Виды химических реакций: Урок №19. Типы химических реакций

Posted on by alexxlab

Содержание

Типы химических реакций

Данный видеоурок посвящен изучению типов химических реакций по различным признакам. Вы узнаете, как определить тип химической реакции по числу и составу ее участников.

I. Посмотрите презентацию

 

Химические реакции по количеству исходных веществ и продуктов реакции можно разделить на группы:

Тип химической реакции

Определение

Пример

Реакция соединения

Опыт: “Реакция соединения”

А + В = АВ

АВ + СД = АВСД

Реакции между двумя простыми веществами, или между несколькими сложными, при этом образуется одно сложное или более сложное вещество

CaO+H2O=Ca(OH)2

PbO+SiO2=PbSiO3

2Na+Cl2=2NaCl

Реакция разложения

АВСД = АВ + СД 

Опыт: “Реакция разложения малахита при нагревании”

 

Реакции, при которых из одного вещества образуется несколько простых или сложных вещетв.

Cu(OH)2=CuO+H2O

CaCO3=CaO+CO2

NH4Cl=NH3+HCl

(CuOH)2CO3 = 2CuO+CO2+H2O (разложение малахита)

Реакция замещения

Опыт: “Реакция замещения”

АВ + С = СВ + А

АВ + С = АС + В

Реакции между сложным и простым веществами, при которых атомы простого вещества замещают один из атомов сложного

CuSO4+Fe=FeSO4+Cu

2KBr+Cl2=2KCl+Br2

Реакция обмена

Опыт: “Реакция обмена”

АВ + СД = АД + СВ

Реакции между двумя сложными веществами, при которых они обмениваются своими составными частями

AgNO3+KBr=AgBr+KNO3

NaOH+HCl=NaCl+H2O

II. Работа с тренажерами

Тренажёр №1

Тренажёр №2

Тренажёр №3

Тренажёр №4

III. Задания для закрепления

Задание №1

Расставьте коэффициенты в уравнениях химических реакций, укажите типы химических реакции.

Уравнение реакции

Тип химической реакции

а) Al + O2 —> Al2O3

  

б) MnO2 + H2 —> Mn + H2O

  

в) H2O2 —> H2 + O2

  

г) HNO3 + Fe(OH)3 —> Fe(NO3)3 + H2O

  

Задание №2

Допишите уравнения реакций (вместо знака вопроса впишите необходимые формулы — формулы составляйте с использованием валентностей), расставьте коэффициенты, укажите типы химических реакций.

Уравнение реакции

Тип химической реакции

а) AgI —> ?+ I2

  

б) MgO + H2SO4 —> MgSO4 + ?

  

в) Al + HCl —> AlCl3 + ?

  

г) Na + Cl2 —> ?

 

ЦОРы

Опыт: “Реакция соединения”

Опыт: “Реакция разложения малахита при нагревании”

Опыт: “Реакция замещения”

Опыт:“Реакция обмена”

Типы химических реакций — Студопедия

I. По типу взаимодействия реакции можно разделить на такие типы:

1) реакции соединения, при которыхиз двух или нескольких веществ получают одно вещество:

в общем виде А + В+. . . = С;

2Mg + О2 = 2MgO; SO2 + Н2О = Н2SО3

2) реакции разложения, при которыхиз одноговеществаобразуется несколько веществ:

в общем виде С = А + В. . . ;

2HgO = 2Hg + O2; Сu (ОН)2 = СuО + Н2О

3) реакции замещения, при которых простое вещество замещает составную часть сложного вещества и в результате образуются новое простое и новое сложное вещества:

в общем виде АВ + С = АС + В;

Н2SО4 + Zn = ZnSO4 + Н2

4) реакции двойного обмена, при которых молекулы сложных веществ обмениваются своими составными частями:

в общим виде AB + CD = AD + CB,

Fе(ОН)3 + 3НС1 = FeCl3 +3H2O

II. По изменению степеней окисления элементов, которые входят в состав реагирующих веществ, выделяют

1) обменные реакции, протекающие без изменения степеней окисления всех элементов, входящих в исходные вещества

K+1O-2H+1 + H+1Br-1 = K+1Br-1 + H2+1O-2.

2) окислительно-восстановительные реакции, протекающие с изменением степеней окисления всех или некоторых элементов

C0 + O20 = C+4O2-2

III. По тепловому эффектуреакции делят на

1) экзотермические реакции, протекающие с выделением энергии в форме теплоты (+Q)

H2 + Cl2 = 2HCl + Q.

2) эндотермические реакции, протекающие с поглощением энергии в форме теплоты (-Q)

N2 + O2 = 2NO – Q.

IV. По направлению:

1) необратимые реакции, которые протекают только в прямом направлении и завершаются полным превращением реагентов в продукты (т.е. реакции идут до конца слева направо)


Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

2) обратимые реакции, которые протекают одновременно в прямом и обратном направлениях, при этом реагенты превращаются в продукты лишь частично (т.е. реакции не идут до конца слева направо)

3H2 + N2 ↔ 2NH3

Существуют и другие признаки, по которым классифицируют химические реакции.Одна и та же реакция в зависимостиот признака классификации может относиться к разным типам реакций.

Химическая кинетика

Количественной характеристикой быстроты течения химической реакции является ее скорость. За скорость химической реакции принимают изменение количества реагирующего вещества (или продукта) во времени в единице объема реакционной системы. Учение о механизмах и скоростях химических реакций называется химической кинетикой.

Например, Ai – одно из реагирующих веществ или продуктов реакции. В момент времени t1, в объеме V содержалось вещество A количеством n1(Ai), в момент времени t2 в том же объеме количество вещества A равно n2(Ai). Тогда скорость реакции u по веществу Ai составит:


Введем обозначения:

— изменение количества вещества Ai; — промежуток (изменение) времени и, подставив их в уравнение, получаем

Учитывая, что

получаем

где c(Ai) – молярная концентрация – количество вещества, содержащееся в единице объема, моль/л или моль/м3.

Таким образом, скорость реакции – это изменение концентрации реагирующего вещества в единицу времени. Единица измерения скорости – моль/(м3´с) или моль/(л´с).

