Химические реакции и их классификация

Химические реакции – это химические взаимодействия веществ. Изображение реакций при помощи химических формул и математических знаков называется химическим уравнением. При химических реакциях из атомов вступивших в реакцию веществ образуются новые вещества, и число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения должно быть одинаковым (закон сохранения массы веществ).

Например, составим уравнение реакции растворения гидроксида алюминия в серной кислоте. Схема реакции:

Al(ОН)3+ H2SO4 → Al2 (SO4)3 + H2O

Подбор коэффициентов обычно начинается с формулы вещества, содержащее наибольшее число атомов, независимо от того, где находится формула – справа или слева от знака равенства.

Уравниваем число атомов алюминия:

2Al(ОН)3+ H2SO4 → Al2 (SO4)3 + H2O

Уравниваем число атомов серы:

2Al(ОН)3+ 3H2SO4 → Al2 (SO4)3 + H2O

Уравниваем число атомов водорода и заменяем стрелку знаком равенства:

2Al(ОН)3+ 3H2SO4 = Al2 (SO4)3 + 6H2O

Уравнение реакции по стадиям записано для того, чтобы показать последовательность в подборе коэффициентов. На практике записывают только одну схему, которую путём подбора коэффициентов превращают в уравнение.

Химические реакции можно условно классифицировать по разным признакам.

1. По числу веществ вступающих в реакцию и получающихся в результате реакции :

- Реакции разложения (из одного вещества получается несколько новых веществ):

t t

CaCO3 → СаО + CO2↑ ; Ca(HCO3) 2 → CaCO3 +CO2 + H2O

- Реакции соединения (из нескольких веществ получается одно новое вещество):

t

H2O + SO3 = H2SO4; 2 Cu + O2→ 2CuO

- Реакции обмена (два сложных вещества обмениваются своими составными частями):

BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4↓+ 2 NaCl

Ba2+ + 2 Cl- + 2Na+ + SO42-→ BaSO4↓+ 2Na+ + 2Cl-

Ba2+ + SO42-→ BaSO4

При написании ионных реакций обмена слабые электролиты малорастворимые и растворимые, а также газообразные вещества пишутся в недиссоциированном виде(в виде молекул).

- Реакции замещения (атомы, составляющие простое вещество, замещают атомы одного из элементов сложного вещества):

Fe + CuSO4 →Fe SO4 + Cu

Fe + Cu2+→ Cu + Fe2+

2. По изменению степеней окисления :

- Окислительно – восстановительные реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов:

Cl2 + NaОН → NaCl + NaClО + H2O

- Не окислительно – восстановительные реакции, протекающие без изменения степени окисления элементов:

NaОН + HCl → NaCl + H2O

Na++ ОН- + Н+ + Cl-→ Na++ Cl- + H2O

ОН- + Н+→ H2O

3. По тепловому эффекту:

- Экзотермические реакции, протекающие с выделением теплоты (+Q)

Fe2O3 + Al → Al 2O3 + 2 Fe (+Q)

- Эндотермические реакции, протекающие с поглощением тепла (-Q)

N2 + O2→ 2 NO (-Q)

4. По направлению протекания процесса:

- Необратимые реакции, которые протекают только в прямом направлении:

Ag NO3 + NaCl → AgCl ↓ + NaNO3

Ag++ NO3- + Na+ + Cl- → AgCl ↓ + Na+ + NO3-

Ag++ Cl- → AgCl ↓

- Обратимые реакции, которые протекают одновременно в прямом и обратном направлениях:

CO2 + H2O↔ H2 CO3

5. По агрегатному состоянию:

- Гетерогенные (участвуют вещества в разном агрегатном состоянии):

4 FeS + 11 O2 → 2Fe2O3 + 8 SO2

- Гомогенные (участвуют вещества в одинаковом агрегатном состоянии):

2CO+ O2→ 2 CO2

6. По наличию катализатора:

- Каталитические реакции протекает в присутствии катализаторов:

Fe2O3

2 SO2 + O2→ 2 SO3

- Некаталитические реакции протекает без присутствия катализаторов:

H2O + SO3 → H2SO4

Вопросы и задачи для самостоятельной работы

1) Дайте химические названия оксидов: B2O3, K2O, CrO, CrO3, WO3, Cu2O, Pb2O, NiO,CO, Ag2O;

2) Сравните химические свойства оксидов: а) CO2 и SO3; б) Na2O и MgO; в) FeO и Fe2O3. Ответ подтвердите составлением соответствующих уравнений реакций.

