классификация химических реакций

Оглавление:Оглавление:

1.1. ВВЕДЕНИЕВВЕДЕНИЕ

3.3. КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ:КЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ:• По числу и составу реагирующих веществПо числу и составу реагирующих веществ• По изменению степеней окисления химических элементовПо изменению степеней окисления химических элементов• По участию катализатораПо участию катализатора• По агрегатному состоянию реагирующих веществПо агрегатному состоянию реагирующих веществ• По тепловому эффектуПо тепловому эффекту• По направлениюПо направлению

3. 3. НАИБОЛЕЕ ИНТЕРЕСНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ПРОВОДИМЫЕ В ШКОЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХНАИБОЛЕЕ ИНТЕРЕСНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ПРОВОДИМЫЕ В ШКОЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ

ВВВВЕЕДДЕЕННИИЕЕ

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

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

Признаки химических реакций:Признаки химических реакций:

4)4) Выделяется газВыделяется газ

5)5) Выпадет осадокВыпадет осадок

3) Происходит изменение окраски веществ3) Происходит изменение окраски веществ

7)7) Выделяется или поглощается тепло, светВыделяется или поглощается тепло, свет

Рассмотрим классификацию химических реакций по Рассмотрим классификацию химических реакций по различным признакам. различным признакам.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.1. По числу и составу реагирующих веществ:По числу и составу реагирующих веществ:

Реакции, идущие без изменения состава веществРеакции, идущие без изменения состава веществ В неорганической химии к таким реакциям можноВ неорганической химии к таким реакциям можно отнести процессы получения аллотропных модификацийотнести процессы получения аллотропных модификаций одного химического элемента, например:одного химического элемента, например:

С (графит) С (графит) <<==>> С (алмаз) С (алмаз)3О3О

22 (кислород) (кислород) <<==>> 2О 2О3 3 (озон)(озон)

Sn (Sn (белое оловобелое олово) ) <<==>> Sn ( Sn (серое оловосерое олово))S (S (ромбическаяромбическая)) <<==>> SS (пластическая) (пластическая)

Р (красный) Р (красный) <<==>> Р (белый) Р (белый)

КЛАССИФИКАЦИЯКЛАССИФИКАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ:РЕАКЦИЙ:


Аллотропия серы:Аллотропия серы:

S (S (ромбическаяромбическая)) <<==>> SS (пластическая) (пластическая)


ККллаассссииффииккаацциия я

ррееааккцциийй

Аллотропия фосфора:Аллотропия фосфора:

Р (красный) Р (красный) <<==>> Р (белый) Р (белый)


Реакции, идущие с изменением состава веществаРеакции, идущие с изменением состава вещества

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

В неорганической химии все многообразие реакцииВ неорганической химии все многообразие реакции

соединения можно рассмотреть на примере соединения можно рассмотреть на примере реакции полученияреакции получения

серной кислоты из серысерной кислоты из серы:: а) получение оксида серы(а) получение оксида серы(IVIV): ): S + OS + O2 2 →→ SO SO22 - из двух простых - из двух простых

веществ образуется одно сложное,веществ образуется одно сложное,

б) получение оксида серы(б) получение оксида серы(VIVI)):: 22SOSO2 2 + O+ O2 2 <=> 2SO<=> 2SO33 - - из из

простого и сложного веществ образуется одно сложное,простого и сложного веществ образуется одно сложное,

в) получение серной кислоты: в) получение серной кислоты: SOSO33 + H + H22O = HO = H22SOSO44 - - из двух из двух

сложных веществ образуется одно сложное.сложных веществ образуется одно сложное.




Реакция соединения кислотного оксида фосфора(Реакция соединения кислотного оксида фосфора(VV) с ) с водой:водой:

РР22 О О55 + + 3H3H22O = 2 HO = 2 H33POPO44




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

В неорганической химии все многообразие таких реакцийВ неорганической химии все многообразие таких реакцийможно рассмотреть на блоке реакций можно рассмотреть на блоке реакций получения кислородаполучения кислородалабораторными способами: лабораторными способами: а) разложение оксида ртути(а) разложение оксида ртути(IIII))::

2HgO 2HgO tt 2Hg + O 2Hg + O22 - из одного сложного вещества образуются - из одного сложного вещества образуются

два простых.два простых.б) разложение нитрата калия: б) разложение нитрата калия:

2KNO2KNO33 t t 2KNO2KNO22 + O+ O22 - из одного сложного вещества- из одного сложного вещества

образуются одно простое и одно сложное.образуются одно простое и одно сложное.в) разложение перманганата калия:в) разложение перманганата калия:

