Лекция 6. Химические реакции

Занятие по общей и неорганической химии

План занятия

• Формулирование темы и цели занятия
• Изучение нового материала
• Практические задания
• Закрепление пройденного материала

Формулирование темы и цели занятия

• Чтобы узнать тему занятия, выполним несколько заданий

1 задание – Загадки

• ''Она идет'', ''она прошла'', никто ни скажет, что пришла
• Пусть математик удивится: один прибавить к одному, у химика – один
• Скажите, что это такое: один нырнул, а всплыло – двое

Формулирование темы и цели занятия

• Закрепим полученный результат

2 задание – Схемы

• A + B = C –
• C = A + B –
• AB + CD = AC + BD –
• AB + C = AC + B –
• Итак, давайте сформулируем тему занятия

Тема:

Классификация химических

реакций

реакция соединения

реакция разложения

реакция обмена

реакция замещения

Изучение нового материала

• Рассмотренные типы химических реакций проходят либо с образованием простых веществ из сложного, либо наоборот.
• То есть зависят от числа и состава реагентов и продуктов реакции
• Далее мы познакомимся с другими вариантами классификации химических реакций

Классификация по наличию катализатора

1. Каталитические

- реакции, для протекания которых требуется применение катализатора.

- реакции, которые протекают самопроизвольно без катализаторов.

2. Некаталитические

Классификация по числу фаз, в которых находятся участники реакции

1. Гомогенные (однофазные) реакции

К гомогенным относят реакции, протекающие в газовой фазе, и целый ряд реакций, протекающих в растворах.

В таких системах взаимодействие происходит во всем объёме реакционной смеси, не существует границ раздела между фазами:

H 2 (г)+ Cl 2 (г)= 2HCl(г)

NaОН(р-р) + НСl(p-p) = NaСl(p-p) + Н 2 О(ж)

2. Гетерогенные (многофазные) реакции

К гетерогенным относятся реакции, в которых реагенты и продукты реакции находятся в разных фазах. В таких системах существует граница раздела между фазами, но которой и происходит взаимодействие.

Например:

газ/жидкость

CO 2 (г) + NaOH(p-p) = NaHCO 3 (p-p).

газ/тв. вещество

СO 2 (г) + СаО(тв) = СаСO 3 (тв).

жидкость/твёрдое в-во/газ

СаСО 3 (тв)+2HCl(р-р)=СaCl 2 (р-р) +CO 2 (г)+H 2 O(ж)

Классификация реакций по типу переносимых частиц

1. Протеолитические реакции и реакции обмена

– это реакции, в которых не происходит изменения степеней окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ. Это реакции обмена и гидролиза:

ZnO + Н 2 SО 4 = ZnSО 4 + Н 2 О,

СrСl 3 + 3NаОН = Сr(ОН) 3 + 3NаСl

К 2 СО 3 + Н 2 О ⇄ КНСО 3 + КОН

Са 3 Р 2 + 6Н 2 О = 3Са(ОН) 2 + 2РН 3

– это реакции, в которых реагирующие вещества обмениваются электронами, при этом меняются степени окисления элементов в составе реагирующих веществ. Например:

2. Окислительно-восстановительные реакции

2Са + О 2 = 2СаО

8HNO 3 + 3Cu = 3Cu(NO 3 ) 2 + 2NO + 4H 2 O

Классификация по возможности протекания реакции в прямом и обратном направлении

1) Обратимые реакции

Обратимыми называют такие химические процессы, продукты которых способны реагировать друг с другом в тех же условиях, в которых они получены, с образованием исходных веществ, т.е. реакция может протекать как в прямом, так и в обратном направлении.

Примеры обратимых реакций:

Реакция этерификации; реакции гидролиза; гидрирование-дегидрирование, гидратация-дегидратация; получение аммиака из простых веществ, окисление сернистого газа, получение галогеноводородов (кроме фтороводорода) и сероводорода; синтез метанола; получение и разложение карбонатов и гидрокарбонатов, и т.д.

Необратимыми называют такие химические процессы, продукты которых не способны реагировать друг с другом с образованием исходных веществ.