Скорость химической реакции зависит от нескольких факторов.

1. Природа реагентов. Энергией активации

Еа (в кДж/моль) называют избыточную энергию, которой должны обладать молекулы для того, чтобы их столкновение могло привести к образованию нового вещества. Еа различных реакций различна. Посредством этого фактора сказывается влияние природы реагирующих веществ на vх.р.. Если Еа<40 кДж/моль (т.е. мала), то скорость такой реакции велика (например, ионные реакции в растворах, протекающие практически мгновенно). Если Еа>120 кДж/моль (т.е. очень значительна), то скорость такой реакции незначительна (например, реакция синтеза аммиака N2+3H2=2NH3 – скорость этой реакции при обычных Т вследствии высоких значений Еа настолько мала, что заметить её протекание практически невозможно).

В 1889 г. знаменитый шведский химик Аррениус вывел из опытных данных уравнение, связывающее константу скорости с температурой и энергией активации. Позднее это уравнение получило теоретическое обоснование. Согласно Аррениусу, константа скорости находится в экспоненциальной зависимости от температуры:

k=kmax×exp(-Ea/RT), где R — универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж/моль×К; kmax — предэкспоненциальный фактор, имеющий смысл максимально возможного значения константы скорости при нулевой энергии активации или бесконечно высокой температуре, когда все столкновения молекул реагентов становятся активными. Уравнение Аррениуса используют чаще в логарифмической форме: lnk=lnkmax-Ea/RT.

2. Концентрация реагирующих веществ. В соответствии с основным законом химической кинетики для реакции

продукты

скорость выражается следующим соотношением:

где k – константа скорости реакции; p и q – коэффициенты (определяются экспериментально). Для некоторых простейших реакций коэффициенты p и q равны стехиометрическим коэффициентам уравнения реакции. Например, для реакции

H2(г) + I2(г) ® 2HI(г)

можно записать

т.е.

3. Температура реакции. Зависимость скорости реакции от температуры передается уравнением Вант-Гоффа:

где и — скорости реакции при температурах t2 и t1; g — температурный коэффициент скорости реакции (для многих реакций
g = 2…4). Это правило говорит о том, что скорость реакций возрастает в 2 — 4 раза при увеличении температуры на 100C.

4. Поверхность соприкосновения реагентов. Чем больше поверхность соприкосновения реагирующих веществ, тем быстрее протекает реакция. Реакция в растворах протекает практически мгновенно.

5. Катализаторы – это вещества, не расходующиеся в реакции, но оказывающие влияние на её скорость. Явление изменения скорости реакции под действием катализаторов называется катализом, а сами эти реакции являются каталитическими. Действие катализатора обусловлено снижением величины энергии активации. Под воздействием катализаторов реакции могут ускоряться в миллионы и более раз.

Различают гомогенный и гетерогенный катализ. При гомогенном катализе катализатор и реагенты образуют одну фазу (газ или раствор), а при гетерогенном катализе – катализатор находится в системе в виде самостоятельной фазы. Примером гомогенного катализа служит разложение перекиси водорода на воду и кислород в присутствии катализаторов К2Cr2O7, К2WO4 и др. Примером гетерогенного катализа является окисление диоксида серы в триоксид при контактном способе получения серной кислоты из отходящих газов металлургических производств: SO2+0,5O2+H2O=(NO2)=H2SO4.

Задание. В сосуде вместимостью 2 л смешали 4,5 моль газа А и
3 моль газа В. Газы А и В реагируют в соответствии с уравнением

А + В = 2С.

Через 2 с в реакционной системе образовался газ С количеством вещества 1 моль. Определите среднюю скорость реакции. Рассчитайте количества веществ газов А и В, которые не прореагировали.

Дано: = 1 моль = 4,5 моль = 3 моль V = 2 л = 2 с Решение: 1.Из уравнения реакции следует, что моль = 0,5 моль, где — изменение количества вещества в ходе реакции, знак «-» означает, что вещество А расходуется в ходе реакции. 2. Аналогично получаем для вещества В моль = 0,5моль. 3. Вычисляем количество вещества А, которое вступило в реакцию: 4 моль 4. Количество вещества В, которое осталось в реакционной смеси, равно: 2,5 моль 5. Среднюю скорость реакции за данный промежуток времени вычисляем по формуле Ответ: 4 моль, 2,5 моль, 0,125

Задание. Во сколько раз увеличится скорость реакции

H2 + I2 = 2HI,

если увеличить количества вещества иода и водорода в реакционной системе в два раза при постоянном объеме.

Задание. Реакция при температуре 50 °С протекает за 2 мин 15 с. За сколько времени закончится эта реакция при 70 °С, если в данном температурном интервале температурный коэффициент скорости реакции равен 3?

 

Константа равновесия

Характерной гомогенной обратимой реакцией является синтез аммиака.

3H2 + N2 2NH3

k1 и k2 – константы скоростей прямой и обратной реакций соответственно. Запишем выражения для скоростей прямой и обратной реакций:

[N2] и [H2] – концентрации азота и водорода в состоянии равновесия, т.е. равновесные концентрации.

.

В начальный момент времени uобр = 0, т.к. [NН3]= 0. По мере увеличения концентрации аммиака и уменьшения концентраций исходных веществ uпр уменьшается, а uобр увеличивается. В определенный момент времени наступает динамическое равновесие, т.е. uпр = uобр и . Отношение констант скоростей прямой и обратной реакции называется константой равновесия. Она равна произведению концентраций продуктов реакций в степенях их стехиометрических коэффициентов. Деленному на произведение концентраций исходных веществ, также в степенях их стехиометрических коэффициентов.

Рассмотрим случай обратимой гетерогенной реакции:

СО2(г) + С(тв) 2СО.

В реакторе лежит уголь, над которым пропускают СО2. СО2 взаимодействует с верхним слоем угля, при этом открывается следующий слой угля, т.е. концентрация атомов углерода не меняется:

[C] = const, = const = k1,

.

uпр = uобр и .

Концентрация твердых фаз не входит в выражение для константы скорости.

