Классификация химических реакций

12/05/2023

Введение

Тема: Классификация химических реакций.

• ПОНЯТИЕ О ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЯХ.

• КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ:

• По числу и составу реагирующих веществ
• По изменению степеней окисления химических элементов
• По участию катализатора
• По агрегатному состоянию реагирующих веществ
• По тепловому эффекту
• По направлению

План:

Химические реакции – это процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие отличающиеся от них по составу и (или) строению.

При химических реакциях обязательно происходит изменение веществ, при котором разрываются старые и образуются новые химические связи между атомами.

Признаки химических реакций:

• Выделяется газ

• Выпадет осадок

3) Происходит изменение окраски веществ

• Выделяется или поглощается тепло, свет

• Свечение .

Рассмотрим классификацию химических реакций по различным признакам.

КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ:

• По числу и составу реагирующих веществ:

Реакции, идущие без изменения состава веществ

В неорганической химии к таким реакциям можно

отнести процессы получения аллотропных модификаций

одного химического элемента, например:

С (графит) С (алмаз)

3О 2 (кислород) 2О 3 (озон)

Sn (белое олово) Sn (серое олово)

S (ромбическая) S (пластическая)

Р (красный) Р (белый)

Реакции, идущие с изменением состава вещества

• Реакции соединения – это реакции, при которых из двух и более веществ образуется одно сложное вещество.

В неорганической химии все многообразие реакции

соединения можно рассмотреть на примере реакции получения

серной кислоты из серы :

а) получение оксида серы(IV): S + O 2  SO 2 - из двух простых веществ образуется одно сложное,

б) получение оксида серы(VI): 2SO 2 + O 2 2SO 3 - из простого и сложного веществ образуется одно сложное,

в) получение серной кислоты: SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 - из двух сложных веществ образуется одно сложное.

2. Реакции разложения – это реакции, при которых из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ.

а) разложение воды под действием электрического тока:

эл.ток

2Н 2 О  2Н 2 + O 2  - из одного сложного вещества образуются два простых вещества.

б) разложение карбоната кальция:

t

СаСО 3 → СаО + СО 2 ↑ - из одного сложного вещества образуются два сложных вещества.

3. Реакции замещения – это реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы какого-нибудь элемента в сложном веществе.

В неорганической химии примером таких процессов может

служить блок реакций , характеризующих свойства металлов:

а) взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов с

водой: 2Na + 2H 2 O = 2NaOH + H 2 

Са + 2Н 2 О = Са(ОН) 2 + H 2 

б) взаимодействие металлов с кислотами в растворе:

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 

в) взаимодействие металлов с солями в растворе:

Fe + Cu SO 4 = FeSO 4 + Cu

г) металлотермия:

2Al + Cr 2 O 3  t Al 2 O 3 + 2Cr

4. Реакции обмена – это реакции, при которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями

В неорганической это может быть блок реакций,

характеризующих свойства щелочей:

а) реакция нейтрализации, идущая с образованием соли и воды:

NaOH + HNO 3 = NaNO 3 + H 2 O или в ионном виде: ОН - + Н + = Н 2 О

б) реакция между щелочью и солью, идущая с образованием газа:

2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 = CaCl 2 + 2NH 3  + 2 H 2 O

в) реакция между щелочью и солью, идущая с образованием осадка:

СиSO 4 + 2KOH = Cu(OH) 2  + K 2 SO 4

12/05/2023

Введение

2. По изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества:

Окислительно-восстановительные реакции:

Окислительно-восстановительные реакции – реакции, идущие

с изменением степеней окисления элементов.

