получить ацетилен, нужно воздействовать на него спиртовым раствором щелочи при нагревании. В ходе этой реакции от одной из молекул 1,2-дибромэтана отщепятся две молекулы бромоводорода. Эти молекулы будут нейтрализованы щелочью.
2. Далее, исходя из условий протекания реакции, вы делаете вывод, что это реакция М. Г. Кучерова. Она приводит к образованию ацетальдегида.
3. Ацетальдегид, реагируя в присутствии серной кислоты с дихроматом калия, дает уксусную кислоту.
4. Гидрокарбонат вступает в реакцию обмена с раствором кислоты.
5. Полученный ацетат щелочноземельного металла при нагревании разлагается, образуя карбонат металла и кетон.

Таким образом, записанное поэтапно решение данной химической цепочки превращений будет выглядеть так:

Полезные советы

Решая цепочки химических уравнений, важно помнить, что конечный результат зависит от каждой последовательно верно решенной реакции в этой цепочке. Следовательно, проверяя себя на последнем этапе, нужно перепроверить возможность каждой реакции и правильность составления и решения уравнения.

Кроме того, если вы сомневаетесь, верно ли вывели ту или иную формулу вещества, вы можете заглянуть на этапе обучения в справочник химических веществ. Важно при этом помнить, что надо не просто сверяться с ним, а запоминать формулы и стараться в дальнейшем самостоятельно воспроизводить их.

Источник

Алгоритм решения «цепочек превращений».

Алгоритм решения «цепочек превращения» по химии

В химии есть задания со схемами превращений одних веществ в другие, которые характеризуют генетическую связь между основными классами органических и неорганических соединений.

Схему превращения одних веществ в другие называют «цепочкой превращений » .

Для выполнения этих заданий необходимо знать основные классы соединений, их номенклатуру, химические свойства, механизм осуществления реакций.

Алгоритм решения «цепочки превращений»

1 шаг. Перепишите цепочку, которую необходимо решить

Ca → CaO → Ca ( OH ) 2 → Ca 3 ( PO 4 ) 2

2 шаг. Пронумеруйте количество реакций для удобства решения

Ca → CaO → Ca(OH) 2 → Ca 3 (PO 4 ) 2

Таким образом, мы видим, что нам надо составить 3 уравнения реакции

3 шаг. Запишем 1 уравнение реакции – из кальция (С a ) надо получить оксид кальция ( CaO ). Вспомним, что данное превращение происходит, когда металлы окисляются на воздухе, вступая в реакцию с кислородом. Записываем эту реакцию. Внимание! Не забывайте уравнивать реакции!

​​​​​​​ 2Сa + O2 2Ca+2O-2

4 шаг. Осуществляем второе превращение. Из оксида кальция ( CaO ) нужно получить гидроксид кальция ( Ca ( OH ) 2 ). Это уравнение возможно при взаимодействии оксида с водой. (Такая реакция возможна, если в итоге получается щелочь – растворимое в воде основание). Записываем уравнение и уравниваем его.

2) 2 Ca +2 O -2 + H 2 O → Ca 2+ ( OH ) 2 —

5 шаг . Осуществляем 3 превращение. Из гидроксида кальция ( Ca ( OH ) 2 ) необходимо получить соль – фосфат кальция ( Ca 3 ( PO 4 ) 2 ). Вспоминаем, что при взаимодействии основания и кислоты получается соль и вода. Значит, для этой реакции подойдет фосфорная кислота – H 3 PO 4 , так как именно она дает соли – фосфаты. Записываем уравнение реакции и уравниваем его.

3) 3 Ca 2+ ( OH ) 2 — + 2 H 3 + PO 4 3- → Ca 3 2+ ( PO 4 ) 2 3- + 6 H 2 O

Источник

Химия

Почему связь между классами веществ считается генетической

Чтобы разобраться в этом вопросе. Вспомним состав классов веществ, с которыми Вы познакомились на предыдущих занятиях.

Обратите внимание, что соли содержат в себе частицы как оснований (атомы металла), так и кислот (кислотных остатков). Если соль рассматривать как «венец» превращений, то давайте, попытаемся прийти к истокам. Всё начинается с простого, точнее металла и неметалла, как простых веществ.

Попробуем построить генетический ряд металлов, переходя от одного класса к другому.

Возьмём, к примеру, металлы кальций и медь, подставив их в цепочку уравнений.

Обратите внимание, что данные металлы отличаются своей реакционной способностью.

Получается, эта генетическая связь соединений присуща только для активных металлов, оксиды которых, реагируя с водой, дают продукт в виде щёлочи.

Для металлов, которые отличаются малой активностью, переход от вещества, находящегося в простом состоянии, к соли, происходит путём превращений.

Поскольку основные оксиды реагируют с металлами (более активными, чем металлы, которые входят в состав оксида), то эту схему можно сократить.

Аналогичным способом можно составить генетический ряд неметаллов, начиная от неметалла заканчивая солью или неметаллом.

Подставим в цепочку уравнений фосфор и кремний.

А возможны иные пути решения данных цепочек уравнений. Способы получения кислотных оксидов реализуются путём взаимодействия простых веществ с кислородом. А вот не с каждого оксида можно получить ему соответствующую кислоту, путём прибавления воды. Поскольку кремниевая кислота нерастворима в воде, то необходимо получить сначала соль, а потом уже и кислоту.