Смещение равновесия

В соответствии с принципом Ле Шателье, если на систему, находящуюся в состоянии равновесия, оказать внешнее воздействие, то равновесие сместится в сторону протекания той реакции, которая ослабляет это воздействие.

На примере

3H2 + N2 2NH3 – DH.

1. Влияние концентрации. Если увеличить концентрацию исходных веществ, то равновесие сместится в сторону образования продуктов и, наоборот.

Если уменьшить концентрации исходных веществ N2 и Н2, это приведет к смещению равновесия справа налево, в результате концентрации N2 и Н2 вновь увеличатся за счет разложения аммиака.

2. Влияние давления. При этом учитываются только газообразные участники реакции. При увеличении давления равновесие смещается в сторону системы, состоящей из меньшего числа моль газообразных веществ.

Увеличение давления системы приведет к смещению равновесия слева направо, т.к. в левой части общее число моль газов 4, а в правой 2.

3. Влияние температуры. Зависит от теплового эффекта реакции.

Химические уравнения, в которых указан тепловой эффект реакций называются термохимическими уравнениями. В термохимических уравнениях химических реакций тепловой эффект указывают при помощи величины DH, которая называется изменением энтальпии (теплосодержания) реакции. Энтальпия является мерой энергии, накапливаемой веществом при его образовании.

–DH, теплота выделяется, т.е. реакция – экзотермическая;

+DH, теплота поглощается, т.е. реакция – эндотермическая;

Прямая реакция экзотермическая, т.е. при повышении температуры равновесие будет смещаться справа налево, в сторону эндотермической реакции.

4. Влияние катализатора. Катализаторы одинаково ускоряют как прямую, так и обратную реакцию, и поэтому не смещают химическое равновесие, а только способствуют более быстрому достижению равновесного состояния.

Задание. Газовая системе А + В С – DH. Какое влияние на равновесную концентрацию вещества С окажет:

а) увеличение давления. В левой части 2 моль веществ. В правой 1 моль, т.е. равновесие смещается слева направо в сторону образования вещества С, концентрация С увеличивается.(®)

б) увеличение концентрации вещества А. Равновесие смещается слева направо в сторону образования вещества С, концентрация С увеличивается.(®).

в) повышение температуры. Прямая экзо, обратная – эндотермическая. Равновесие сместится справа налево ().

Задание. Как повлияет на равновесие системы увеличение давления?

Fe3O4(тв) + СО(г) 3FeO + CO2(г)

Равновесие в системе не сместится.

Задание. Каким образом надо изменить температуру, давление и концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции?

PCl5(г) PCl3(г) + Cl2(г) + 92,59 кДж

а) реакция эндотермическая, температуру надо повысить.

б) давление надо уменьшить

в) либо увеличить концентрацию PCl5, либо уменьшить концентрации PCl3 и Cl2.

Задание.2SO2(г)+О2(г) Û 2SO3(ж). Какое влияние на равновесное состояние окажут:

а) увеличение давления;

При протекании прямой реакции количество газообразных веществ в системе уменьшается (из 2 моль газа SO2 и 1 моль газа О2 образуется жидкость SO3). Повышение давления приведет к смещению равновесия в сторону образования меньшего количества газообразных веществ, т. е. SO3. (®).

б) уменьшение концентрации оксида серы (VI)?

Уменьшение концентрации SO3 (отвод продукта из реакционной системы) вызовет смещение равновесия в сторону образования SO3. (®).

Задание.А + В Û 2С –

Какое влияние окажут на равновесное состояние:

а) понижение температуры;

Из приведенного термохимического уравнения реакции следует, что прямая реакция является экзотермической (так как ), следовательно, обратная реакция – эндотермическая, понижение температуры будет способствовать протеканию реакции, которая увеличивает температуру системы, т. е. экзотермической реакции. Поэтому при понижении температуры равновесие сместится в сторону образования вещества С.

б) катализатор?

Катализатор не приводит к смещению равновесия в системе, так как в одинаковой степени ускоряет прямую и обратную реакции.

 

Виды химических реакций в неорганической химии — Студопедия.Нет

 

А) Классификация по количеству начальных веществ:

Разложение – вследствие данной реакции, из одного имеющегося сложного вещества, образуются два или несколько простых, а так же сложных веществ.

Пример: 2Н2O2 → 2Н2O + O2

 

Соединение – это такая реакция, при которой из двух и более простых, а также сложных веществ, образуется одно, но более сложное.

Пример: 4Al+3O2 → 2Al2O3

Замещение – это определенная химическая реакция, которая проходит между некоторыми простыми, а так же сложными веществами. Атомы простого вещества, в данной реакции, замещаются на атомы одного из элементов, находящегося в сложном веществе.

 

Пример: 2КI + Cl2 → 2КCl + I2

Обмен – это такая реакция, при которой два сложных по строению вещества обмениваются своими частями.

 

Пример: HCl + KNO2 → KCl + HNO2

 

Б) Классификация по тепловому эффекту:

Экзотермические реакции – это определенные химические реакции, при которых происходит выделение тепла.
Примеры:

S +O2 → SO2 + Q

2C2H6 + 7O2 → 4CO2 +6H2O + Q

Эндотермические реакции – это определенные химические реакции, при которых происходит поглощение тепла. Как правило, это реакции разложения.
Примеры 

CaCO3 → CaO + CO2 – Q
2KClO3 → 2KCl + 3O2 – Q

В) Классификация по обратимости:

Обратимые реакции – это реакции, которые протекают при одинаковых условиях во взаимопротивоположных направлениях.

 

Пример: 3H2 + N2 ⇌ 2NH3

 

Необратимые реакции – это реакции, которые протекают только в одном направлении, а так же завершающиеся полным расходом всех исходных веществ. При этих реакциях выделяется газ, осадок, вода.
Пример: 2KClO3 → 2KCl + 3O2 ↑

 

 

Г) Классификация по изменению степени окисления:

Окислительно — восстановительные реакции – в процессе данных реакций происходит изменение степени окисления.

 

Пример: Сu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O.

Не окислительно — восстановительные – реакции без изменения степени окисления.

 

Пример: HNO3 + KOH → KNO3 + H2O.

