Тема 3. Енергетика хімічних реакцій. Хімічна кінетика. Окисно-відновні процеси

матеріал 12

Складання рівнянь окисно-відновних реакцій методом електронного балансу

Матеріал

Для вчителя

Для учня

Завантажити матеріал (PDF)

Урок 45. Складання рівнянь окисно-відновних реакцій методом електронного балансу

Очікувані результати

спостерігає/досліджує самостійно або у співпраці з іншими об’єкти і явища за складеним планом із використанням розроблених математичних/реальних/ віртуальних моделей [12 ПРО 1.4.2-1 П]
оцінює значущість набутого досвіду практичної діяльності для розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 1.6.3-1 П]
аналізує, систематизує, оцінює самостійно або у співпраці з іншими опрацьовану інформацію [12 ПРО 2.1.1-5 П]
використовує самостійно або у співпраці з іншими здобуту інформацію для оцінювання природних і техногенних об’єктів, явищ і процесів, розв’язання життєвої/навчальної проблеми [12 ПРО 2.1.1-6 П]
пов’язує самостійно або у співпраці з іншими інформацію природничого змісту, представлену в різних формах, із реальними об’єктами і явищами [12 ПРО 2.2.2-1 П]
установлює самостійно або у співпраці з іншими причиново-наслідкові зв’язки між певними явищами і процесами та їх наслідками [12 ПРО 3.3.1-1 П]
прогнозує самостійно або у співпраці з іншими зміни об’єктів, явищ і процесів на основі базових знань про взаємозв’язки в природі і дослідницьких навичок [12 ПРО 3.3.1-4 П]

Мета уроку: зрозуміти суть методу електронного балансу та навчитися добирати коефіцієнти до схем окисно-відновних реакцій методом електронного балансу.

Очікувані результати для вчителя:

учні визначають як змінився ступінь окиснення частинок (хімічних елементів) до і після реакції;
учні визначають скільки електронів взяло участь у процесах окиснення та відновлення;
учні розпізнають речовину окисник та речовину відновник;
добирають коефіцієнти методом електронного балансу та здійснюють перевірку правильності добору коефіцієнтів.

Очікувані результати для учнівства:

вмію добирати коефіцієнти в ОВР методом електронного балансу
визначати речовину окисник та речовину відновник
розрізняти процеси окиснення та відновлення

Ключові слова

окисно-відновна реакція
електронний баланс
окисник
відновник
окиснення
відновлення

План уроку

Мотивація (до 7 хв.).
Суть методу електронного балансу (8 хв.).
Практикуємось (15 хв.).
Попрактикуймось самостійно (10 хв.).
Рефлексія (5 хв.).

1. Мотивація

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 7 хв.

За можливості краще підготувати демонстраційне дослідження на початку уроку. Для ознайомлення можете попередньо переглянути відео.

Переглянути або відтворити досліди:

Відео

(дата звернення 22.09.2025) Можна відтворити аналогічні досліди за наявності відповідних реактивів.

2. Суть методу електронного балансу

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 8 хв.

Пояснюємо на прикладі ОВР алгоритм добору коефіцієнтів методом електронного балансу. Під час кроку 1 важливо, щоб учні самостійно навчилися визначати хімічні елементи (частинки), які змінили свій ступінь окиснення. На кроці 2 важливо уточнити, що зміна ступеня окиснення з +2 до +4 означає, що віддається 2 електрони, бо ступінь окиснення при цьому зростає і навпаки під час зміни ступеня окиснення з +3 до 0 приймається 3 електрони, бо ступінь окиснення знижується, і відповідно пригадуємо, що електрони негативно заряджені. У схемі електронного балансу на кроці 3 виписуємо число електронів, які беруть участь у процесах окиснення/відновлення та знаходимо найменше спільне кратне виписаних чисел (НСК = 6). Результат ділення НСК на число електронів записуємо справа.

Ці числа і є коефіцієнтами, які в першу чергу вносимо у праву частину схеми реакції, а потім добираємо коефіцієнти до лівої частини схеми та проводимо перевірку числа атомів кожного хімічного елемента у правій та лівій частинах рівняння. На кроці 4 дописуємо, які речовини виступають у ролі окисника і відновника (зазвичай зліва) та зазначаємо назви процесів окиснення/відновлення (зазвичай справа). Також можна уточнити, що речовина відновник – це СО, в якій Карбон має ступінь окиснення +2, а речовина окисник – це Fe₂O₃, в якій Ферум має ступінь окиснення +3.

Алгоритм добору коефіцієнтів методом електронного балансу передбачає наступні кроки:

Крок 1. Визначаємо ступені окиснення хімічних елементів. Аналізуємо, які хімічні елементи змінили ступені окиснення в результаті реакції:

C⁺²O^-2 + Fe⁺³₂O^-2₃ → C⁺⁴O^-2₂ + Fe⁰

Крок 2. Виписуємо частинки (хімічні елементи), які змінили ступінь окиснення. Визначаємо зміну кількості електронів за зміною ступенів окиснення частинок (хімічних елементів):

C⁺² – 2e → C⁺⁴
Fe⁺³+ 3е→Fe⁰

Крок 3. Складаємо електронний баланс:

Крок 4. Добираємо коефіцієнти до схеми реакції. Визначаємо окисник і відновник, вказуємо процеси окиснення та відновлення.

3C⁺²O^-2 + Fe⁺³₂O^-2₃ → 3C⁺⁴O^-2₂ + 2Fe⁰

3. Практикуємось

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 15 хв.

5Sn⁰ +12HN⁺⁵O_{3(розб.) →}5Sn⁺²(NO₃)₂+N⁰₂+ 6H₂O

Важливо звернути увагу на число атомів Нітрогену у схемі балансу й одразу перед N⁺⁵ виставити коефіцієнт 2, тобто стехіометрично урівняти число атомів. Коефіцієнт 1, що у другій схемі стосується N₂, а вже потім обчислюмо загальне число атомів Нітрогену у правій частині схеми реакції.

Важливо наголосити, якщо є окисник, то обов’язково має бути і відновник в ОВР.

Добираємо коефіцієнти методом електронного балансу.

Завдання – перетворіть схеми реакцій у рівняння методом електронного балансу:

Sn + HNO_3(розб.) →Sn(NO₃)₂+ N₂↑ + H₂O (міжмолекулярна ОВР)
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu (міжмолекулярна ОВР)
KMnO₄ → К₂МnO₄ + МnO₂ + O₂↑ (внутрішньомолекулярна ОВР)
Cl₂ + KOH = KCl + KClO + H₂O (реакція диспропорціонування)
H₂S + SO₂ → S + H₂O (реакція синпропорціонування)

4. Попрактикуймо самостійно

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 10 хв.

Учні можуть виконувати завдання самостійно, після чого здійснити взаємоперевірку виконаних завдань.

Розглянемо окремі завдання ЗНО з хімії до даної теми:

Завдання ЗНО з хімії (2017 р.).

Відповідь: Г.

Завдання ЗНО з хімії (2017 р.).

Відповідь: Б.

Можна навести приклади схем реакцій до даного завдання:

S⁰ + H⁰₂→ H⁺¹₂S^-2
S⁰ + O⁰₂ → S⁺⁴O^-2₂
2Na⁰ + S⁰→ Na⁺¹₂S^-2
Fe⁰ + S⁰→ Fe⁺²S⁺²

Завдання ЗНО з хімії (2017 р.).

Відповідь: 3.

Рефлексія «Баланс»

Дружня порада для вчителя

Тривалість: 5 хв.

Запропонуйте учням рефлексію під назвою «Баланс», яка полягає в самооцінюванні щодо вивчених пунктів теми. Відповіді учнів можна зібрати і використати з метою аналізу.

Дайте відповіді на запитання рефлексії, використовуючи шкалу від 1 (зовсім не впевнений(на) /не зрозумів(ла) до 5 (повністю впевнений(на) /зрозумів(ла), можу пояснити іншим):

Ідентифікація окисника та відновника: Наскільки я впевнений(на), що можу правильно визначити, яка речовина є окисником, а яка – відновником? (1-5)
Визначення ступенів окиснення: Наскільки легко мені визначати ступені окиснення частинок (хімічних елементів) до і після реакції? (1-5)
Складання електронного балансу: Наскільки я впевнений(на) у правильності складання схеми прийому та віддачі електронів? (1-5)
Добір коефіцієнтів: Наскільки я впевнений(на), що можу знайти найменше спільне кратне та визначити коефіцієнти електронним балансом? (1-5)
Перетворення схеми реакції у рівняння: Наскільки я впевнений(на) у правильності перетворення схеми реакції у рівняння, використовуючи метод електронного балансу і здійснивши перевірку? (1-5)

У вільний від відпочинку час

Дружня порада для вчителя

Завдання має на меті удосконалити навички самостійного добору коефіцієнтів у схемах ОВР методом електронного балансу.

Застосуйте метод електронного балансу і перетворіть схеми у рівняння реакцій, укажіть окисник/відновник та процеси окиснення/відновлення:

а) BaSO₄ + C t0→ BaS + CO₂
б) WO₃ + H₂ → W + H₂O
в) PbS + O₂ → PbO + SO₂
г) SO₃ + KI → K₂SO₃ + I₂
д) S + H₂SO₄ → SO₂ + H₂O
е) HCl + O₂ t0→ H₂O + Cl₂
є) NH₃ + O₂ t0→ N₂ + H₂O
ж)KClO + HI → I₂ + KCl + H₂O

Завантажити матеріал (PDF)

Урок 45. Складання рівнянь окисно-відновних реакцій методом електронного балансу

Робочий аркуш учнівства

Очікувані результати

Мета уроку: зрозуміти суть методу електронного балансу та навчитися добирати коефіцієнти до схем окисно-відновних реакцій методом електронного балансу.

Очікувані результати для учнівства:

Я розумію суть методу електронного балансу.
Я вмію добирати коефіцієнти до схем окисно-відновних реакцій методом електронного балансу.
Я розрізняю окисник та відновник, процеси окиснення та відновлення.
Я дотримуюсь правил безпеки життєдіяльності під час виконання досліджень.

Ключові слова

окисно-відновна реакція
електронний баланс
окисник
відновник
окиснення
відновлення

План уроку

Мотивація (до 7 хв.).
Суть методу електронного балансу (8 хв.).
Практикуємось (15 хв.).
Попрактикуймось самостійно (10 хв.).
Рефлексія (5 хв.).

1. Мотивація

Переглянути або відтворити досліди:

Відео

(дата звернення 22.09.2025) Можна відтворити аналогічні досліди за наявності відповідних реактивів.

2. Суть методу електронного балансу

Алгоритм добору коефіцієнтів методом електронного балансу передбачає наступні кроки:

Крок 1. Визначаємо ступені окиснення хімічних елементів. Аналізуємо, які хімічні елементи змінили ступені окиснення в результаті реакції:

C⁺²O^-2 + Fe⁺³₂O^-2₃ → C⁺⁴O^-2₂ + Fe⁰

Крок 2. Виписуємо частинки (хімічні елементи), які змінили ступінь окиснення. Визначаємо зміну кількості електронів за зміною ступенів окиснення частинок (хімічних елементів):

C⁺² – 2e → C⁺⁴
Fe⁺³+ 3е→Fe⁰

Крок 3. Складаємо електронний баланс:

Крок 4. Добираємо коефіцієнти до схеми реакції. Визначаємо окисник і відновник, вказуємо процеси окиснення та відновлення.

3C⁺²O^-2 + Fe⁺³₂O^-2₃ → 3C⁺⁴O^-2₂ + 2Fe⁰

3. Практикуємось

Добираємо коефіцієнти методом електронного балансу.

Завдання – перетворіть схеми реакцій у рівняння методом електронного балансу:

Sn + HNO_3(розб.) →Sn(NO₃)₂+ N₂↑ + H₂O (міжмолекулярна ОВР)
Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu (міжмолекулярна ОВР)
KMnO₄ → К₂МnO₄ + МnO₂ + O₂↑ (внутрішньомолекулярна ОВР)
Cl₂ + KOH = KCl + KClO + H₂O (реакція диспропорціонування)
H₂S + SO₂ → S + H₂O (реакція синпропорціонування)

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Попрактикуймо самостійно

Розглянемо окремі завдання ЗНО з хімії до даної теми:

Завдання ЗНО з хімії (2017 р.).

Завдання ЗНО з хімії (2017 р.).

Можна навести приклади схем реакцій до даного завдання:

S⁰ + H⁰₂→ H⁺¹₂S^-2
S⁰ + O⁰₂ → S⁺⁴O^-2₂
2Na⁰ + S⁰→ Na⁺¹₂S^-2
Fe⁰ + S⁰→ Fe⁺²S⁺²

Завдання ЗНО з хімії (2017 р.).

Рефлексія «Баланс»

Дайте відповіді на запитання рефлексії, використовуючи шкалу від 1 (зовсім не впевнений(на) /не зрозумів(ла) до 5 (повністю впевнений(на) /зрозумів(ла), можу пояснити іншим):

Ідентифікація окисника та відновника: Наскільки я впевнений(на), що можу правильно визначити, яка речовина є окисником, а яка – відновником? (1-5)
Визначення ступенів окиснення: Наскільки легко мені визначати ступені окиснення частинок (хімічних елементів) до і після реакції? (1-5)
Складання електронного балансу: Наскільки я впевнений(на) у правильності складання схеми прийому та віддачі електронів? (1-5)
Добір коефіцієнтів: Наскільки я впевнений(на), що можу знайти найменше спільне кратне та визначити коефіцієнти електронним балансом? (1-5)
Перетворення схеми реакції у рівняння: Наскільки я впевнений(на) у правильності перетворення схеми реакції у рівняння, використовуючи метод електронного балансу і здійснивши перевірку? (1-5)

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

У вільний від відпочинку час

Застосуйте метод електронного балансу і перетворіть схеми у рівняння реакцій, укажіть окисник/відновник та процеси окиснення/відновлення:

а) BaSO₄ + C t0→ BaS + CO₂
б) WO₃ + H₂ → W + H₂O
в) PbS + O₂ → PbO + SO₂
г) SO₃ + KI → K₂SO₃ + I₂
д) S + H₂SO₄ → SO₂ + H₂O
е) HCl + O₂ t0→ H₂O + Cl₂
є) NH₃ + O₂ t0→ N₂ + H₂O
ж)KClO + HI → I₂ + KCl + H₂O

Завантажити матеріал (PDF)

Ділись та обговорюй важливе