Примерами необратимых реакций могут служить:

разложение бертолетовой соли при нагревании: 2КСlО 3 → 2КСl + 3О 2 ↑,

все реакции горения;

реакции, идущие со взрывом;

реакции щелочных металлов в водных растворах;

обменные реакции, идущие с выделением осадка и газа;

2) Необратимые реакции

образование фтороводорода из простых веществ.

0): С +О 2 = СО 2 + Q   К экзотермическим реакциям относятся :   реакции горения;   реакция нейтрализации;     реакции щелочных металлов в растворах; реакции, идущие со взрывом, самовоспламенение;     образование более устойчивых веществ из неустойчивых; образование аммиака;     окисление SO 2 в SO 3 ; получение метанола;     «вулканчик»; алюмотермия.   2) Эндотермические реакции   Эндотермические реакции – это реакции, протекающие с поглощением энергии в форме теплоты (Q 2 +О 2 = 2NО – Q К эндотермическим реакциям относятся : реакции разложения, требующие длительного нагревания; процессы, идущие только при нагревании; реакция гидролиза; реакции, идущие при очень высоких температурах или в электрическом разряде (превращение кислорода в озон, реакция азота с кислородом) " width="640"

Классификация по знаку теплового эффекта реакции

1) Экзотермические реакции

Экзотермические реакции – это реакции, протекающие с выделением энергии в форме теплоты (Q0): С +О 2 = СО 2 + Q

К экзотермическим реакциям относятся :

реакции горения;

реакция нейтрализации;

реакции щелочных металлов в растворах;

реакции, идущие со взрывом, самовоспламенение;

образование более устойчивых веществ из неустойчивых;

образование аммиака;

окисление SO 2 в SO 3 ;

получение метанола;

«вулканчик»;

алюмотермия.

  2) Эндотермические реакции

Эндотермические реакции – это реакции, протекающие с поглощением энергии в форме теплоты (Q 2 +О 2 = 2NО – Q

К эндотермическим реакциям относятся :

реакции разложения, требующие длительного нагревания;

процессы, идущие только при нагревании;

реакция гидролиза;

реакции, идущие при очень высоких температурах или в электрическом разряде (превращение кислорода в озон, реакция азота с кислородом)

Практические задания

• Необходимо определить, к какому типу относятся приведенные реакции и дописать продукты реакций. Не забывайте также про соблюдение закона сохранения массы веществ.
• СаСО 3 + СО 2 + Н 2 О =
• Fе + 3Сl 2 =
• Н 2 O 2 =
• C 4 H 10 =
• Аl + Fe 2 O 3 =
• СаСО 3 + SiO 2 =
• ZnO + Н 2 SО 4 =
• СrСl 3 + 3NаОН =

Практические задания

• необходимо проанализировать и определить, к каким типам относится данная реакция
• Pb(NO 3 ) 2 (тв)  PbO(тв) + NO 2 (г) + O 2 (г) – Q

Решение:

• реакция разложения;
• окислительно-восстановительная;
• гетерогенная (газотвёрдофазная);
• эндотермическая;
• необратимая

Закрепление пройденного материала

1. К реакциям ионного обмена относится реакция между:

а) нитратом серебра и хлоридом натрия;

б) карбонатом кальция и кремниевой кислотой;

в) нитратом натрия и хлоридом меди (II);

г) гидроксидом меди (II) и оксидом серы(VI)

2. Реакция N 2 + O 2 ↔ 2NO - Q, является:

а) окислительно-восстановительной;

б) экзотермической;

в) необратимой;

г) обмена.

Закрепление пройденного материала

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

а) замещения, экзотермическим;

б) соединения, экзотермическим;

в) обмена, эндотермическим;

г) соединения, эндотермическим.

4. Гомогенной является реакция:

а) 2Fe +3H 2 O = Fe 2 O3 +3H 2 ;

б) CO 2 + 2NaOH = Na 2 CO 3 + H 2 O;

в) CuO + H 2 = Cu + H 2 O;

г) H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + 2H 2 O

Закрепление пройденного материала

5. К реакциям, идущим без изменения степени окисления, относится реакция между:

а) железом и серой;

б) барием и серной кислотой;

в) оксидом бария и оксидом серы(IV);

г) оксида серы (IV) и кислородом;

6. Необратимой является реакция:

а) разложения угольной кислоты;

б) получения аммиака из простых веществ;

в) разложения гидроксида меди(II);

г) взаимодействие азота с кислородом