Д) Классификация по фазе:

Гомогенные реакции – реакции, протекающие в одной фазе, когда исходные вещества и продукты реакции имеют одно агрегатное состояние.

 

Пример: Н2(газ) + Cl2(газ) → 2HCL

Гетерогенные реакции – реакции, протекающие на поверхности раздела фаз, при которых продукты реакции и исходные вещества имеют разное агрегатное состояние.
Пример: CuO+ H2 → Cu+H2O

 

Классификация по использованию катализатора:

Катализатор – вещество, которое ускоряет реакцию. Каталитическая реакция протекает в присутствии катализатора, некаталитическая – без катализатора.
Пример: 2H202MnO2→ 2H2O + O2 катализатор MnO2

Взаимодействие щелочи с кислотой протекает без катализатора.
Пример: КOH + HCl → КCl + H2O

Ингибиторы – вещества, замедляющие реакцию.
Катализаторы и ингибиторы сами в ходе реакции не расходуются.

Виды химических реакций в органической химии


Замещение – это реакция, в процессе которой происходит замена одного атома/группы атомов, в исходной молекуле, на иные атомы/группы атомов.
Пример: СН4 + Сl2 → СН3Сl + НСl

Присоединение – это реакции, при которых несколько молекул вещества соединяются в одну. К реакциям присоединения относятся:

 

  • Гидрирование – реакция, в процессе которой происходит присоединение водорода по кратной связи.

Пример: СН3—СН = СН2 (пропен) + Н2 → СН3—СН2—СН3 (пропан)

  • Гидрогалогенирование – реакция, присоединяющая галогенводород.

Пример: СН2 = СН2 (этен) + НСl → СН3—СН2—Сl (хлорэтан)

ВОПРОС №5

Природные источники углеводородов газ нефть каменный уголь и их практическое использование

Природный газ

Природный газ представляет собой смесь газообразных углеводородов. Основным компонентом является метан, объёмная доля которого составляет до 98 %. В состав природного газа входят также этан, пропан и бутан.

 

Природный газ используется в качестве топлива. Он полностью сгорает без дыма и копоти, не образует золы, выделяет много тепла. В отличие от других видов топлива легко транспортируется по трубопроводам.

 

Содержащийся в природном газе метан используется в качестве химического сырья. Из него получают водород, угарный газ, ацетилен, а от них начинаются разнообразные цепи химических превращений, приводящих к образованию спиртов, ацетона, уксусной кислоты, аммиака и других веществ.

 

Этан и пропан превращают в этен и пропен — важнейшее сырьё для производства полимеров.

 

Смесь пропана и бутана в виде сжиженного газа используется в качестве топлива.

Нефть

Нефть представляет собой смесь жидких и твёрдых веществ. Это насыщенные и циклические углеводороды, в которых содержатся 5 и более атомов углерода.

 

Примерно 90 % всей добываемой нефти используется как топливо. Сегодня нефть — основной источник энергии. Жидкое топливо удобно: оно высококалорийно, легко транспортируется, содержит мало примесей.

 

Около 10 % нефти применяется в качестве сырья для получения многих тысяч органических соединений: пластмасс, синтетических волокон, каучуков, красителей, растворителей, ядохимикатов и т. д.

Каменный уголь

Уголь — вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землёй без доступа кислорода. Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива.

 

В результате переработки каменного угля получают кокс и ряд органических соединений (бензол, фенол и др.).

 

 

ВОПРОС №6

20. Виды химических реакций. Факторы, определяющие процесс реакции.

Виды реакций

Все химические реакции подразделяют на простые и сложные. Простые химические реакции, в свою очередь, обычно подразделяют на четыре типа: реакции соединения, реакции разложения, реакции замещения и реакции обмена.

Д. И. Менделеев определял соединение как реакцию, «при которой из двух веществ происходит одно. Примером химической реакции соединения может служить нагревание порошков железа и серы, — при этом образуется сульфид железа: Fe+S=FeS. К реакциям соединения относят процессы горения простых веществ (серы, фосфора, углерода,…) на воздухе. Например, углерод горит на воздухе С+О2=СО2 (конечно эта реакция протекает постепенно, сначала образуется угарный газ СО). Реакции горения всегда сопровождаются выделением тепла — являются экзотермическими.

Химические реакции разложения, по Менделееву, «составляют случаи, обратные соединению, то есть такие, при которых одно вещество даёт два, или, вообще, данное число веществ — большее их число. Примером реакции разложение меже служить химическая реакция разложения мела (или известняка под воздействием температуры): СаСО3=СаО+СО2. Для проведения реакции разложения, как правило, требуется нагревание. Такие процессы — эндотермические, т. е. протекают с поглощением теплоты.

В реакциях двух других типов число реагентов равно числу продуктов. Если взаимодействуют простое вещество и сложное —то эта химическая реакция называется химической реакцией замещения: Например, опустив стальной гвоздь в раствор медного купороса получаем железный купорос (здесь железо вытеснило медь из её соли) Fe+CuSO4= FeSO4+Cu.

Реакции между двумя сложными веществами, при которых они обмениваются своими частями, относят к химическим реакциям обмена. Большое их число протекает в водных растворах. Примером химической реакции обмена может служить нейтрализация кислоты щёлочью: NaOH+HCl=NaCl+Н2О. Здесь в реагентах (веществах, стоящих слева) ион водорода из соединения HCl обменивается с ионом натрия из соединения NaOH, в результате чего образуется раствор поваренной соли в воде

Типы реакций и их механизмы приведены в таблице:

химические реакции соединения A + B = AB Из нескольких простых или сложных веществ образуется одно сложное

химические реакции разложения AB = A + B Из сложного вещества образуется несколько простых или сложных веществ

химические реакции замещения A + BC =AC + B Атом простого вещества замещает один из атомов сложного

химические реакции ионного обмена AB+CD = AD+CB Сложные вещества обмениваются своими составными частями

Однако очень многие реакции не укладываются в приведённую простую схему. Они не могут быть отнесены ни к одному из указанных типов. Такие реакции, обычно, называют окислительно — восстановительные реакции. например:

Окислительно-восстановительные реакции — составляют особый класс химических реакций. Их характерной особенностью является изменение степени окисления, по крайней мере, пары атомов: окисление одного (потеря электронов) и восстановление другого (присоединение электронов). Сложные вещества, понижающие свою степень окисления — окислители, а повышающие степень окисления — восстановители. Например: 2Na + Cl2 = 2NaCl,

— здесь окислитель — хлор (он присоединяет к себе электроны), а

восстановитель — натрий (он отдаёт электроны). Реакция замещения NaBr-1+ Cl20 = 2NaCl-1 + Br20 (характерна для галогенов) тоже относится к окислительно -восстановительным реакциям. Здесь хлор — окислитель (принимает 1 электрон), а бромид натрия (NaBr) — восстановитель (атом брома отдаёт электрон).