2KMnO2KMnO4 4 t t KK

22MnOMnO4 4 + MnO+ MnO2 2 + + OO22 - из одного сложного - из одного сложного веществавещества

образуются два сложных и одно простое.образуются два сложных и одно простое. ОГЛАВЛЕНИЕ



Разложение перманганата калия при нагревании:Разложение перманганата калия при нагревании:

Разгорание тлеющей лучины свидетельствует от том, что происходит Разгорание тлеющей лучины свидетельствует от том, что происходит выделение кислорода: выделение кислорода: 2KMnO2KMnO4 4

t t KK22MnOMnO4 4 + MnO+ MnO2 2 + + OO 22




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

В неорганической химии примером таких процессов можетВ неорганической химии примером таких процессов может

служить блок служить блок реакцийреакций, , характеризующих свойства металлов:характеризующих свойства металлов:а) взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов са) взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов с

водой:водой: 22Na + 2HNa + 2H22O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H22

Са + 2НСа + 2Н22О = Са(ОН)О = Са(ОН)22 + + HH22

бб)) взаимодействие металлов с кислотами в растворе: взаимодействие металлов с кислотами в растворе:

Zn + 2HCl = ZnClZn + 2HCl = ZnCl22 + H + H22

в) взаимодействие металлов с солями в растворе:в) взаимодействие металлов с солями в растворе:

Fe + Cu SOFe + Cu SO44= FeSO= FeSO44 + Cu + Cu

г) металлотермия:г) металлотермия:

2Al + Cr2Al + Cr22OO33 tt Al Al22OO33 + 2Cr + 2Cr




Взаимодействие щелочного металла натрия с водой:Взаимодействие щелочного металла натрия с водой:

22Na + 2HNa + 2H22O = 2NaOH + HO = 2NaOH + H22




Взаимодействие щелочного металла кальция с водой:Взаимодействие щелочного металла кальция с водой:

Са + 2НСа + 2Н22О = Са(ОН)О = Са(ОН)22 + + HH22




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

Эти реакции характеризуют свойства электролитов и вЭти реакции характеризуют свойства электролитов и в

растворах протекают порастворах протекают по правилу Бертолле, то есть только вправилу Бертолле, то есть только в

том случае, если в результате образуется осадок, газ илитом случае, если в результате образуется осадок, газ или

малодиссоциирующее веществомалодиссоциирующее вещество (например, Н (например, Н22О).О).

В неорганической это может быть блок реакций,В неорганической это может быть блок реакций,

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

NaOH + HNONaOH + HNO33 = NaNO = NaNO33 + H + H22 O O или в ионном виде: или в ионном виде: ОНОН-- + Н + Н

++ = Н = Н22ОО

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

2NH2NH44Cl + Ca(OH)Cl + Ca(OH)22 = CaCl = CaCl22 + 2NH + 2NH33 + 2 H + 2 H22OO

в) реакция между щелочью и солью, идущая с образованиемв) реакция между щелочью и солью, идущая с образованием

осадка: осадка: СиСиSOSO44 + 2KOH = Cu(OH) + 2KOH = Cu(OH)22 + K + K22SOSO44




Взаимодействие сульфата хрома(Взаимодействие сульфата хрома(IIIIII) с гидроксидом калия:) с гидроксидом калия:

CrCr22(SO(SO44))3 3 + 6KOH = 2Cr(OH)+ 6KOH = 2Cr(OH)3 3 + 3K+ 3K22SOSO44




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

вещества:вещества:Окислительно-восстановительные реакции:Окислительно-восстановительные реакции:

Окислительно-восстановительные реакцииОкислительно-восстановительные реакции – – реакции, идущиереакции, идущие

с изменением степеней окисления элементов.с изменением степеней окисления элементов. К ним относится множество реакций, в том числе все реакцииК ним относится множество реакций, в том числе все реакции

замещения, а также те реакции соединения и разложения, в которыхзамещения, а также те реакции соединения и разложения, в которыхучаствует хотя бы одно простое вещество: участвует хотя бы одно простое вещество: 0 0 +1 +2 0 0 0 +2 -2+1 +2 0 0 0 +2 -2

а) а) Mg + HMg + H22SOSO44 = MgSO = MgSO44 + H + H22 б) б) 2М2Мg + Og + O2 2 == 2MgO2MgO

0 +20 +2 0 +20 +2Mg – 2e¯ Mg – 2e¯ →→ Mg – Mg – окислениеокисление Mg – 2e¯ Mg – 2e¯ →→ Mg 2 – Mg 2 – окислениеокисление