3) С какими из указанных веществ будет реагировать серная кислота? Ca(OH)2, CO2, K2O, BaCl2, Cu(NO3)2, H3PO4, Fe2O3.

4) Напишите реакции получения NаOH, Ba(OH)2, исходя: 1) из металлов натрия и бария; 2) из их оксидов.

5) Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) BaO → BaCl2 → Ba(NO3)2→ BaSO4.

б) Fe→ Fe2O3 → FeCl3→ Fe(NO3)2→ Fe(OH)3→ Fe2O3

в) Cu→ CuO→ CuSO4→ Cu(OH)2→ CuCl2→ Cu

г) K→ KOH→ KHS→ K2S → FeS

K2CuO2

∕ CaO → CaCl2

д) Ca

\ Ca(OH)2→ Ca(NO3)2

6. Какие типы химических реакции вам известны? Приведите примеры.

7. Какая реакция: соединения, разложения, замещения или обмена происходит при образовании воды а) в результате взаимодействия горения водорода на воздухе, б) в результате взаимодействия водорода с оксидом меди (II), в) в результате нагревания гидроксида железа (III), г) при взаимодействии гидрокарбоната калия с гидроксидом калия.

8. Закончите уравнения реакций, расставьте коэффициенты и назовите, к какому типу относятся данные уравнения реакций, запишите их в ионном виде.

t

Сг(ОН)3 → Cu(NO3)2 + Na2S →

Cu + Ag NO3 → SiO2 + NaOH →

Pb (NO3) 2 + KY → P2O5 + H2O →

Сг(ОН)3 + NaОН → CaSO4 + Na2CO3

Na2S + НCl → Ca(HCO3)2 + CaOH →

FeCl3 + NaОН → CO2 + NaOH →

H2SO4 + NaОН → SO2 + LiOH →

9.Закончите уравнения реакций:

CO2 + NaОН →

P2O5 + NaОН→

СаО + CO2

10. Определить виды солей и дать им названия:Na3PO4 , NaНPO4 FeCl3, Na2НPO4 , FeОНCl2 ,Na2CO3, FeОНNO3, NaНCO3 , (CuOH)2CO3, Na2S, NiSO4 , NaНS , Сг2S3

11. Написать формулы солей:

сульфат калия, гидросульфат натрия, силикат натрия, хлорид цинка, гидроксохлорид цинка, гидроксокарбонат магния, сульфат алюминия, гидроксосульфат алюминия.

Список использованной литературы

1. Химия: Учебник /А.А. Гуров, Ф.З.Бадаев, Л.П.Овчаренко, В.Н.Шаповал. – 2-е изд.стереотип. – М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2004. – 784 с.

2. Л.Полинг, П.Полинг. Химия/ под ред. М.А.Карапетьянц - М. Мир, 1978. – 683 с.

3. И.С.Шабловская, А.М.Сергеева, О.Ю.Костоусова. Методические указания к изучению темы “Классы неорганических соединений”. – М.: Изд-во МГУПП, 1999. – 30 с.

Приложения

Названия несовпадающих русских и латинских корней элементов:

Ag Серебро Аргент- N Азот Нитр-

As Мышьяк Арс-. арсен- Ni Никель Никол –

Au Золото Аур- О Кислород Окс-. оксиген-

С Углерод Карб-, карбон- Pb Свинец Плюмб-

Сu Медь Купр- S Сера Сульф-, тио-

Fe Железо Ферр- Sb Сурьма Стиб-

Н Водород Гидр-, гидроген- Si Кремний Сил-, силиц-, силик-

Hg Ртуть Меркур- Sn Олово Стан-

Mn Марганец Манган-

Таблица элементов с постоянной и переменной валентностью

Валентность Элементы Примеры формул кислородных соединений
Элементы с постоянной валентностью I H,Li,Na,K,Rb,Cs,F H2O,Li2O,K2O,HF II O,Be,Mg,Ca,Ba,Sr,Zn MgO,ZnO III Al,B Al 2O3  
Элементы с переменной валентностью I II Cu Cu2O, CuO II III Fe, Co, Ni FeO, Fe2O3 II IV Sn, Pb SnO, SnO2 III V P, Sb, Be PH3, P2O5 II III IV Сr СrO,Сr2O3,СrO3 II IV VI S H2S, SO2, SO3 II III IV VI VI Mn MnO Mn2O3 MnO2 MnO3 Mn2O7  