Признаки химических реакций. По ним можно судить, прошла ли химическая реакция между реагентами или нет. К таким признакам принято относить следующие: — Изменение цвета (например, светлое железо покрывается во влажном воздухе бурым налётом оксида железа — химическая реакция взаимодействия железа с кислородом). — Выпадение осадка (например, если через известковый раствор (раствор гидроксида кальция) пропустить углекислый газ, выпадет белый нерастворимый осадок карбоната кальция). — Выделение газа (например, если капнуть лимонной кислотой на пищевую соду, то выделится углекислый газ).

— Образование слабодиссоциированных веществ (например, реакции, при которых одним из продуктов реакции является вода).

— Свечение раствора.

Факторы, влияющие на скорость химической реакции

Скорость химической реакции – число элементарных актов химического взаимодействия, протекающих в единицу времени в единицу объема (гомогенные) или на единице поверхности (гетерогенные).

Истинная скорость реакции:

Во всех случаях реакций в газообразной, жидкой или твердой фазах главный фактор – природа реагирующих веществ – характер связи между атомами в молекулах реагентов.

Для гомогенных, гетерогенных реакций:

1) концентрация реагирующих веществ;

2) температура;

3) катализатор;

4) ингибитор.

Только для гетерогенных:

1) скорость подвода реагирующих веществ к поверхности раздела фаз;

2) площадь поверхности.

Пример:

NO2 – оксид азота (IV) – лисий хвост, СО – угарный газ, монооксид углерода.

Если их окислить кислородом, то в первом случае реакция пойдет мгновенно, стоит приоткрыть пробку сосуда, во втором случае реакция растянута во времени.

Общие типы химических реакций

  2. Образование
  3. Наука
  4. Химия
  5. Общие типы химических реакций

В зависимости от того, что происходит при переходе от реагентов к продуктам, может происходить несколько общих типов химических реакций. Наиболее распространены следующие типы химических реакций:

  • Комбинация

  • Разложение

  • Одинарный рабочий объем

  • Двойной рабочий объем

  • Горение

  • Редокс

См. Также Теория столкновений: как происходят химические реакции.

Комбинированные химические реакции

В комбинационных реакциях два или более реагента образуют один продукт. Реакция натрия и хлора с образованием хлорида натрия,

и сжигание угля (углерода) с образованием диоксида углерода,

являются примерами комбинированных реакций.

В зависимости от условий или относительных количеств реагентов в реакции сочетания может быть образовано более одного продукта.

Химические реакции разложения

Реакции разложения на самом деле противоположны реакциям комбинации.В реакциях разложения одно соединение распадается на два или более простых вещества (элементы и / или соединения).

Разложение воды на водород и газообразный кислород,

и разложение пероксида водорода с образованием газообразного кислорода и воды,

являются примерами реакций разложения.

Химические реакции одинарного вытеснения

В реакциях однократного вытеснения более активный элемент вытесняет (выталкивает) другой менее активный элемент из соединения.Например, если вы поместите кусок металлического цинка в раствор сульфата меди (II), цинк вытеснит медь, как показано в этом уравнении:

Обозначение (водн.) означает, что соединение растворено в воде — в водном растворе мг. Поскольку в этом случае цинк заменяет медь, он считается более активным. Если поместить кусок меди в раствор сульфата цинка, ничего не произойдет.

В следующей таблице показаны ряды активности некоторых распространенных металлов.Обратите внимание: поскольку цинк в таблице более активен, он заменит медь, как показано в предыдущем уравнении.

Ряд активности некоторых распространенных металлов
Действия Металл
Самый активный Щелочные и щелочноземельные металлы
Al
Zn
Cr
Fe
Ni
Sn
Пб
Cu
Ag
Наименее активный Au

Химические реакции двойного вытеснения

В реакциях однократного вытеснения вытесняется только один химический компонент.В реакциях двойного смещения или реакциях метатезиса смещаются два вида (обычно ионы). В большинстве случаев реакции этого типа протекают в растворе, при этом образуется нерастворимое твердое вещество (реакции осаждения) или вода (реакции нейтрализации).

Реакции осаждения

Если смешать раствор хлорида калия и раствор нитрата серебра, в полученном растворе образуется белое нерастворимое твердое вещество. Образование нерастворимого твердого вещества в растворе называется осаждением .

Вот молекулярное уравнение этой реакции двойного вытеснения:

Белое нерастворимое твердое вещество, которое образуется, представляет собой хлорид серебра.

Реакции нейтрализации

Другой тип реакции двойного вытеснения — это реакция между кислотой и основанием. Эта реакция двойного вытеснения, называемая реакцией нейтрализации , образует воду. Взгляните на смешанные растворы серной кислоты (кислоты для автомобильных аккумуляторов) и гидроксида натрия (щелочь).

Вот молекулярное уравнение этой реакции:

Химические реакции горения

Реакции горения происходят, когда соединение, обычно содержащее углерод, соединяется с кислородом в воздухе. Этот процесс обычно называют сжиганием . Тепло — наиболее полезный продукт большинства реакций горения.

Вот уравнение, которое описывает горение пропана:

Пропан относится к классу соединений, называемых углеводородов, , соединений, состоящих только из углерода и водорода.Продукт этой реакции — тепло.

Реакции горения также относятся к типу окислительно-восстановительных реакций.