В данном решении предлагается добыть соль Na₃PO₄, взаимодействием основания и кислоты. Однако можно использовать и другие варианты, которые также будут верны.

Если объединить генетические ряды металлов и неметаллов, получим дружную семью неорганических соединений, где каждое вещество связано неразрывной нитью с другими классами. Таблица 1.

Данная таблица отображает, как реагируют между собой вещества и какие продукты возможны, вследствие реакции.

Промоделируем на примере: В вашем распоряжении имеются следующие вещества: оксид серы (VI), гидроксид бария, соляная кислота, карбонат кальция и железо. Ваша задача спрогнозировать, между какими соединениями возможна реакция и, записать, соответствующие уравнения реакций.

Подтвердив свои прогнозы молекулярно-ионными уравнениями в сокращённом и полном виде.

Кислород является типичным представителем неметаллов. Он является достаточно сильным окислителем, перед которым может устоять только фтор. Получение основных оксидов происходит путём взаимодействия кислорода и металлов. Однако не все металлы охотно с ним реагируют. Щелочные реагируют бурно, именно поэтому их хранение осуществляется под слоем керосина. Необходимо заметить, что щелочные металлы не образуют оксиды во время взаимодействия с О₂. Их чрезвычайная активность позволяет получать только для их характерные продукты, это будут пероксиды и надпероксиды (за исключением лития, продукт Li₂O).

А вот, чтобы менее активные металлы – железо или медь прореагировали, необходимо нагревание.

Получение кислотных оксидов происходит аналогично взаимодействием неметаллов с О₂.

Металлы и неметаллы в химии рассматриваются как противоположности, которые, как заряды (положительные и отрицательные) имеют свойства притягиваться. Рассмотрим на примере металла кальций и неметалла углерод.

Соль СаСО₃ имеет истоки от простых веществ Са и С, промежуточным звеном являются оксиды этих веществ, для которых свойственно реагировать между собой.

Вспомним с Вами один с основных постулатов химии, а именно, закон постоянства состава вещества.

Представим, что мы с Вами химики-первооткрыватели и нам предстоит сложная задача получить азотную кислоту, которая имеет важную роль в химической промышленности. Получение кислот возможно несколькими способами. Обращаясь к таблице 1, делаем вывод, что нам доступно несколько способов, а именно.

Взаимодействие кислот с солями приведёт нас к желаемому результату, однако не забывайте, что в продукте должны увидеть газ, осадок либо окрашивание.

Способы получения средних солей доказательно показывают связь между веществами. Снова выручалочкой нам послужит таблица 1. Наша задача получить вещество, без которого, полагаем, Вы не представляете своё существование, это соль NaCl. Используя данные, видим, что доступно для её получения 4 способа (Вы ищете, где продуктом является соль и применяете данные на свой пример).

Рассмотрим подробно каждый с них.

Способы получения солей отличаются, причиной этому является то, какую именно соль мы хотим получить, кислородсодержащей,сильной или слабой кислоты. К примеру, получение Na₂SO₄ будет отличаться от предыдущего примера с NaCl. Количество способов будет больше, так как это соль кислородсодержащей кислоты.

Здесь следуют отметить особенность щелочных, а также щелочно-земельных металлов, для которых свойственно взаимодействие с водой. По сути, идёт два параллельных процесса.

Полученная щёлочь реагирует с кислотой.

Способы получения солей аммония несколько отличаются, от солей металлов, тем, что аммиак непосредственно реагирует с кислотами (смотри урок химическая связь) с образованием донорно-акцепторных связей.

Гидроксид аммония имеет способность взаимодействовать с кислотами, с образованием необходимого продукта, не иначе как солей аммония.

Наверняка некоторые из Вас пугал вид заданий, который был цепочек уравнений. Обобщая всё выше сказанное, рассмотрим несколько примеров.

Чтобы справится с данной задачей, проанализируем условие. Первое, что необходимо выделить – это количество уравнений (смотрим по стрелочкам, их 5). Второе определим исходное вещество – цинк, металл средней силы. Чтобы получить с него соль (не забываем о таблице 1), можно использовать 3 способа:

Выбор за Вами, одного из трёх уравнений. Переходим к следующей части цепочки ZnCl₂ → Zn(OH)₂. Здесь решением будет один вариант, это прибавление щёлочи.

Zn(OH)₂ относится к нерастворимым основанием, поэтому при нагревании распадаются.

И наконец, итоговый продукт, металл. Его необходимо выделить из соли. Для этого необходимо взять металл, сила которого будет больше. Если эту информацию забыли, то освежить эти данные сможете с помощью урока Соли и их свойства.

Решение цепочек химических уравнений на первый взгляд кажется не посильной задачей, но если внимательно изучить свойства веществ, то они кажутся не такими уж и сложными.

Взаимопревращение между классами веществ

Обобщая сведения о свойствах неорганических соединений, составим схему 1. Взаимосвязь между классами неорганических веществ.

Эта схема и таблица 1 будут служить Вам волшебной палочкой в изучении неорганической химии.

Источник