загрузка...
 
5.1. Классификация химических реакций
Повернутись до змісту

5.1. Классификация химических реакций

Химические реакции классифицируют по разным признакам. Рассмотрим их.

1. По изменению числа исходных и конечных веществ различают такие типы реакций (табл. I.2):

реакции соединения, при которых из двух или нескольких исходных веществ получают один продукт реакции (рис. 5.1);

Рисунок 5.1 – Реакции соединения

реакции разложения, при которых из одного исходного вещества образуется несколько продуктов реакции (рис. 5.2);

Рисунок 5.2 – Реакции разложения

реакции замещения, при которых простое вещество замещает составную часть сложного вещества, и в результате образуются новое простое и новое сложное вещества (рис. 5.3);

Рисунок 5.3 – Реакции замещения

реакции обмена, при которых молекулы исходных сложных веществ обмениваются своими составными частями (рис. 5.4).

Рисунок 5.4 – Реакции обмена

2. По агрегатному (или фазовому) состоянию реакции делятся на такие типы (рис. 5.5):

гомогенные реакции, при которых между веществами в системе отсутствует поверхность раздела. Все вещества находятся в одной фазе. Гомогенные реакции наблюдаются при взаимодействии газов или водных растворов. В уравнениях реакций такого типа после формул веществ в скобках указывают их агрегатное или фазовое состояние: г – газообразное, ж – жидкое, р-р – растворенное, т – твердое, кр – кристаллическое. Например, гомогенная реакция конверсии метана или реакция растворения жидкого оксида хлора (IV) с образованием смеси хлоритной и хлоратной кислот:

CH4(г)+Н2О(г)  СО(г)+3H2(г),

Н2О(ж) + 2СlO2(ж)  HClO2(p-р) + HClO3(p-р);

гетерогенные реакции, при которых между веществами имеется поверхность раздела фаз, например:

2NO(г)+H2SO3(p-р)  N2O(г)+ H2SO4(p-р).

Рисунок 5.5 – Примеры реакций, протекающих при разных агрегатных состояниях веществ: а) гомогенная реакция между раствором щелочи (розовое окрашивание обусловлено добавлением фенолфталеина) и раствором соляной (хлоридной) кислоты KOH(р-р) + HCl(р-р) ? KCl(р-р) + H2O(ж); б) гетерогенная реакция HCl(р-р) + NH4ОН(р-р) ? NH4Cl?(пары) + H2O(ж));

в) гетерогенная реакция между двумя бесцветными растворами с образованием желтого осадка по схеме

CH3COO)2Pb(р-р)+ 2KI(р-р) ? 2CH3COOK(р-р) + PbI2?(т)

3. По тепловым эффектам различают такие термохимические реакции:

экзотермические реакции (рис. 5.6 а), при которых теплота выделяется. В уравнениях экзотермических реакций используют два символа: DH<0 и +Q. DH<0 обозначает, что содержание теплоты в реакционной системе уменьшается, а символ +Q показывает, что теплота окружающей среды увеличивается. Например:

,

+ Q,

2NaOH(р-р) + H2SO4(р-р)  Na2SO4(р-р) + 2H2O(ж) +Q;

эндотермические реакции (рис. 5.6 б), при которых теплота поглощается. Для записи уравнений эндотермических реакций используется символ DH>0 (теплота в реакционной системе увеличивается) или –Q (теплота в окружающей среде уменьшается). Например:

N2(г) + O2(г)  2NO(г) –Q;

           ;

           .

Рисунок 5.6 – Термохимические реакции:

а) экзотермическая реакция горения бутана: 2C4H10 + 13O2 ? 8CO2 + 10H2O +Q;

б) эндотермическая реакция аммиака со щавелевой кислотой 2NH3 + H2C2O4 ? (NH4)2C2O4 –Q

4. По признаку обратимости различают:

обратимые реакции, которые могут протекать в прямом и обратном направлениях. В уравнениях обратимых реакций вместо знака равенства (=) используют стрелки (? или ?), направленные в противоположные стороны:

.

Например, реакция

2Н2 + О2 « 2Н2О

при температуре 800–15000С идет в прямом направлении, а при 3000–40000С – в обратном. А для реакции

Н2 + І2 « 2НІ

Рисунок 5.7 – Обратимые реакции

при 300–4000С возможно одновременное протекание как в прямом, так и в обратном направлении (рис. 5.7);

необратимые реакции, которые протекают только в одном направлении до полного расходования одного из исходных веществ. В необратимых реакциях записывают знак равенства (=) или стрелку, направленную в сторону продуктов реакции (?, ?). Для необратимых реакций характерны следующие признаки:

а) образование в качестве продуктов реакции осадка или газа

2KClO3  2KCl + 3O2?,

BaCl2 + Na2SO4  BaSO4?+ 2NaCl;

b) образование малодиссоциирующих соединений (т.е. слабых электролитов, которые в растворе почти не распадаются на ионы: воды, слабой кислоты или слабого основания), например:

KOH + HBr  KBr + H2O,

NaNO2 + HCl  HNO2 + NaCl,

(NH4)2SO4 + 2NaOH  2NH4OH + Na2SO4;

с) изменения окрашивания, например, изменения желтого цвета раствора в оранжевый при протекании реакции

2Na2CrO4 + H2SO4  Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O;

d) выделение очень большого количества теплоты (горение, взрыв), например:

C3H8 + 5О2  3СО2+4H2О +Q.

5. По изменению валентных состояний атомов выделяют два основных типа реакций:

реакции невалентных превращений, при которых изменяется только состав веществ, а электронные оболочки атомов и степени окисления элементов не изменяются, например:

,

,

окислительно-восстановительные, при протекании которых изменяются степени окисления у атомов одного или нескольких элементов. Например:

,

Ключевые слова и термины

Русский

Украинские

Английский

Французский

Арабский

выделение

виділення

to evolve

se degager

???

гетерогенная

гетерогенна

heterogeneous

h?t?rog?ne

??? ?????????

гомогенная

гомогенна

homogeneous

homog?ne

??????

замещение

заміщення

replacement, displacement

replacement

????? ??????

классифицировать

класифікувати

to classify

classer

??? , ???

конечный

кінцевий

final

final

???? , ????

направление

напрямок

direction

direction, sens

????? , ???????

необратимая

незворотна

irreversible

irr?versible

??????? ?? ???? (?? ????)

обмен

обмін

exchange

exchange

??????

обратимость

оборотність

reversible

r?versiblit?

????? ???? ( ????

обратная

зворотна

backward

inverse

???? ????

окислительно-восстановительная реакция

окисно-відновна реакція

oxidation-reduction reaction

r?action

??????? ???????? ?????????

поверхность раздела

поверхня поділу

interface

intersurface, surface de s?paration

????? ??????

поглощение

поглинання

absorption

absorber

??????

признак

ознака

feature, indication

indice, signe

???? , ???? , ?????

протекание

перебіг

proceeding

process

evoluation

???? , ?????

протекание реакции

перебіг реакції

reaction route

evoluation de r?action

??? ??????? , ??? , ???

прямая

пряма

forward

ligne droit

?????? , ?????

различают

розрізняють

to differ

differer

????

разложение

розкладання

decomposition

decomposition

????

реагировать

реагувати

to react

reagir

?????? , ????

система

система

system

syst?me

????

соединение

сполучення

composition

composition

????

степень окисления

ступінь окиснення

oxidation state, oxidation number

number

d’oxydation

???? ??????? , ??? ???????

тепловой эффект

тепловий ефект

thermal effect

effect thermique

????? ?????

фаза

фаза

phase

phase

???????

экзотермическая

екзотермічна

exothermic

exothermiaue

???? ?????????

эндотермическая

ендотермічна

endothermic

endothermiaue

????? ?????????

Обратите внимание!

из чего получают что?

            Из двух веществ получают одно.

что разлагается на что?

            Вода разлагается на водород и кислород.

что замещает что?

            Zn замещает Н в кислоте.

что обменивается чем?

            Молекулы сложных веществ обмениваются составными частями.

Контрольные вопросы

Что называется химической реакцией?

Что называется химическим уравнением? Какие сведения оно содержит?

По каким признакам классифицируют химические реакции?

Дайте определение реакций: а) соединения; б) разложения; в) замещения; г) обмена.

Какие реакции называют экзотермическими?

Какие реакции называют эндотермическими?

Какие реакции называют обратимыми? Какой знак используют в уравнениях обратимых реакций?

Какие реакции называют необратимыми? Какой знак используют в уравнениях обратимых реакций?

На какие группы делят реакции по изменению степеней окисления атомов в исходных веществах?

Задания для самостоятельной работы

Выберите уравнение химической реакции соединения:

а) ; б) ;

в) ; г) .

Выберите уравнение химической реакции разложения:

а) ; б) ;

в)  г) .

Выберите уравнение химической реакции замещения:

; б) ;

в) ; г) .

Выберите уравнение химической реакции обмена:

; б) ;

в) ; г) .

Определите тип химической реакции по изменению числа и природы исходных и конечных веществ:

а) ; б) ; в) ;

г) ; д) ; е) ;

ё) ; ж) ; з) .

Определите, какие из приведенных реакций принадлежат к: а) экзотермическим;

б)  эндотермическим:

а) , ;     б) , ;

в) , .

Определите, какие из приведенных реакций принадлежат к окислительно-восстановительным:

а) ; б) ; в) ;

г) ; д) .



загрузка...