Окислительно-восстановительные химические реакции

Окислительно-восстановительные реакции или реакции восстановления-окисления — это реакции, в которых происходит обмен электронами:



Предыдущие реакции являются примерами других типов реакций (таких как реакции сочетания, горения и однократного замещения), но все они являются окислительно-восстановительными реакциями. Все они связаны с переносом электронов от одного химического вещества к другому.Редокс-реакции участвуют в горении, ржавлении, фотосинтезе, дыхании, батареях и многом другом.

,

5.3: Типы химических реакций

Результаты обучения

  • Классифицирует реакцию как комбинацию, разложение, однократное замещение, двойное замещение или горение.
  • Предсказать продукты и уравновесить реакцию горения.

Многие химические реакции можно разделить на пять основных типов. Полное понимание этих типов реакций будет полезно для предсказания продуктов неизвестной реакции.Пять основных типов химических реакций — это комбинация, разложение, однократное замещение, двойное замещение и горение. Анализ реагентов и продуктов данной реакции позволит вам отнести ее к одной из этих категорий. Некоторые реакции можно отнести более чем к одной категории.

Комбинированные реакции

Реакция объединения , также известная как реакция синтеза , представляет собой реакцию, в которой два или более веществ объединяются с образованием единого нового вещества. Комбинированные реакции могут также называться реакциями синтеза. Общая форма комбинированной реакции:

\ [\ ce {A} + \ ce {B} \ rightarrow \ ce {AB} \]

Одна комбинационная реакция — это соединение двух элементов с образованием соединения. Твердый металлический натрий реагирует с газообразным хлором с образованием твердого хлорида натрия.

\ [2 \ ce {Na} \ left (s \ right) + \ ce {Cl_2} \ left (g \ right) \ rightarrow 2 \ ce {NaCl} \ left (s \ right) \]

Обратите внимание, что для того, чтобы правильно написать и сбалансировать уравнение, важно помнить о семи элементах, которые существуют в природе в виде двухатомных молекул (\ (\ ce {H_2} \), \ (\ ce {N_2} \), \ (\ ce {O_2} \), \ (\ ce {F_2} \), \ (\ ce {Cl_2} \), \ (\ ce {Br_2} \) и \ (\ ce {I_2} \)) ,

Одним из часто встречающихся видов комбинированной реакции является реакция элемента с кислородом с образованием оксида. Металлы и неметаллы легко реагируют с кислородом в большинстве условий. Магний быстро и резко реагирует при воспламенении, соединяясь с кислородом воздуха с образованием тонкого порошка оксида магния.

\ [2 \ ce {Mg} \ left (s \ right) + \ ce {O_2} \ left (g \ right) \ rightarrow 2 \ ce {MgO} \ left (s \ right) \]

Реакция разложения

Реакция разложения — это реакция, в которой соединение распадается на два или более простых вещества. Общая форма реакции разложения:

\ [\ ce {AB} \ rightarrow \ ce {A} + \ ce {B} \]

Большинство реакций разложения требуют ввода энергии в виде тепла, света или электричества.

Бинарные соединения — это соединения, состоящие всего из двух элементов. Самый простой вид реакции разложения — это когда бинарное соединение разлагается на элементы. Оксид ртути (II), красное твердое вещество, при нагревании разлагается с образованием ртути и газообразного кислорода.

\ [2 \ ce {HgO} \ left (s \ right) \ rightarrow 2 \ ce {Hg} \ left (l \ right) + \ ce {O_2} \ left (g \ right) \]

Реакция также считается реакцией разложения, даже если один или несколько продуктов все еще являются соединением.Карбонат металла разлагается на оксид металла и газообразный диоксид углерода. Например, карбонат кальция разлагается на оксид кальция и диоксид углерода.

\ [\ ce {CaCO_3} \ left (s \ right) \ rightarrow \ ce {CaO} \ left (s \ right) + \ ce {CO_2} \ left (g \ right) \]

Гидроксиды металлов разлагаются при нагревании с образованием оксидов металлов и воды. Гидроксид натрия разлагается с образованием оксида натрия и воды.

\ [2 \ ce {NaOH} \ left (s \ right) \ rightarrow \ ce {Na_2O} \ left (s \ right) + \ ce {H_2O} \ left (g \ right) \]

Реакции при однократной замене

Реакция однократного замещения — это реакция, в которой один элемент заменяет аналогичный элемент в соединении .Общая форма реакции однократного замещения (также называемой однократным вытеснением):

\ [\ ce {A} + \ ce {BC} \ rightarrow \ ce {AC} + \ ce {B} \]

В этой общей реакции элемент \ (\ ce {A} \) является металлом и заменяет элемент \ (\ ce {B} \), также металл, в соединении. Когда элемент, выполняющий замену, является неметаллом, он должен заменить другой неметалл в соединении, и общее уравнение принимает следующий вид:

\ [\ ce {Y} + \ ce {XZ} \ rightarrow \ ce {XY} + \ ce {Z} \]

\ (\ ce {Y} \) является неметаллом и заменяет неметалл \ (\ ce {Z} \) в соединении на \ (\ ce {X} \).

Магний является более химически активным металлом, чем медь. Когда полоса металлического магния помещается в водный раствор нитрата меди (II), она заменяет медь. Продуктами реакции являются водный раствор нитрата магния и твердая металлическая медь.

\ [\ ce {Mg} \ left (s \ right) + \ ce {Cu (NO_3) _2} \ left (aq \ right) \ rightarrow \ ce {Mg (NO_3) _2} \ left (aq \ right) + \ ce {Cu} \ left (s \ right) \]

Многие металлы легко вступают в реакцию с кислотами, и, когда они это делают, одним из продуктов реакции является газообразный водород.Цинк реагирует с соляной кислотой с образованием водного хлорида цинка и водорода (см. Рисунок ниже).

\ [\ ce {Zn} \ left (s \ right) + 2 \ ce {HCl} \ left (aq \ right) \ rightarrow \ ce {ZnCl_2} \ left (aq \ right) + \ ce {H_2} \ влево (г \ вправо) \]

Рисунок 10.6.1: Металлический цинк реагирует с соляной кислотой с выделением газообразного водорода в реакции однократного замещения.

