Химия - Новый полный справочник для подготовки к ОГЭ - 2018 год
Классификация химических реакций по различным признакам: числу и составу исходных и полученных веществ, изменению степеней окисления химических элементов, поглощению и выделению энергии
Между известными на сегодня 15 миллионами веществ возможны миллиарды самых различных химических реакций. Для того чтобы только записать все возможные уравнения реакций, не хватит человеческой жизни. А уж запомнить их невозможно даже современному компьютеру. С целью первоначального изучения химии полезно классифицировать эти всевозможные процессы. Огромное число химических реакций может быть разбито на несколько типов, которым присущи вполне определенные признаки.
В качестве классификационных признаков могут быть выбраны следующие:
1. Число и состав исходных веществ и продуктов реакции.
2. Изменение степеней окисления химических элементов в ходе реакции.
3. Знак теплового эффекта реакции.
Рассмотрим более подробно каждый из типов реакций.
Классификация по числу и составу реагентов и конечных веществ
Реакции соединения. В ходе реакций соединения из нескольких более простых по составу реагирующих веществ получается одно, более сложное по составу, вещество:
А + В + С = D.
Как правило, эти реакции сопровождаются выделением теплоты, т.е. приводят к образованию более устойчивых соединений.
Реакции соединения простых веществ всегда носят окислительно-восстановительный характер. Реакции соединения, протекающие между сложными веществами, могут происходить как без изменения степеней окисления, например:
так и с изменением степеней окисления:
2SO2 + O2 = 2SO3.
Реакции присоединения протекают и с участием органических соединений, например — реакции гидратации и гидрирования:
Реакции разложения. В ходе реакций разложения из одного более сложного по составу вещества образуются несколько более простых по составу соединений:
А = В + С + D.
Продуктами разложения сложного вещества могут быть как простые, так и сложные вещества, например:
Из реакций разложения, протекающих без изменения степеней окисления, отметим разложение кристаллогидратов, гидроксидов, кислородсодержащих кислот и некоторых солей:
К реакциям разложения, происходящим с изменением степеней окисления, относится разложение оксидов, кислот и солей, образованных элементами в высших степенях окисления, например:
Реакции разложения существуют и в органической химии, среди них, например, реакции крекинга:
или дегидрирования:
Реакции замещения. Реакцией замещения называют взаимодействие простого вещества и сложного, в ходе которого атомы простого вещества замещают один из элементов, входящих в состав сложного вещества. Примеры таких реакций приведены ниже:
В органической химии реакции замещения имеют свою специфику, с которой вы познакомитесь в старших классах. Так, к реакциям замещения относится хлорирование метана:
Практически все реакции замещения сопровождаются изменением степеней окисления элементов, т.е. являются окислительно-восстановительными.
Реакции обмена. Реакциями обмена принято называть реакции между двумя сложными веществами, в ходе которых сложные вещества обмениваются между собой своими составными частями:
АВ + CD = AD + ВС.
В отличие от реакций замещения, реакции обмена протекают без изменения степеней окисления элементов. Это наиболее распространенная группа реакций между сложными веществами — оксидами, основаниями, кислотами и солями, например:
Частный случай реакций обмена — хорошо вам известная реакция нейтрализации:
HNO3 + NaOH = NaNO3 + Н2O
Классификация реакций по изменению степеней окисления химических элементов
В ходе химических реакций элементы могут как не изменять степени окисления, например:
так и изменять их:
Реакции, протекающие с изменением степеней окисления, называют окислительно-восстановительными. Окислительно-восстановительные реакции чрезвычайно распространены как в живой природе, так и в промышленной химии. Выплавка и очистка металлов, фотографические процессы, реакция фотосинтеза, получение аммиака и неорганических кислот, производство медикаментов и строительных материалов, реакции горения, дыхания — вот далеко не полный список окислительно-восстановительных процессов, с которыми сталкивается человечество. Ниже мы ещё раз вернёмся к окислительно-восстановительным свойствам неорганических соединений.