+1 0 0 -2+1 0 0 -22Н + 2Н + 2e¯ 2e¯ →→ HH22 – восстановление– восстановление OO22 + 4e¯ + 4e¯ →→ 2O 1 2O 1 – –

восстановлениевосстановление




Окислительно-восстановительная реакция: Окислительно-восстановительная реакция: горение магниягорение магния

Сложные окислительно-восстановительные реакции составляются с помощью Сложные окислительно-восстановительные реакции составляются с помощью

метода электронного баланса метода электронного баланса


0 0 +2 -20 0 +2 -2

2М2Мg + Og + O2 2 == 2MgO2MgO



Не окислительно-восстановительные реакции:Не окислительно-восстановительные реакции:

К ним относятся все реакции ионного обмена, напримерК ним относятся все реакции ионного обмена, например::NaNa22COCO3 3 + 2HCl = 2NaCl + + 2HCl = 2NaCl + НН22СОСО33

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

только в разбавленных растворах, а в присутствии более сильных кислоттолько в разбавленных растворах, а в присутствии более сильных кислот

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

окончательное уравнение имеет вид:окончательное уравнение имеет вид:NaNa22COCO3 3 + 2HCl = 2NaCl + CO+ 2HCl = 2NaCl + CO22 + H + H22O,O,

многие реакциимногие реакции соединения :соединения :LiLi22O + HO + H22O = 2LiOHO = 2LiOH

а также многие реакции разложения:а также многие реакции разложения:

2Fe(OH)2Fe(OH)33 →→ t t Fe Fe 22OO3 3 + 3H+ 3H22OO

Не окислительно-восстановительные реакцииНе окислительно-восстановительные реакции – – реакции, иду- реакции, иду-

щие без изменения степеней окисления элементов.щие без изменения степеней окисления элементов.




33. . По участию катализатора:По участию катализатора:

Катализаторы – Катализаторы – это вещества, участвующие в химической реакции иэто вещества, участвующие в химической реакции и

изменяющие ее скорость или направление, но по окончании реакцииизменяющие ее скорость или направление, но по окончании реакции

остающиеся неизменными качественно и количественно.остающиеся неизменными качественно и количественно.

Некаталитические реакции: Некаталитические реакции: Некаталитические реакцииНекаталитические реакции - реакции, идущие без участия катализатора: - реакции, идущие без участия катализатора:

2HgO 2HgO tt 2Hg + O 2Hg + O22

2Al + 6HCl 2Al + 6HCl tt 2AlCl 2AlCl3 3 + 3H+ 3H22

Каталитические реакции:Каталитические реакции:Каталитические реакцииКаталитические реакции – реакции, идущие с участием катализатора: – реакции, идущие с участием катализатора:

HH22OO

4Al + 4Al + 33II2 2 2AlI 2AlI33

t,MnOt,MnO22

2KClO2KClO3 3 2KCl + 3O 2KCl + 3O22 P,tP,t

CO + NaOH CO + NaOH H-CO-ONa H-CO-ONa




Каталитическая реакция взаимодействия алюминия с Каталитическая реакция взаимодействия алюминия с йодом:йодом:

HH22OO

4Al + 4Al + 33II2 2 2AlI 2AlI33




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

Гетерогенные реакции:Гетерогенные реакции: Гетерогенные реакцииГетерогенные реакции – реакции, в которых реагирующие вещества реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях (в разных и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях (в разных фазах): фазах): FeO(FeO(тт)) + СО(г) + СО(г) Fe(Fe(тт)) + СО + СО22(г) + (г) + QQ

22Al(Al(тт)) + 3С + 3СuuССll22 ((р-рр-р)) = 3С = 3Сu(u(тт) + 2AlCl) + 2AlCl33 ( (р-рр-р))

CaCCaC22((тт) + 2H) + 2H22OO(ж)(ж) = C = C22HH22 ++ Ca(OH) Ca(OH)22((р-рр-р))

Гомогенные реакции:Гомогенные реакции: Гомогенные реакцииГомогенные реакции – реакции, в которых реагирующие вещества и – реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в одном агрегатном состоянии (в одной продукты реакции находятся в одном агрегатном состоянии (в одной фазе): фазе): 2С2С22НН66(г) + 7О(г) + 7О22(г) (г) 4СО 4СО22(г) + 6Н(г) + 6Н22О(г)О(г)

2 2 SOSO22((гг) + O) + O22((гг) = 2SO) = 2SO33((гг) +Q) +Q

HH22((гг) + F) + F22((гг) = 2HF() = 2HF(гг))