К ним относится множество реакций, в том числе все реакции

замещения, а также те реакции соединения и разложения, в которых

участвует хотя бы одно простое вещество:

0 +1 +2 0 0 0 +2 -2

а) Mg + H 2 SO 4 = MgSO 4 + H 2  б) 2Мg + O 2 = 2MgO

0 +2 0 +2

Mg – 2e¯  Mg 1 окисление Mg – 2e¯  Mg 2 окисление

+1 0 0 -2

2Н + 2e¯  H 2 1 восстановление O 2 + 4e¯  2O 1 восстановление

Не окислительно-восстановительные реакции:

Не окислительно-восстановительные реакции – реакции, иду- щие без изменения степеней окисления элементов.

К ним относятся все реакции ионного обмена, например:

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + Н 2 СО 3

Но т.к. угольная кислота – очень слабая, она может существовать

только в разбавленных растворах, а в присутствии более сильных кислот

неустойчива и разлагается на углекислый газ и воду. Таким образом,

окончательное уравнение имеет вид:

Na 2 CO 3 + 2HCl = 2NaCl + CO 2  + H 2 O,

многие реакции соединения :

Li 2 O + H 2 O = 2LiOH

а также многие реакции разложения:

2Fe(OH) 3  t Fe 2 O 3 + 3H 2 O

3. По участию катализатора:

Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции и

изменяющие ее скорость или направление, но по окончании реакции

остающиеся неизменными качественно и количественно.

Некаталитические реакции:

Некаталитические реакции - реакции, идущие без участия катализатора:

2HgO  t 2Hg + O 2 

2Al + 6HCl  t 2AlCl 3 + 3H 2 

Каталитические реакции:

Каталитические реакции – реакции, идущие с участием катализатора:

H 2 O

4Al + 3I 2  2AlI 3

t,MnO 2

2KClO 3  2KCl + 3O 2 

Pt

CO + NaOH  H-CO-ONa

4. По агрегатному состоянию реагирующих веществ (фазовому составу):

Гетерогенные реакции:

Гетерогенные реакции – реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях (в разных фазах): FeO(т) + СО(г)  Fe(т) + СО 2 (г) + Q

2Al(т) + 3СuСl 2 (р-р) = 3Сu(т) + 2AlCl 3 (р-р)

CaC 2 (т) + 2H 2 O(ж) = C 2 H 2  + Ca(OH) 2 (р-р)

Гомогенные реакции:

Гомогенные реакции – реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в одном агрегатном состоянии (в одной фазе): 2С 2 Н 6 (г) + 7О 2 (г)  4СО 2 (г) + 6Н 2 О(г)

2 SO 2 (г) + O 2 (г) = 2SO 3 (г) +Q

H 2 (г) + F 2 (г) = 2HF(г)

5. По тепловому эффекту:

Экзотермические реакции:

Экзотермические реакции – реакции, протекающие с выделением

энергии во внешнюю среду.

Экзотермические реакции, которые протекают с выделением

света, относят к реакциям горения , например:

4Р + 5О 2 = 2Р 2 О 5 + Q

Эндотермические реакции:

Эндотермические реакции – реакции, протекающие с поглощением энергии из внешней среды. К ним относятся почти все реакции разложения, например:

Обжиг известняка: СаСО 3  t CaO + CO 2  - Q

Количество выделенной или поглощенной в результате реакции

энергии называют тепловым эффектом реакции , а уравнение химической

реакции с указанием этого эффекта называют термохимическим

уравнением , например:

H 2 (г)+ Cl 2 (г) = 2HCl(г) + 92.3 кДж

N 2 (г) + O 2 (г) = 2NO – 90.4 кДж

6. По направлению:

Необратимые реакции:

Необратимые реакции протекают в данных условиях только в одном

направлении.

К таким реакциям можно отнести все реакции обмена,

сопровождающиеся образованием осадка, газа или малодиссоциирующего

вещества (воды) и все реакции горения:

Обратимые реакции:

Обратимые реакции в данных условиях протекают одновременно в

двух противоположных направлениях. Таких реакций подавляющее

большинство.

Например:

2SO 2 + O 2 2SO 3

N 2 +3H 2 2NH 3