Названия некоторых неорганических кислот и их солей

Кислоты Соли
HF Фтороводородная (плавиковая) Фториды
HCl Хлороводородная (соляная) Хлориды
HBr Бромоводородная Бромиды
HI Иодоводородная Иодиды
H2S Сероводородная Сульфиды
H2SO4 Серная Сульфаты
H2SO3 Сернистая Сульфиты
HNO3 Азотная Нитраты
HNO2 Азотистая Нитриты
HPO3 Метафосфорная Метафосфаты
H3PO4 Ортофосфорная Ортофосфаты
H2CO3 Угольная Карбонаты
H2SiO3 Кремниевая Силикаты
H2СrO4 Хромовая Хроматы
H2Сr2O7 Дихромовая Дихроматы
HСlO4 Хлорная Перхлораты
HMnO4 Марганцовая Перманганаты
CH3COOH Уксусная Ацетаты
H3BO3 Борная Бораты
HCN Циановодородная Цианид
H2B4O7 Четырёхборная Тетраборат
HClO2 Хлористая Хлорит
HClO3 Хлорноватая Хлорат
HOCl Хлорноватистая Гипохлорит
H2 MnO4 Марганцовистая Манганат
H3PO3 Фосфористая Фосфит
         

Вопросы и задачи для защиты

1) Дайте химические названия оксидов: B2O3, K2O, CrO, CrO3, WO3, Cu2O, Pb2O, NiO,CO, Ag2O;

2) Сравните химические свойства оксидов: а) CO2 и SO3; б) Na2O и MgO; в) FeO и Fe2O3. Ответ подтвердите составлением соответствующих уравнений реакций.

3) С какими из указанных веществ будет реагировать серная кислота? Ca(OH)2, CO2, K2O, BaCl2, Cu(NO3)2, H3PO4, Fe2O3.

4) Напишите реакции получения NаOH, Ba(OH)2, исходя: 1) из металлов натрия и бария; 2) из их оксидов.

5) Составьте уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

а) BaO → BaCl2 → Ba(NO3)2→ BaSO4.

б) Fe→ Fe2O3 → FeCl3→ Fe(NO3)2→ Fe(OH)3→ Fe2O3

в) Cu→ CuO→ CuSO4→ Cu(OH)2→ CuCl2→ Cu

г) K→ KOH→ KHS→ K2S → FeS

K2CuO2

∕ CaO → CaCl2

д) Ca

\ Ca(OH)2→ Ca(NO3)2

6). Какая реакция: соединения, разложения, замещения или обмена происходит при образовании воды а) в результате взаимодействия горения водорода на воздухе, б) в результате взаимодействия водорода с оксидом меди (II), в) в результате нагревания гидроксида железа (III), г) при взаимодействии гидрокарбоната калия с гидроксидом калия.

7).Закончите уравнения реакций:

CO2 + NaОН →

P2O5 + NaОН→

СаО + CO2

8). Определить виды солей и дать им названия:Na3PO4 , NaНPO4 FeCl3, Na2НPO4 , FeОНCl2 ,Na2CO3, FeОНNO3, NaНCO3 , (CuOH)2CO3, Na2S, NiSO4 , NaНS , Сг2S3

9). Написать формулы солей: сульфат калия, гидросульфат натрия, силикат натрия, хлорид цинка, гидроксохлорид цинка, гидроксокарбонат магния, сульфат алюминия, гидроксосульфат алюминия.

10). Какие соединения называются кислотами? Привести примеры бескислородных и кислородных кислот. Дать химические названия следующим кислотам:

11). Какие неорганические соединения относятся к классу оснований? Указать. какие из указанных оснований являются растворимыми. а какие – нерастворимые в воде:

Наши рекомендации