Рисунок 10.6.2: На этом рисунке показано примерно 3 фунта металлического натрия, реагирующего с водой.Металлический натрий бурно реагирует при попадании в емкость с водой с выделением газообразного водорода. Большой кусок натрия часто выделяет столько тепла, что водород воспламеняется.

Реакция двойной замены

Реакция двойной замены — это реакция, в которой положительные и отрицательные ионы двух ионных соединений обмениваются местами с образованием двух новых соединений . Общая форма реакции двойного замещения (также называемой двойным вытеснением):

\ [\ ce {AB} + \ ce {CD} \ rightarrow \ ce {AD} + \ ce {CB} \]

В этой реакции \ (\ ce {A} \) и \ (\ ce {C} \) являются положительно заряженными катионами, а \ (\ ce {B} \) и \ (\ ce {D} \) являются отрицательно заряженными анионами.Реакции двойного замещения обычно происходят между веществами в водном растворе. Для протекания реакции одним из продуктов обычно является твердый осадок, газ или молекулярное соединение, такое как вода.

Осадок образуется в реакции двойного замещения, когда катионы одного из реагентов объединяются с анионами другого реагента с образованием нерастворимого ионного соединения. При смешивании водных растворов йодида калия и нитрата свинца (II) происходит следующая реакция.

\ [2 \ ce {KI} \ left (aq \ right) + \ ce {Pb (NO_3) _2} \ left (aq \ right) \ rightarrow 2 \ ce {KNO_3} \ left (aq \ right) + \ ce {PbI_2} \ left (s \ right) \]

Рисунок 10.6.3: Когда несколько капель нитрата свинца (II) добавляются к раствору иодида калия, сразу образуется желтый осадок иодида свинца (II) в реакции двойного замещения.

Реакция горения

Реакция горения — это реакция, при которой вещество реагирует с газообразным кислородом, выделяя энергию в виде света и тепла. Реакции горения должны включать \ (\ ce {O_2} \) в качестве одного реагента. При сгорании газообразного водорода образуется водяной пар (см. Рисунок ниже).

\ [2 \ ce {H_2} \ left (g \ right) + \ ce {O_2} \ left (g \ right) + 2 \ ce {H_2O} \ left (g \ right) \]

Обратите внимание, что эта реакция также квалифицируется как реакция комбинации.

Рисунок 10.6.4: Hindenburg был дирижаблем, заполненным водородом, который потерпел аварию при попытке приземления в Нью-Джерси в 1937 году.Водород немедленно загорелся, образовав огромный огненный шар, уничтожив дирижабль и убив 36 человек. Химическая реакция была простой: водород соединяется с кислородом с образованием воды.

Многие реакции горения происходят с углеводородом, соединением, состоящим исключительно из углерода и водорода. Продуктами сгорания углеводородов всегда являются углекислый газ и вода. Многие углеводороды используются в качестве топлива, поскольку при их сгорании выделяется очень большое количество тепловой энергии.Пропан \ (\ left (\ ce {C_3H_8} \ right) \) — газообразный углеводород, который обычно используется в качестве источника топлива в газовых грилях.

\ [\ ce {C_3H_8} \ left (g \ right) + 5 \ ce {O_2} \ left (g \ right) \ rightarrow 3 \ ce {CO_2} \ left (g \ right) + 4 \ ce {H_2O } \ left (g \ right) \]

Пример 10.6.1

Этанол можно использовать в качестве источника топлива в спиртовой лампе. Формула для этанола \ (\ ce {C_2H_5OH} \). Напишите сбалансированное уравнение горения этанола.

Решение:

Шаг 1. Спланируйте проблему.

Этанол и кислород — реагенты. Как и в случае с углеводородом, продуктами сгорания спирта являются диоксид углерода и вода.

Шаг 2: Решить.

Запишите скелетные уравнения: \ (\ ce {C_2H_5OH} \ left (l \ right) + \ ce {O_2} \ left (g \ right) \ rightarrow \ ce {CO_2} \ left (g \ right) + \ ce {H_2O} \ left (g \ right) \)

Сбалансируйте уравнение.

\ [\ ce {C_2H_5OH} \ left (l \ right) + 3 \ ce {O_2} \ left (g \ right) \ rightarrow 2 \ ce {CO_2} \ left (g \ right) + 3 \ ce {H_2O } \ left (g \ right) \]

Шаг 3. Подумайте о своем результате.

В реакциях горения в качестве реагента должен использоваться кислород. Обратите внимание, что получаемая вода находится в газообразном состоянии, а не в жидком, из-за высоких температур, сопровождающих реакцию горения.

Авторы

  • Фонд CK-12 Шэрон Бьюик, Ричард Парсонс, Тереза ​​Форсайт, Шонна Робинсон и Жан Дюпон.

  • Эллисон Соулт, Ph.D. (Департамент химии, Университет Кентукки)