Классификация реакций по тепловому эффекту
В зависимости от теплового эффекта химические реакции подразделяются на экзотермические и эндотермические. Экзотермическими называют реакции, протекающие с выделением энергии, например:
2Mg + O2 = 2MgO + Q
Примерами многочисленных экзотермических реакций являются: горение веществ на воздухе или в кислороде, взаимодействие металлов и неметаллов с галогенами, реакции нейтрализации, взаимодействие щелочных металлов с водой, взаимодействие активных металлов с кислотами и т. д.
Реакции, сопровождающиеся поглощением энергии, называют эндотермическими:
CaCO3 = СаО + СO2 —Q
Как правило, реакции разложения протекают с поглощением энергии, а присоединения — с выделением энергии. Но и здесь есть свои исключения. Так, реакция взаимодействия азота и кислорода (реакция соединения) является эндотермической, а разложение перманганатов или хлоратов — реакции экзотермические:
Кроме рассмотренных признаков, химические реакции можно классифицировать:
— по признаку обратимости (обратимые и необратимые химические процессы),
— по фазовым признакам (газовые, в растворе, твёрдофазные, гомогенные, гетерогенные),
— по необходимости использовать катализатор (каталитические и некаталитические) и по ряду других признаков.
Задания
Часть 1
К каждому из заданий части 1 даны 4 варианта ответа, из которых только один правильный.
1. Реакция, протекающая по уравнению
относится к реакциям
1) обмена
2) соединения
3) замещения
4) разложения
2. Какому типу соответствует реакция, протекающая по уравнению
1) обмена
2) соединения
3) разложения
4) замещения
3. Какое из приведенных уравнений соответствует реакции нейтрализации?
4. Окисление аммиака:
является реакцией
1) каталитической, эндотермической
2) каталитической, экзотермической
3) некаталитической, экзотермической
4) некаталитической, эндотермической
5. Взаимодействие водорода с хлором относится к реакциям
1) разложения, эндотермическим
2) обмена, экзотермическим
3) соединения, эндотермическим
4) соединения, экзотермическим
6. Взаимодействие кальция и соляной кислоты относится к реакциям
1) соединения, экзотермическим
2) замещения, экзотермическим
3) обмена, экзотермическим
4) замещения, эндотермическим
7. К практически необратимым реакциям относится взаимодействие между
1) N2 И Н2
2) SO2 и O2
3) С и O2
4) Н2 и S
8. Какая из перечисленных реакций является окислительно-восстановительной?
9. Реакция, уравнение которой
относится к реакциям
1) разложения
2) соединени.
3) замещения
4) обмена
10. Реакция, уравнение которой
относится к реакциям
1) разложения
2) соединения
3) замещения
4) обмена
11. К реакциям ионного обмена относится реакция, уравнение которой
12. К окислительно-восстановительным реакциям относится реакция, уравнение которой
13. Взаимодействие гидроксида кальция с соляной кислотой относится к реакциям
1) соединения
2) обмена
3) разложения
4) замещения
14. Взаимодействие цинка с соляной кислотой относится к реакциям
1) замещения
2) соединения
3) разложения
4) обмена
15. Окисление сероводорода
является реакцией
1) окислительно-восстановительной, некаталитической, экзотермической
2) окислительно-восстановительной, каталитической, эндотермической
3) замещения, некаталитической, эндотермической
4) обмена, некаталитической, экзотермической
16. Серная кислота в растворе вступает в реакцию замещения с
1) железом
2) гидроксидом цинка
3) нитратом бария
4) оксидом меди(II)
17. Реакции нейтрализации соответствует уравнение:
18. Гидроксид калия вступает в реакцию нейтрализации с
1) оксидом серы(VI)
2) сульфатом меди(II)
3) азотной кислотой
4) хлоридом железа(III)