5. 5. По тепловому эффекту:По тепловому эффекту:

Экзотермические реакции:Экзотермические реакции: Экзотермические реакции – Экзотермические реакции – реакции, протекающие с выделениемреакции, протекающие с выделениемэнергии во внешнюю среду. К ним относятся почти все реакцииэнергии во внешнюю среду. К ним относятся почти все реакциисоединения. Экзотермические реакции, которые протекают с выделениемсоединения. Экзотермические реакции, которые протекают с выделениемсвета, относят к света, относят к реакциям горенияреакциям горения, например:, например:

4Р + 5О4Р + 5О22 = 2Р = 2Р22ОО55 + + Q Q




Эндотермические реакции:Эндотермические реакции:

Эндотермические реакции – Эндотермические реакции – реакции, протекающие с поглощениемреакции, протекающие с поглощением

энергии во внешнюю среду. К ним относятся почти все реакцииэнергии во внешнюю среду. К ним относятся почти все реакции

разложения, например: разложения, например:

Обжиг известняка:Обжиг известняка: СаСОСаСО33 t t CaO + COCaO + CO22 - Q - Q

Количество выделенной или поглощенной в результате реакцииКоличество выделенной или поглощенной в результате реакции

энергии называют энергии называют тепловым эффектом реакциитепловым эффектом реакции, а уравнение химической, а уравнение химической

реакции с указанием этого эффекта называют реакции с указанием этого эффекта называют термохимическимтермохимическим

уравнениемуравнением, например:, например:HH22((гг)+ Cl)+ Cl22((гг) = 2HCl() = 2HCl(гг) + 92.3 ) + 92.3 кДжкДж

NN22((гг) + O) + O22((гг) = 2NO – 90.4 ) = 2NO – 90.4 кДжкДж




6. 6. По направлению:По направлению:

Необратимые реакции:Необратимые реакции: Необратимые реакцииНеобратимые реакции протекают в данных условиях только в одном протекают в данных условиях только в одномнаправлении. К таким реакциям можно отнести все реакции обмена,направлении. К таким реакциям можно отнести все реакции обмена,сопровождающиеся образованием осадка, газа или малодиссоциирующегосопровождающиеся образованием осадка, газа или малодиссоциирующеговещества (воды) и все реакции горения:вещества (воды) и все реакции горения:

Горение порохаГорение пороха




Обратимые реакции:Обратимые реакции:

Обратимые реакцииОбратимые реакции в данных условиях протекают одновременно в в данных условиях протекают одновременно в

двух противоположных направлениях. Таких реакций подавляющеедвух противоположных направлениях. Таких реакций подавляющее

большинство. Например: большинство. Например: 22SOSO2 2 + O+ O2 2 <=> 2SO<=> 2SO33

NN22 +3H +3H22 <=> 2NH<=> 2NH33




3. НАИБОЛЕЕ ИНТЕРЕСНЫЕ 3. НАИБОЛЕЕ ИНТЕРЕСНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ПРОВОДИМЫЕ В ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ, ПРОВОДИМЫЕ В

ШКОЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХШКОЛЬНЫХ ЛАБОРАТОРИЯХ Наиболее интересными реакциями, проводимыми в школьныхНаиболее интересными реакциями, проводимыми в школьныхлабораториях являются реакции горения. Вот некоторые из них:лабораториях являются реакции горения. Вот некоторые из них:

Горение кальция на воздухе Горение кальция на воздухе Горение лития Горение лития

Также достаточно интересными являются реакции:Также достаточно интересными являются реакции:взаимодействия бумаги с серной кислотойвзаимодействия бумаги с серной кислотой

взаимодействия фосфора с азотной кислотойвзаимодействия фосфора с азотной кислотойвзаимодействие сахара с концентрированной серной кислотойвзаимодействие сахара с концентрированной серной кислотой


Реакция горения кальция на воздухе:Реакция горения кальция на воздухе:

Реакции горения протекают Реакции горения протекают очень бурноочень бурно


ИИннттеерреесснныые е

ррееааккццииии

Реакция горения лития:Реакция горения лития:


Реакция взаимодействия бумаги с серной кислотой :Реакция взаимодействия бумаги с серной кислотой :


ИИннттеерреесснныые е ррееааккццииии

Реакция взаимодействия фосфора с азотной кислотой:Реакция взаимодействия фосфора с азотной кислотой:




Реакция взаимодействия сахара с концентрированной Реакция взаимодействия сахара с концентрированной серной кислотойсерной кислотой




Documents

классификация химических реакций