,

химических реакций — определение, уравнения, типы и примеры

    • Классы
      • Класс 1-3
      • Класс 4-5
      • Класс 6-10
      • Класс 11-12
    • КОНКУРЕНТНЫЙ ЭКЗАМЕН
      • BNAT 000 NC
        • BNAT 000 Книги
          • Книги NCERT для класса 5
          • Книги NCERT для класса 6
          • Книги NCERT для класса 7
          • Книги NCERT для класса 8
          • Книги NCERT для класса 9
          • Книги NCERT для класса 10
          • Книги NCERT для класса 11
          • Книги NCERT для класса 12
        • NCERT Exemplar
          • NCERT Exemplar Class 8
          • NCERT Exemplar Class 9
          • NCERT Exemplar Class 10
          • NCERT Exemplar Class 11
          • NCERT Exemplar Class 11
          • NCERT 9000 9000
          • NCERT
            • Решения RS Aggarwal, класс 12
            • Решения RS Aggarwal, класс 11
            • Решения RS Aggarwal, класс 10
              • 90 003 Решения RS Aggarwal класса 9
            • Решения RS Aggarwal класса 8
            • Решения RS Aggarwal класса 7
            • Решения RS Aggarwal класса 6
          • Решения RD Sharma
            • RD Sharma Class 6 Решения
            • Решения RD Sharma
            • Решения RD Sharma класса 8
            • Решения RD Sharma класса 9
            • Решения RD Sharma класса 10
            • Решения RD Sharma класса 11
            • Решения RD Sharma класса 12
          • PHYSICS
            • Механика
            • Оптика
            • Термодинамика Электромагнетизм
          • ХИМИЯ
            • Органическая химия
            • Неорганическая химия
            • Периодическая таблица
          • MATHS
            • Теорема Пифагора
              • 0003000300030004
            • Простые числа
            • Взаимосвязи и функции
            • Последовательности и серии
            • Таблицы умножения
            • Детерминанты и матрицы
            • Прибыль и убыток
            • Полиномиальные уравнения
            • Деление фракций
          • 000
          • 000
          • 000
          • 000
          • 000 BIOG3000
                FORMULAS
                • Математические формулы
                • Алгебраные формулы
                • Тригонометрические формулы
                • Геометрические формулы
              • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
                • Математические калькуляторы
                • 000 PBS4000
                • 000
                • 000 Физические калькуляторы
                • 000
                • 000
                • 000 PBS4000
                • 000
                • 000 Калькуляторы для химии
                  • Класс 6
                • Образцы бумаги CBSE для класса 7
                • Образцы бумаги CBSE для класса 8
                • Образцы бумаги CBSE для класса 9
                • Образцы бумаги CBSE для класса 10
                • Образцы бумаги CBSE для класса 11
                • Образцы бумаги CBSE чел. для класса 12
              • CBSE — вопросник за предыдущий год
                • CBSE — вопросник за предыдущий год — класс 10
                • CBSE — за предыдущий год — класс 12
              • HC Verma Solutions
                • HC Verma Solutions Class 11 Physics
                • HC Verma Solutions Class 12 Physics
              • Lakhmir Singh Solutions
        .

        типов химических реакций | Owlcation

        Что такое химические реакции?

        Химические реакции происходят на молекулярном уровне, когда атомы и молекулы вещей, с которыми вы начинаете (реагенты), превращаются во что-то новое (продукты). Все химические реакции можно разделить на шесть различных категорий:

        • Горение
        • Синтез
        • Разложение
        • Одинарное вытеснение
        • Двойное вытеснение
        • Кислотно-щелочная нейтрализация

        Каждая из этих реакций имеет уникальные характеристики.основываясь на определенных критериях, вы сможете определить, какая реакция происходит.

        Реакции горения

        Реакции горения всегда включают две вещи: кислород как реагент и энергию (в виде тепла) как продукт. В большинстве случаев их продукты включают двуокись углерода (CO 2 ) и воду (H 2 O). Эти реакции часто связаны с чем-то явно горящим или взрывающимся, что делает их довольно привлекательными, как видно на видео справа.

        Примеры:

        Горящий метанол (медицинский спирт)

        CH 3 OH + O 2 -> CO 2 + 2H 2 O + HEAT

        Горящий нафталин:

        C 10 H 8 + 12 O 2 —> 10 CO 2 + 4H 2 O + ТЕПЛО

        Реакции синтеза

        Реакции синтеза — это когда две (или более) одноэлементные молекулы объединяются в одну большую молекулу. Это что-то вроде противоположности реакции разложения.

        Примеры:

        Серебряная ложка тускнеет. Серебро реагирует с серой в воздухе, образуя сульфид серебра, черный материал, который мы называем тусклостью.

        2Ag + S -> Ag 2 S

        Железный пруток ржавеет. Железо реагирует с кислородом воздуха, образуя ржавчину.

        4Fe + 3O 2 -> 2Fe 2 O 3

        Реакции разложения

        Реакции разложения — это когда одна большая молекула распадается или распадается на множество частей.Это может происходить в результате естественных процессов (таких как естественная ферментация или период полураспада ядер) или с помощью катализатора.

        Примеры:

        Ферментация — глюкоза (простой сахар) сбраживается до этилового спирта и диоксида углерода. Сахар в винограде или из зерновых ферментов (с дрожжами в качестве катализатора) для получения спирта и углекислого газа. Углекислый газ — это газ, который вырывается из пива или шампанского.

        C 6 H 12 O 6 -> 2C 2 H 5 OH + 2CO 2

        Реакции одиночного смещения

        Реакции смещения можно рассматривать как людей, идущих на вечеринку.Единичная реакция смещения похожа на то, когда парень и девушка вместе приходят на вечеринку, а затем один из них уходит с другим человеком.

        Почти все реакции кислота-металл являются реакциями однократного замещения.

        Примеры:

        Нитрат серебра и цинк производят серебро и нитрат цинка

        2AgNO 3 + Zn -> 2Ag + Zn (NO 3 ) 2

        Алюминий и хлористоводородная кислота производят хлорид алюминия и газообразный водород (см. реакцию на видео)

        2Al + 6HCl -> 2AlCl 3 + 3H 2

        Реакции двойного вытеснения

        Реакции двойного вытеснения похожи на вечеринку «свингеров».В группу входят две пары элементов, прикрепленные друг к другу, но в итоге обе попадают в группу с кем-то еще из другой пары.

        Примеры:

        Оксид железа (ржавчина) и соляная кислота образуют хлорид железа и воду

        Fe 2 O 3 + 6HCl -> 2FeCl 3 + 3H 2 O

        Реакции кислотно-основной нейтрализации

        Кислотно-основные реакции обычно представляют собой особый тип реакции двойного вытеснения, при котором образуется вода.

        Примеры:

        Антацид (гидроксид кальция) нейтрализует желудочную кислоту (соляная кислота).

        Ca (OH) 2 + 2HCl -> CaCl 2 + 2H 2 O

        Уксус и пищевая сода

        CH 3 COOH + NaHCO 3 -> H 2 O + NaOCOCH 3 + CO 2 (обратите внимание, что это выглядит как реакция горения, поскольку в качестве продуктов используются вода и диоксид углерода, но не выделяет тепло)

        Как узнать какой?

        Я создал удобную блок-схему, расположенную ниже, как раз для такого вопроса.Я сделал его сам и разрешаю любому использовать его для любых целей.

        ,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *