Тема №30 «Характерные химические свойства углеводородов. Механизмы реакций.»

Оглавление

1. Типы химических реакций в органической химии
2. Реакции замещения
3. Реакции присоединения
4. Типы реакционноспособных частиц в органической химии
5. Основные механизмы протекания реакций
6. Правило В. В. Марковникова
7. Шпаргалка
8. Задания для самопроверки

Типы химических реакций в органической химии

Реакции органических веществ можно формально разделить на четыре основных типа: замещения, при­соединения, отщепления (эли­минирования) и перегруппировки (изомеризации).

Оче­видно, что все многообразие реакций органических соеди­нений невозможно свести к предложенной классифика­ции (например, реакции горе­ния). Однако такая классификация поможет устано­вить аналогии с уже знакомыми вам реакциями, протекающими между неорганическими веществами.

Как правило, основное органическое соедине­ние, участвующее в реакции, называют субстратом, а другой компонент реакции условно рассматрива­ют как реагент.

www.chem-mind.com

Классификация химических реакций. 11-й класс

На первом уроке составляем таблицу по двум параграфам. В конце урока- тренировочный тест, при выполнении которого ученикам разрешено пользоваться таблицей. На втором уроке - закрепление: решение задач, выполнение тестовых заданий и т.д.

Таблица «Типы химических реакций»

При заполнении таблицы следует сразу обговорить с учениками некоторые правила заполнения:

1) при записи определения типа химической реакции будем опускать следующие слова «это такие реакции, которые или в результате которых»;

2) при рассмотрении реакций органической химии будем писать «в органической химии:»

Тип реакции	Определение		Пример
Реакции, идущие без изменения состава веществ
1. Процессы превращения различных аллотропных модификаций одного химического элемента (явление аллотропии)	Способность атомов одного химического элемента образовывать несколько простых веществ.		to Ркр. = Рбел.,         to Sмн. ->Sпл.
2. Реакции изомеризации	Реакции взаимопревращения изомеров.		н-гептан -> 2,2,3-метилбутан
Реакции, идущие с изменением состава веществ
3.Реакции соединения	Из двух или более простых или сложных веществ, получается одно сложное вещество. (В органической химии: реакции галогенирования, гидрогалогени-рования, гидратации, гидрирования, полимеризации)	СаО + СО2 = СаСО3 2Н2 + О2 = 2Н2О кат. СН2=СН2 + Н2 -> СН3-СН3 СН2=СН2 + Cl2 -> СН2Cl-СН2Cl СН2=СН2 + НCl -> СН3-СН2Cl СН2=СН2 + Н2O -> СН3-СН2-OH n(СН2=СН2) -> (-СН2-СН2-) n
4. Реакции разложения	Из одного сложного вещества получается два или более простых или сложных веществ. (В органической химии: реакции дегидратации, дегидрирования, дегалогенирования и дегидрогалогенирования.)	2КMnO4 = K2MnO4 + MnO 2 + O2 2H2O = 2H2 + O2 СН3-СН2Cl -> СН2=СН2 + НCl
5. Реакции замещения	Атомы простого вещества замещают атомы одного из химических элементов в сложном веществе.	Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2
6. Реакции обмена	Сложные вещества обмениваются своими составными частями. (В органической химии - реакция этерификации)	1) NaOH + HCl = NaCl + H2O — реакция нейтрализации 2) BaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + BaSO4v HCOOH+CH3OH > HCOOCH3+H2O
Реакции, идущие с выделением или поглощением тепла
7.Экзотермические реакции	Идут с выделением тепла.	S + O2 = SO2 +Q
8.Эндотермические реакции	Идут с поглощением тепла.	N2 + O2 = 2NO — Q
Реакции, идущие в присутствии или отсутствии катализатора
9. Каталитические	Протекают с участием катализатора.	MnO2 2H2O2 = 2H2O + O2
10. Некаталитические	Протекают без участия катализатора.	2Ca + O2 = 2CaO
Реакции, идущие с изменением степени окисления
11.Окислительно-восстановительные	Происходит изменение степеней окисления атомов химических элементов или ионов, образующих реагирующие вещества.	Zn0 + 2H+Cl = Zn+2Cl2 + H02
Обратимость химических реакций
12. Обратимые реакции	Протекают в двух противоположных направлениях — прямом и обратном. (В органической химии: реакция этерификации, гидролиз жиров.)		СаО + СО2 <-> СаСО3 HCOOH+CH3 OH <->- HCOOCH3+H2O
13.Необраимые реакции	Протекают только в одном направлении.		СaCO3 + 2HCl = CaCl2+H2O + CO2^

Тест «Типы химических реакций»

1. Взаимодействие оксида серы (IV) с кислородом относится к реакциям

1) соединения, экзотермическим

2) замещения, экзотермическим

3) обмена, эндотермическим

4) соединения, эндотермическим.

2.Взаимодействие метановой кислоты с этанолом относится к реакциям

1) гидрирования

2) присоединения

3) этерификации

4) гидратации.

3. Взаимодействие водорода с азотом относится к реакциям

1) соединения, каталитическим

2) обмена, каталитическим

3) разложения, некаталитическим

4) замещения, некаталитическим.

4. Взаимодействие цинка с соляной кислотой относится к реакциям

1) разложения

2) ионного обмена

3) замещения

4) соединения.

5. Реакция спиртового брожения глюкозы относится к реакциям

1) обмена

2) замещения

3) соединения

4) разложения.

6. Гидратация этилена и ацетилена — это реакции

1) соединения

2) разложения

3) ионного обмена

4) замещения.

7. Дегидрирование бутана — это реакция

1) соединения

2) разложения

3) ионного обмена

4) замещения.

8. Взаимодействие гидроксида натрия с раствором сульфата меди относится к реакциям

1) соединения

2) разложения

3) ионного обмена

4) замещения.

9. Взаимодействие гидроксида натрия с серной кислотой относится к реакциям

1) соединения

2) разложения

3) ионного обмена

4) замещения.

Литература

1. О.С. Габриелян. Химия. 11 класс. Базовый уровень. М.: Дрофа, 2006. — 218, [6] с.: ил.

2. А.С.Корощенко, М.Г.Снастина. ЕГЭ — 2008: Химия: реальные задания. М.: АСТ: Астрель, 2008. — 126, [2] с.

3. Ю.Н.Медведев. Химия. ЕГЭ 2011. Типовые тестовые задания. М.: Издательство «Экзамен», 2011.- 159, [1]с.

urok.1sept.ru

9. Классификация органических реакций.

Определение: Химическая реакция это процесс изменения химического строения молекулы под воздействием внешних факторов, в частности других молекул.

Определение: Исходные вещества, которые вступают в реакцию  называются реагентами. Вещества, образующиеся в результате реакции  называются продуктами.

Реагент, состав и строение которого изменяются в ходе реакции, называется субстратом. Реагент, который вызывает изменения в составе и строении субстрата называется атакующий реагент.

Органические реакции классифицируются:

по типу превращения субстрата;

по типу активирования.

по типу разрыва связи.

Классификация по типу превращения субстрата.

1. Реакции замещения, в ходе которой атом водорода или какая-то функциональная группа замещается на какую либо другую функциональную группу или атом водорода. В ходе реакции замещения гибридизация атома, являющегося реакционным центром, не меняется. Реакции замещения обозначаются латинской буквой «S» от английского словаsubstiution-замещение. Реакция замещения может быть представлена схемой:

R-X + Y  R-Y + X

2. Реакции присоединения, в ходе которой атакующий реагент присоединяется по кратной связи молекулы субстрата. В ходе реакции присоединения гибридизация атома, являющегося реакционным центром, возрастает sр переходит в sр² или sр³, sр² переходит в sр³.Реакции присоединения обозначаются латинским символом «Ad» от английского словаaddition- присоединение. Примером реакции присоединения может быть присоединение бромистого водорода к этилену:

CH₂=CH₂ + HBr  CH₃-CH₂Br

3. Реакции элиминирования, в ходе которой от молекулы субстрата отщепляется молекула или частица. В ходе реакции элиминирования гибридизация атома, являющегося реакционным центром, понижается sр³переходит в sр² или sр, sр² переходит в sр.Реакции элиминирования обозначаются латинским символом «Е» от английского словаelimination- отщепление. Примером реакции элиминирования может быть дегидратация этилового спирта в присутствии серной кислоты:

CH₃ -CH₂ОНCH₂=CH₂+ Н₂О

Перегруппировка это реакция, в ходе которой в ходе которой структура субстрата изменяется с образованием продукта изомерного исходному. При этом не изменяется молекулярная формула и не изменяется гибридизация.

Классификация по типу активирования.

По типу активирования различают:

Термические, это реакции которые ускоряются с ростом температуры. Их обозначают значком «t⁰».

Каталитические – это реакции, протекание которых требует присутствия катализатора.

Фотохимические реакции – это реакции, протекание которых возможно при облучении светом или ультрафиолетовым излучением. Реакции обозначаются символом «hν».

Символы активирования характеризуют условия протекания реакций и ставятся над стрелкой в уравнении реакции.

Классификация по типу разрыва связей.

По типу разрыва связей различают:

Радикальные – это реакции, ход которых связан с гомолитическим разрывом связей в молекулах реагентов. Пара электронов, образовывавших разорванную связь, распределяется между двумя нейтральными (не несущими электрического заряда) частицами – радикалами. Гомолитический разрыв химической связи можно представить схемой:

R: X  R + Y

Ионные реакции – это реакции, ход которых связан с гетеролитическим разрывом связей в молекулах реагентов. В результате гетеролитического разрыва образуются две электрически заряженные частицы. Частица несущая положительный заряд называется электрофилом (любит электричество). Частица, несущая отрицательный заряд называется нуклеофилом (любит ядро).

R: X  R⁺ + Y^—; R : X  R^— + Y⁺

электрофил нуклеофил нуклеофил электрофил

Заряженную частицу, имеющую вакантную р-орбиталь на атоме углерода и несущую положительный заряд — называют карбкатиономилиионом карбония.

Заряженную частицу, имеющую НЭП на атоме углерода и несущую отрицательный заряд — называют карбанионом.

Существуют реакции, которые протекают без промежуточного образования радикалов или ионов. Такие реакции называют синхронными. В ходе этих реакций происходит одновременный разрыв и образование новых связей.

studfile.net

Классификация химических реакций. Химия. 11 класс. Разработка урока

УМК «Химия. 11 класс. Базовый уровень» О. С. Габриеляна.

Цель: Систематизировать знания учащихся о подходах к классификации химических реакций.

Задачи:

• Обучающие: систематизировать, обобщить и углубить знания учащихся о химических реакциях и их классификации. Рассмотреть некоторые из многочисленных классификаций химических реакций по различным признакам.
• Развивающие: развивать умение анализировать, сопоставлять данные и делать выводы, развитие познавательных способностей

• Воспитывающие: формирование коммуникативной компетенции: воспитание самостоятельности, сотрудничества.

Тип урока: урок изучения новых знаний.

Методы: диалог, частично-поисковый метод.

Форма организации деятельности учащихся: фронтальная и групповая.

Оборудование: компьютер, проектор, реактивы и лабораторное оборудование для проведения лабораторных опытов.

ЦОР: Видеоопыты с сайта «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов», презентация.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Актуализация знаний

Слайд 2.

?Что объединяет эти явления? Что лежит в их основе?

«Осень. Обсыпается весь наш бедный сад,
Листья пожелтелые по ветру летят;
Лишь вдали красуются, там на дне долин,
Кисти ярко-красные вянущих рябин».

(А.К.Толстой)

Во время грозы образовался озон.

Железный гвоздь, лежавший на влажной земле, покрылся ржавчиной.

Предполагаемые ответы: Все явления объединяет то, что в их основе лежат химические явления, химические реакции.

?Что происходит в ходе химической реакции с веществами?

Слайд 3. В ходе химической реакции из одних веществ образуются другие вещества, отличающиеся от исходных по составу, строению и свойствам.

3. Изучение новых знаний

Химические реакции можно классифицировать по различным признакам.

Слайд 4.

?Как вы думаете, по какой признак объединил все указанные реакции:

Р(белый)	<=>	Р (красный)
C(графит)	<=>	С (алмаз)
С4Н10 (бутан)	<=>	С4Н10 (изобутан)

Данные реакции не сопровождаются изменением состава веществ.

?Как называется явление существования разных простых веществ, образованных одним элементом? (Аллотропия)

?Как называется процесс превращения бутана в изобутан? (изомеризация)

Вывод: Процесс взаимопревращений разных аллотропных модификаций одного химического элемента и реакции изомеризации относятся к реакциям, которые не сопровождаются изменением состава веществ. Слайд 5.

Классификацию химических реакций, протекающих с изменением состава вещества, можно проводить по самым разным признакам.

? Какие типы реакций, протекающих с изменением состава вещества вы знаете?

Предполагаемые ответы учащихся: реакция соединения, разложения, обмена, замещения.

Слайд 6. ?Определите, какой признак объединяет эти реакции:

В неорганической химии	В органической химии
S + O2 = SO2	CH2 = CH2 + H2 = CH3–CH3
SO3 + H2O = H2SO4	CH2 = CH2 + H2O = CH3–CH2–OH

Предполагаемые ответы: из нескольких веществ образуется одно, происходит соединение.

?Одинаковый ли механизм протекания реакций такого типа в органической и неорганической химии?

Вывод: Реакции, в результате которых из двух и более веществ образуется одно сложное вещество называются реакциями соединения в неорганической химии и реакциями присоединения в органической химии.

Слайд 7. ? Какой признак объединяет реакции:

В неорганической химии	В органической химии
2КMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2
2HgO = 2Hg + O2

Вывод: В ходе этих реакций из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ. В неорганической химии реакции называются реакциями разложения, в органической – реакциями отщепления.

Реакции отщепления – антонимы реакциям присоединения.. Составьте самостоятельно реакции дегидрирования этана и дегидратации этанола.

Слайд 8. Просмотрите видеофрагменты: получение железа из его оксида, взаимодействие натрия с водой

Получение железа: http://school-collection.edu.ru/catalog/res/d77a30c4-8cff-11db-b606-0800200c9a66/?from=d05469af-69bd-11db-bd13-0800200c9c11&interface=catalog&class=54&subject=31

Взаимодействие натрия с водой
http://school-collection.edu.ru/catalog/res/d77a30ab-8cff-11db-b606-0800200c9a66/?from=d05469af-69bd-11db-bd13-0800200c9c11&interface=catalog&class=54&subject=31

Составьте уравнения данных реакций.

?Какой признак объединяет эти реакции? Какие изменения происходят с веществами в ходе таких реакций?

В ходе реакций атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном. Такие реакции называются реакциями замещения. В органической химии реакции замещения имеют свою специфику.

Слайд 9. Найдите среди перечисленных реакции замещения.

1) C₆H₆ + 6H₂ = C₆H₁₂

2) C₆H₆ + HNO₃ = C₆H₅NO₂ + H₂O

3) CH₄ + Cl₂ = CH₃Cl + HCl

(К реакциям замещения относятся реакции №2 и №3.)

Ребята, определите к какому типу можно отнести реакции между предложенными веществами.

Лабораторная работа (работа в группах)

Проведите опыты, соблюдая правила техники безопасности, заполните таблицу:

Исходные вещества	Продукты реакции	Признак реакции	Тип реакцции
Na2CO3 + HCl
Na2SO4 + BaCl2
KOH + ф/ф + HCl		Вода (нейтрализация)

Вывод: Реакции, в которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями называются реакциями обмена. Реакции протекают по правилу Бертолле, т.е. только в том случае, если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество (вода).

Слайд 10. ?Какие признаки реакции ярко выражены в ходе реакции горения спирта, горения метана?

(Реакции сопровождаются выделением тепла.)

?Как называются реакции, которые сопровождаются выделением тепла? Поглощением тепла?

Слайд 11.

Тип реакции	Экзотермические	Эндотермические
Теплота	Выделяется	Поглощается
Примеры реакций	Реакции соединения Искл. N2 + O2 = 2NO – Q H2 + I2 = 2HI – Q	Реакции разложения

Q – тепловой эффект реакции. Уравнение, в котором указывается тепловой эффект, называют термохимическим.

4. Первичная проверка освоения изученного материала

Слайд 12 Ребята, дайте классификацию реакции:

N2	+	3H2	<=>	2NH3 + Q
(г)		(г)		(г)

?Вспомнили ли вы, какие еще классификации реакций существуют?
Предполагаемые ответы: обратимые-необратимые, каталитические-некаталитические, гомогенные-гетерогенные) Более подробно такие реакции рассмотрим на следующих уроках.

5. Закрепление материала

5.1. Тест «Типы химических реакций» (на столах учащихся)

1. Взаимодействие оксида серы (IV) с кислородом относится к реакциям

1) соединения, экзотермическим
2) замещения, экзотермическим
3) обмена, эндотермическим
4) соединения, эндотермическим.

2. Взаимодействие кислорода с азотом относится к реакции

1) соединения, экзотермическая
2) обмена, экзотермическая
3) соединения, эндотермическая
4) обмена, эндотермическая

3. Взаимодействие цинка с соляной кислотой относится к реакциям

1) разложения
2) ионного обмена
3) замещения
4) соединения.

4. Гидратация этилена – это реакция

1) присоединения
2) отщепления
3) обмена
4) замещения.

5. Дегидрирование пропана – это реакция

1) присоединения
2) отщепления
3) обмена
4) замещения.

6. Взаимодействие гидроксида калия с раствором сульфата меди относится к реакциям

1) соединения
2) разложения
3) обмена
4) замещения.

7. Взаимодействие гидроксида калия с серной кислотой относится к реакциям

1) соединения
2) разложения
3) обмена
4) замещения.

5.2. Слайд 13.

Составьте термохимическое уравнение реакции горения угля, тепловой эффект реакции 394 кДж.

5.3. упр № 6 к п.14 стр. 126

6. Рефлексия

Определите свой результат урока:

• Я всё это знал;
• Чувствовал себя уверенно;
• Чувствовал не очень уверенно;
• Узнал много нового;
• Часть материала оказалась для меня новой;
• Было не очень интересно;
• На уроке было интересно!

7. Подведение итогов урока

Независимо от того, между какими веществами – органическими или неорганическими – происходит химическое превращение, для них характерны одни и те же закономерности. Каждую химическую реакцию можно охарактеризовать, используя различные классификации.

8. Домашнее задание

п.13,14

Литература:

Программа: Программа курса химии для 8-11 классов общеобразовательных учреждений. Габриелян О.С. – М.: Дрофа, 2011.

Учебник: Химия. 11 класс. Базовый уровень: учеб. для общеобразовательных учреждений/ О.С. Габриелян – М.: Дрофа, 2010.

Методические пособия:

1. Габриелян О.С., Яшукова А.В. Химия. 11 кл. Базовый уровень: Методическое пособие. – М.:Дрофа, 2006.
2. Габриелян О.С., Лысова Г.Г., Введенская А.Г. Настольная книга учителя. Химия. 11 кл. В 2 ч. – М.: Дрофа, 2008.
3. Габриелян О.С., Остроумов И.Г. Общая химия в тестах, задачах, упражнениях. 11 кл. – М.: Дрофа, 2007.
4. Химия. 11 кл.: Контрольные и проверочные работы к учебнику О.С. Габриеляна, Г.Г. Лысовой «Химия. 11»/О.С. Габриелян, П.Н. Березкин, А.А. Ушакова и др. – М.: Дрофа, 2008.

rosuchebnik.ru

Классификация химических реакций в органической и неорганической химии

Урок 114

Тема учебного занятия: Классификация химических реакций в органической и неорганической химии.

Продолжительность: 45 мин

Цель урока: Повторить и обобщить представление о химической реакции, как о процессе превращения, рассмотреть некоторые из многочисленных классификаций химических реакций по различным признакам.

Задачи урока:

1) Образовательная – систематизировать, обобщить и углубить знания учащихся о химических реакциях и их классификации, развить навыки самостоятельной работы, умения записывать уравнения реакций и расставлять коэффициенты, указывать типы реакций, делать выводы и обобщения.

2) Развивающая – развивать речевые навыки, способности к анализу; развитие познавательных способностей, мышления, внимания, умения использовать изученный материал для познания нового. 3) Воспитательная – воспитание самостоятельности, сотрудничества, нравственных качеств – коллективизма, способности к взаимовыручке.

Средства обучения: Учебник О.С. Габриелян. Химия – 10, 11. М.: Дрофа 2008г.; таблицы растворимости, Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, компьютер,

Методы: — Организация УПД: беседа, объяснение

Контроль: фронтальный опрос, минисамостоятельные работы на закрепление.

Тип урока: Повторение, закрепление и систематизация знаний полученных ранее.

Форма урока:

Этапы урока: 1. Организационная часть: Цель – подготовить обучащихся к началу работы на уроке. 2. Подготовка к восприятию ранее изученной темы. Цель – актуализация ранее полученных знаний через восстановление опорных знаний – целепологание. 3. Повторение и закрепление ранее изученного материала. Цель – повторение, закрепление и систематизация знаний ранее полученных. 4. Подведение итогов, оценка деятельности обучащихся, домашнее задание. Цель – анализ, самоанализ, применение теоретических знаний обучащихся на практике.

План работы:

1. Организационный момент……………………………………………………….2 мин

2. Мотивация…………………………………………………………………………3 мин

3. Изучение материалов……………………………………………………………30 мин

4. Закрепление …………………………………………………………………..…..5 мин

5. Выводы ……………………………………………………………………….……3 мин

6. Домашнее задание ………………………………………………………….….…2 мин

Ход учебного занятия

Приветствие, учет посещаемости

Организация внимания студентов

Подготовка к уроку

2. Мотивация

Обучащимся задаются вопросы.

1)Что такое химическая реакция? (термин «реакция» с латыни означает «противодействие», «отпор», «ответное действие»). 2)Признаки химических реакций? а) Изменение окраски. б) Появление запаха. в) Образования осадка. г) Выделение газа. д) Выделение или поглощение тепла. е) Выделение света. 3)А каковы же условия возникновения и течения химических реакций?

а) Нагревание. б) Измельчение и перемешивание. в) Растворение. г) Добавление катализатора. д) Давление. Преподаватель благодарит обучащихся за ответы.

Формирования интереса к материалу занятия студентов

Запись темы урока в тетрадь

3. Изучение нового материала

Без химических реакций невозможна жизнь. В окружающем нас мире протекает огромное число реакций. Чтобы ориентироваться в огромном царстве химических реакций необходимо знать их типы. В любой науке применяется приём классификаций, позволяющих по общим признакам разделить всё множество объектов на группы. И сегодня на уроке мы поговорим о типах химических реакций и по каким признакам их классифицируют. ПРИЛОЖЕНИЕ 1

1 признак химической реакции: «Число и состав исходных и полученных веществ». Определить какое вещество пропущено, уровнять химическую реакцию, определить тип химической реакции? а) 2 КОН + Н2SO4 = K2SO4 + 2 h3O обмен б) С2Н2 + Н2О = СН3СОН соединение в) 2 Na + 2 HCI = 2 NaCI + h3 замещение г) СН4 = С + 2 Н2 разложение 2 признак химической реакции: «Изменение степени окисления». Уровнять предложенную реакцию с помощью электронного баланса и указать окислитель и восстановитель. Н2S + 8 HNO3 = h3SO4 + 8 NO2 + 4 h3O ОВР S – восстановитель; N – окислитель. Н2О + СО2 = Н2СО3 не ОВР 3 признак химической реакции: «Тепловой эффект». Определить, какая из предложенных реакций является экзотермической ? 1) СН4 + 2 О2 = СО2 + 2 Н2О + Q экзотермическая 2) 2 HgO = 2 Hg + O2 — Q эндотермическая 4 признак химической реакции: «Агрегатное состояние веществ». Определить тип химической реакции по агрегатному состоянию веществ. 1) 3 C2h3 = C6H6 гетерогенная 2) Zn + S = ZnS гомогенная 5 признак химической реакции: «Введение других веществ». Определить среди предложенных реакций каталитическую? а) N2 + 3h3 = 2Nh4 каталитическая б) СН4 + 2 О2 = СО2 + 2 Н2О некаталитическая 6 признак химической реакции: «Обратимость». Определить среди предложенных: какая обратимая, т.е. идущая в двух направлениях, а какая необратимая, идущая до конца. а) С2Н2 + Н2 = С2Н4 обратимая б) 2Na + 2 h3O = 2NaOH + h3 необратимая

Обучащиеся работают с реакциями по 6 признакам и вносят результаты в таблицу, заранее выданную для каждого (приложение 2).

4. Применение химических реакций в строительстве (сообщения обучающихся)

Объяснение преподавателя. Демонстрация слайдов

Прослушивание объяснения преподавателя, просмотр слайдов. Запись в тетрадь определения.

4. Закрепление

Обучащиеся на чистых листочках выполняют дифференцированное задание (приложение 3).

Организация работы студентов. Контроль

Выполнение задания в тетради.

5. Выводы и итоги урока

Обучащимся задаются вопросы: 1) О каком явлении мы сегодня вели речь? 2) С какими понятиями мы сегодня работали? 3) Какие умения на уроке применяли? 4)Достигли ли мы задач, поставленных в начале урока?

Оценка деятельности студентов на уроке

Самооценка оценки деятельности на уроке

6. Домашнее задание

У В. Маяковского есть такая философская мысль: Если звёзды зажигаются в небе, значит, это кому-нибудь нужно. Если химики изучают классификацию химических реакций, то, следовательно, это кому – то нужно. И здесь у меня возникает желание предложить вам небольшой реферат, в котором на примерах нужно показать значение всех типов реакций в реальной жизни, в её богатстве и разнообразии

(творческое домашнее задание).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Химические реакции, или химические явления, – 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 рвутся старые и образуются новые связи между атомами.

Рассмотрим классификацию химических реакций по различным признакам.

I. 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:

C (графит)  C (алмаз)
P (белый)  P (красный)
3O2 (кислород)  2O3 (озон)

В органической химии к этому типу реакций могут быть отнесены реакции изомеризации, которые идут без изменения не только качественного, но и количественного состава молекул веществ, например:

Изомеризация алканов.

Реакция изомеризации алканов имеет большое практическое значение, так как углеводороды изостроения обладают меньшей способностью к детонации.

Реакции, идущие с изменением состава вещества

Можно выделить четыре типа таких реакций: соединения, разложения, замещения и обмена.

Реакции соединения – это такие реакции, при которых из двух и более веществ образуется одно сложное вещество. В неорганической химии все многообразие реакций соединения можно рассмотреть, например, на примере реакций получения серной кислоты из серы:

Получение оксида серы (IV):

  S + O2 = SO2 – из двух простых веществ образуется одно сложное.

Получение оксида серы (VI):

2SO2 + O2

 2SO3

– из простого и сложного веществ образуется одно сложное. 

Примером реакции соединения, при которой одно сложное вещество образуется из более чем двух исходных, может служить заключительная стадия получения азотной кислоты:

4NO2 + О2 + 2Н2O = 4HNO3

В органической химии реакции соединения принято называть «реакциями присоединения». Все многообразие таких реакций можно рассмотреть на примере блока реакций, характеризующих свойства непредельных веществ, например этилена:

Реакция гидрирования – присоединения водорода:

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

В неорганической химии все многообразие таких реакций можно рассмотреть на блоке реакций получения кислорода лабораторными способами:

Разложение оксида ртути (II):

 2HgO

 2Hg + O2↑

– из одного сложного вещества образуются два простых. 

В органической химии реакции разложения можно рассмотреть на блоке реакций получения этилена в лаборатории и в промышленности:

Реакция дегидратации (отщепления воды) этанола:

Реакция дегидрирования (отщепление водорода) этана:

Реакции замещения – это такие реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы какого-нибудь элемента в сложном веществе. B неорганической химии примером таких процессов может служить блок реакций, характеризующих свойства, например, металлов:

Взаимодействие щелочных или щелочноземельных металлов с водой:
  2Na + 2h3O = 2NaOH + h3↑

Взаимодействие металлов с кислотами в растворе:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + h3↑

Предметом изучения органической химии являются не простые вещества, а только соединения. Поэтому как пример реакции замещения приведем наиболее характерное свойство предельных соединений, в частности метана, – способность его атомов водорода замещаться на атомы галогена:

 Ch4Cl

  +      HCl 

хлорметан

В органической химии к реакциям замещения относят и некоторые реакции между двумя сложными веществами, например нитрование бензола:

 +      HNO3    

 C6H5NO2

 +     h3O

бензол

нитробензол

Она формально является реакцией обмена. То, что это реакция замещения, становится понятным только при рассмотрении ее механизма.

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

Эти реакции характеризуют свойства электролитов и в растворах протекают по правилу Бертолле, то есть только в том случае, если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество (например, Н2О).

B неорганической химии это может быть блок реакций, характеризующих, например, свойства щелочей:

Реакция нейтрализации, идущая с образованием соли и воды:

NaOH + HNO3 = NaNO3 + Н2O

или в ионном виде:

OH– + H+ = h3O

Реакция между щелочью и солью, идущая с образованием газа:

2Nh5Cl + Са(ОН)2 = CaCl2 + 2Nh4↑ + 2Н2O

B органической химии можно рассмотреть блок реакций, характеризующих, например, свойства уксусной кислоты: Реакция, идущая с образованием слабого электролита – h3O:

 Na(Ch4COO) + h3O

Реакция, идущая с образованием газа:

2Ch4COOH + CaCO3 → 2Ch4COO– + Ca2+ + CO2↑ + h3O

Реакция, идущая с образованием осадка:

2Ch4COOH + K2SiO3 → 2K(Ch4COO) + h3SiO3↓

II. По изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества

По этому признаку различают следующие реакции:

Реакции, идущие с изменением степеней окисления элементов, или окислительно-восстановительные реакции. 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, например:

Реакции, идущие без изменения степеней окисления химических элементов. К ним, например, относятся все реакции ионного обмена, а также многие реакции соединения, например:

Li₂O + Н₂O = 2LiOH,

многие реакции разложения:

 Fe₂O₃ + 3H₂O

реакции этерификации:

HCOOH + CH₃OH

 HCOOCH₃ + H₂O

III. По тепловому эффекту

По тепловому эффекту реакции делят на экзотермические и эндотермические.

1.Экзотермические реакции протекают с выделением энергии.

К ним относятся почти все реакции соединения. Редкое исключение составляют эндотермические реакции синтеза оксида азота (II) из азота и кислорода и реакция газообразного водорода с твердым иодом:

N₂ + O₂ = 2NO – Q

Экзотермические реакции, которые протекают с выделением света, относят к реакциям горения, например:

4P + 5O₂ = 2P₂O₅ + Q

Гидрирование этилена – пример экзотермической реакции:

 CH₃–CH₃

 + Q

Она идет при комнатной температуре.

2.Эндотермические реакции протекают с поглощением энергии.

Очевидно, что к ним будут относиться почти все реакции разложения, например:

1. 1. Обжиг известняка:

 CaO + CO₂↑

  – 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:

H₂(г) + Cl₂(г) = 2HCl(г) + 92,3 кДж

N₂(г) + O₂(г) = 2NO(г) – 90,4 кДж

IV. По агрегатному состоянию реагирующих веществ (фазовому составу)

По агрегатному состоянию реагирующих веществ различают:

1. Гетерогенные реакции – реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях (в разных фазах):

2Al(т) + 3CuCl₂(р-p) = 3Cu(т) + 2AlCl3(р-p)

CaC₂(т) + 2H₂O(ж) = C₂H₂↑ + Ca(OH)₂(р-p)

Гомогенные реакции – реакции, в которых реагирующие вещества и

2. продукты реакции находятся в одном агрегатном состоянии (в одной фазе):

H₂(г) + F₂(г) = 2HF(г)

V. По участию катализатора

По участию катализатора различают:

1. Некаталитические реакции, идущие без участия катализатора:

2Hg + O₂↑

2. Каталитические реакции, идущие с участием катализатора:

C₂H₅OH

 CH₂=CH₂↑

  + H₂O

Этанол этен

Так как все биохимические реакции, протекающие в клетках живых организмов, идут с участием особых биологических катализаторов белковой природы – ферментов, все они относятся к каталитическим или, точнее, ферментативным. Следует отметить, что более 70 % химических производств используют катализаторы.

VI. По направлению

По направлению различают:

1. Необратимые реакции протекают в данных условиях только в одном направлении.

К ним можно отнести все реакции обмена, сопровождающиеся образованием осадка, газа или малодиссоциирующего вещества (воды) и все реакции горения.

Обратимые реакции в данных условиях протекают одновременно в двух противоположных направлениях.

Таких реакций подавляющее большинство.

В органической химии признак обратимости отражают названия – антонимы процессов:

• гидрирование – дегидрирование,

• гидратация – дегидратация,

Обратимы все реакции этерификации (противоположный процесс, как вы знаете, носит название гидролиза) и гидролиза белков, сложных эфиров, углеводов, полинуклеотидов. Обратимость этих процессов лежит в основе важнейшего свойства живого организма – обмена веществ.

Рассмотренная выше классификация химических реакций отражена

на рис 1.

Рисунок 1. Классификация химических реакций

Классификация химических реакций, как и все другие классификации, условна. Ученые договорились разделить реакции на определенные типы по выделенным ими признакам. Но большинство химических превращений можно отнести к разным типам. Например, составим характеристику процесса синтеза аммиака:

Это реакция соединения, окислительно-восстановительная, экзотермическая, обратимая, каталитическая, гетерогенная (точнее, гетерогенно-каталитическая), протекающая с уменьшением давления в системе. Для успешного управления процессом необходимо учитывать все приведенные сведения. Конкретная химическая реакция всегда многокачественна, ее характеризуют разные признаки.

Приложение 2

Классификация реакций

Тип реакции

Пример

1. не сопровождаются изменением состава

Аллотропные модификации

C (графит)  C (алмаз)

2. с изменением состава веществ

6. с выделением или поглощением тепла

8. С изменением степени окисления

10. По направлению

12. По изменению фазового состава

14. По использованию катализатора

Приложение 3

1. Запишите термохимическое уравнение реакции горения метана, если известно, что при сгорании 5,6 л этого газа (н. у.) выделяется 225 кДж теплоты.

2. При соединении 18 г алюминия в кислороде выделяется 547 кДж теплоты. Составьте термохимическое уравнение этой реакции.

infourok.ru

Классификация химических реакций в неорганической и органической химии

1) Первый признак классификации – по изменению степени окисления  элементов, образующих реагенты и продукты.
а) окислительно-восстановительные

+2             +5         +3                       +6         +4

FeS₂ + 18HNO₃ = Fe(NO₃) ₃ + 2H₂SO₄ + 15NO₂ + 7H₂O
б) без изменения степени окисления

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O
Окислительно-восстановительными  называют  реакции,  сопровождающиеся  изменением  степеней  окисления  химических  элементов, входящих в состав реагентов. К окислительно-восстановительным в неорганической химии относятся все реакции замещения и те реакции разло­жения и соединения, в которых участвует хотя бы одно прос­тое вещество. К реакциям, идущим без изменения степе­ней окисления элементов, образующих реагенты и продукты реакции, относятся все реакции обмена.

2) Химические реакции классифицируются по характеру процесса, т.е по числу и составу реагентов и продуктов.
-реакции соединения или присоединения в органической химии.
Для того чтобы вступить в реакцию присоединения, органическая молекула должна иметь кратную связь (или цикл), эта молекула будет главной (субстрат). Молекула попроще (часто неорганическое вещество, реагент) присоединяется по месту разрыва кратной связи или раскрытия цикла.

NH₃ + HCl = NH₄Cl

CaO + CO₂ = CaCO₃

-реакции разложения.
Реакции разложения можно рассматривать как процессы, обратные соединению.

C₂H₅Br = C₂H₄ + HBr

Hg(NO₃)₂ = Hg + 2NO₂ + O₂

– реакции замещения.
Их отличительный признак — взаимодействие простого вещества со сложным. Такие реакции есть и в органической химии.
Однако понятие «замещение» в органике шире, чем в неорганической химии. Если в молекуле исходного вещества какой-либо атом или функциональная группа заменяются на другой атом или группу, это тоже реакции замещения, хотя с точки зрения неорганической химии процесс выглядит как реакция обмена.

Zn + CuSO₄ = Cu + ZnSO₄

Cu + 4HNO₃ = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O
– обмена (в том числе и нейтрализации).

CaO + 2HCl = CaCl₂ + H₂O

KCl + AgNO₃ = AgCl¯ + KNO₃

3) По возможности протекать в обратном направлении – обратимые и необратимые.

4) По типу разрыва связей – гомолитические (равный разрыв, каждый атом по 1 электрону получает) и гетеролитический (неравный разрыв – одному достается пара электронов)

5) По тепловому эффекту
экзотермические (выделение тепла) и эндотермические (поглощение тепла).  Реакции соединения как правило будут реак­циями экзотермическими, а реакции разложения — эндотер­мическими. Редкое исключение — реакция азота с кислородом — эндотермиче­ская:
N2 + О2 → 2NO – Q

6) По фазе
а) Гомогенные (однородные вещества, в одной фазе, например г-г, реакции в растворах)
б) Гетерогенные (г-ж, г-тв, ж-тв, реакции между несмешивающимися жидкостями)

7) По использованию катализатора. Катализатор – вещество ускоряющее химическую реакцию.
а) каталитические (в том числе и ферментативные) – без использование катализатора практически не идут.
б) некаталитические.

Классификацию  химических  реакций  в  неорганической и органической химии осуществляют на основании различных классифицирующих признаков, сведения о которых приведены в таблице ниже.

Необратимыми называют реакции, протекающие только в прямом направлении, в результате которых образуются продукты, не взаимодействующие между собой. К необратимым относят химические реакции, в результате которых образуются малодиссоциированные соединения, происходит выделение большого количества энергии, а также те, в которых конечные продукты уходят из сферы реакции в газообразном виде или в виде осадка, например:

HCl + NaOH = NaCl + h3O

2Ca + O₂  = 2CaO

BaBr₂  + Na₂SO ₄  = BaSO₄↓ + 2NaBr

Обратимыми называют химические реакции, протекающие при данной температуре одновременно в двух противоположных направлениях с соизмеримыми скоростями. При записи уравнений таких реакций знак равенства заменяют противоположно направленными стрелками.  Простейшим примером обратимой реакции является синтез аммиака взаимодействием азота и водорода:

N₂  +3H₂↔2NH₃

По  типу  разрыва  химической  связи  в  исходной  молекуле  различают гомолитические и гетеролитические реакции.

Гомолитическими называются реакции, при которых в результате разрыва связей образуются частицы, имеющие неспаренный электрон — свободные радикалы.

Гетеролитическими называют реакции, протекающие через образование ионных частиц — катионов и анионов.

Радикальными  (цепными)  называют химические реакции  с  участием радикалов, например:

CH₄  + Cl₂^hv →CH₃Cl + HCl

Ионными называют химические реакции, протекающие с участием ионов, например:

KCl + AgNO₃  = KNO₃  + AgCl↓

Электрофильными называют гетеролитические реакции органических соединений с электрофилами — частицами, несущими целый или дробный положительный заряд. Они подразделяются на реакции электрофильного  замещения  и  электрофильного  присоединения,  например:

C₆H₆  + Cl₂  ^FeCl3→ C ₆ H ₅ Cl + HCl

H₂C =CH₂  + Br₂ →   BrCH₂ –CH₂Br

Нуклеофильными называют гетеролитические реакции органических соединений с нуклеофилами — частицами, несущими целый или дробный отрицательный заряд. Они подразделяются на реакции нуклеофильного замещения и нуклеофильного присоединения, например:

CH₃Br + NaOH →  CH₃OH + NaBr

CH₃C(O)H + C₂H₅OH  → CH₃CH(OC₂H₅)₂  + H₂O
Экзотермическими называют химические реакции, идущие с выделением теплоты. Условное обозначение изменения энтальпии (теплосодержания) ΔH, а теплового эффекта реакции Q. Для экзотермических реакций Q > 0, а ΔH < 0.

Эндотермическими называют химические реакции, идущие с поглощением теплоты. Для эндотермических реакций Q < 0, а ΔH > 0.

Гомогенными  называют  реакции,  протекающие  в  однородной среде.

Гетерогенными  называют  реакции,  протекающие  в  неоднородной  среде,  на  поверхности  соприкосновения  реагирующих  веществ,  находящихся  в  разных  фазах,  например,  твердой  и  газообразной,  жидкой  и  газообразной,  в  двух  несмешивающихся  жидкостях.

Каталитические реакции протекают только в присутствии катализатора. Некаталитические реакции идут в отсутствие катализатора.

Классификация органических реакций приведена в таблице:

Также вы можете посмотреть ВИДЕО-уроки на эту тему:

И выполнить задания из ЦТ и ЕГЭ на эту тему вы можете здесь

А также вы можете получить доступ ко всем видео-урокам, заданиям реального ЕГЭ, ЦТ и РТ с подробными видео-объяснениями, задачам и всем материалам сайта кликнув здесь «Получить все материалы сайта»

 

www.yoursystemeducation.com