ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 8 класс · § 51
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 51. Представление о методе электронного баланса

Как равенство электронов превращается в коэффициенты уравнения?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как равенство электронов превращается в коэффициенты уравнения?

Исследуем вместе

Электронный баланс по шагам

Переходи от изменений к множителям и готовому уравнению. На каждой стадии видно, откуда появляется следующий коэффициент.

Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.

01

Сначала определяем изменения

Для NH₃ + O₂ → N₂ + H₂O азот меняет −3 на 0, кислород 0 на −2. Водород сохраняет +1. Начинают с правильных формул продуктов и реагентов, затем строят электронный баланс.

Один атом N отдаёт три электрона. Одна молекула O₂ содержит два атома O и принимает всего четыре электрона. Этот множитель два важно учесть, чтобы не получить неверные коэффициенты.

Один N

−3 → 0: отдаёт 3e⁻

Одна O₂

Два O: каждый принимает 2e⁻

Всего для O₂

Принимает 4e⁻

Электронный баланс начинается с определения изменившихся степеней окисления. Для многоатомной частицы учитывают все её атомы.

02

Уравниваем число электронов

Наименьшее общее кратное чисел 3 и 4 равно 12. Поэтому нужны четыре атома N, отдающие 12 электронов, и три молекулы O₂, принимающие 12 электронов. Четыре атома N приходят из четырёх NH₃.

Эти числа определяют коэффициенты перед участниками передачи электронов. Нельзя сократить только один коэффициент без изменения всего соотношения. Электронный баланс связывает окисление и восстановление количественно.

УчастникЭлектронов на частицуМножительВсего
N в NH₃Отдаёт 3412 отдано
O₂Принимает 4312 принято

Множители подбирают по равенству отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное помогает найти простейшее соотношение.

Горение магния

Горение магния сопровождается ярким светом и образованием оксида магния.

Alvy16 · Wikimedia Commons · CC BY 4.0. Без изменений.

Модель молекулы кислорода O₂

Два атома O образуют молекулу простого вещества O₂.

Adam Rędzikowski · Wikimedia Commons · CC0. Без изменений.

03

Достраиваем и проверяем уравнение

После 4NH₃ и 3O₂ нужно 2N₂ для четырёх атомов азота. Двенадцать H дают 6H₂O. Получаем 4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + 6H₂O; справа шесть O, как и слева.

Последняя проверка включает каждый элемент, а не только участников электронного баланса. Условия реакции важны: для этой схемы рассматривается окисление аммиака до азота; при других условиях могут быть иные продукты.

Азот

4 слева и 4 справа.

Водород

12 слева и 12 справа.

Кислород

6 слева и 6 справа.

Электроны

12 отдано и 12 принято.

После электронного баланса согласуют все атомы уравнения. Полученный баланс относится к указанным продуктам и условиям.

04

Второй пример: образование Al₂O₃

Al⁰ → Al³⁺ + 3e⁻; O₂ + 4e⁻ → 2O²⁻. Наименьшее общее число электронов снова 12, поэтому берут 4Al и 3O₂. Четыре Al и шесть O образуют 2Al₂O₃.

Итог 4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃. Индексы Al₂O₃ заданы составом вещества и не меняются ради баланса. Коэффициенты описывают количество формульных единиц, сохраняя правильную формулу. Проверка даёт четыре атома Al и шесть атомов O по обе стороны стрелки.

Электронные изменения

Al отдаёт 3; O₂ принимает 4.

Множители

4 и 3 дают по 12 электронов.

Уравнение

4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃.

Баланс изменяет коэффициенты, сохраняя формулы веществ. Проверка атомов завершает подбор уравнения.

Соберём главное

Шесть выводов

01Электронный баланс начинается с определения изменившихся степеней окисления. Для многоатомной частицы учитывают все её атомы.
02Множители подбирают по равенству отданных и принятых электронов. Наименьшее общее кратное помогает найти простейшее соотношение.
03После электронного баланса согласуют все атомы уравнения. Полученный баланс относится к указанным продуктам и условиям.
04Баланс изменяет коэффициенты, сохраняя формулы веществ. Проверка атомов завершает подбор уравнения.
05Условия определяют набор продуктов реакции. Баланс относится к выбранной и химически обоснованной схеме.
06Электронный баланс дополняет сохранение атомов. Оба вида проверки нужны для окончательного уравнения.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Степень окисления N в NH₃ равна…
2. При NH₃ → N₂ азот…
3. Сколько электронов принимает одна O₂ при переходе обоих O в −2?
4. НОК для 3 и 4 равен…
5. Сколько N нужно для отдачи 12e⁻?
6. Сколько O₂ нужно для принятия 12e⁻?
7. Коэффициент NH₃ в итоговом уравнении горения до N₂ — …
8. Коэффициент H₂O в 4NH₃ + 3O₂ → 2N₂ + …H₂O равен…
9. Что меняют при уравнивании?
10. Какой итог для Al + O₂ → Al₂O₃?

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 8 класс», § 51. Материал переработан для объяснения; источник: 8 класс. Химия — § 51. Представление о методе электронного баланса.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах
↑

Загрузка прогресса…