Вопрос ✔, страница 52 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Каждое мгновение в живой и неживой природе протекает множество реакций, которые классифицируют по разным признакам. Каким?

Химические реакции, протекающие в живой и неживой природе, классифицируют по нескольким основным признакам. Рассмотрим каждый из них.

По числу и составу исходных веществ и продуктов реакции

Этот признак лежит в основе одной из самых первых классификаций. В зависимости от того, как меняется состав и количество реагентов и продуктов, выделяют четыре основных типа реакций:

• Реакции соединения: из двух или нескольких простых или сложных веществ образуется одно более сложное вещество. Схема: $A + B \rightarrow AB$. Пример: $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$.
• Реакции разложения: из одного сложного вещества образуется два или более новых, простых или сложных веществ. Схема: $AB \rightarrow A + B$. Пример: $CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2$.
• Реакции замещения: атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Схема: $A + BC \rightarrow AC + B$. Пример: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$.
• Реакции обмена: два сложных вещества обмениваются своими составными частями. Схема: $AB + CD \rightarrow AD + CB$. Пример: $AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$.

Ответ: Реакции классифицируют по числу и составу реагентов и продуктов на реакции соединения, разложения, замещения и обмена.

По изменению степеней окисления химических элементов

Этот признак делит все реакции на две большие группы:

• Окислительно-восстановительные реакции (ОВР): реакции, в ходе которых изменяются степени окисления у атомов одного или нескольких элементов. Это происходит за счет перехода электронов от одних атомов (восстановителей) к другим (окислителям). Пример: $2\overset{0}{Na} + \overset{0}{Cl}_2 \rightarrow 2\overset{+1}{Na}\overset{-1}{Cl}$.
• Реакции, протекающие без изменения степеней окисления: к ним относятся, например, все реакции ионного обмена, многие реакции разложения и соединения, где валентность элементов не меняется. Пример: $\overset{+1}{Na}\overset{-2}{O}\overset{+1}{H} + \overset{+1}{H}\overset{-1}{Cl} \rightarrow \overset{+1}{Na}\overset{-1}{Cl} + \overset{+1}{H}_2\overset{-2}{O}$.

Ответ: По изменению степеней окисления реакции делятся на окислительно-восстановительные и реакции, протекающие без изменения степеней окисления.

По тепловому эффекту

Этот признак описывает энергетику химического процесса:

• Экзотермические реакции: протекают с выделением теплоты в окружающую среду. Тепловой эффект $Q > 0$, а изменение энтальпии системы $\Delta H < 0$. К ним относится большинство реакций горения, соединения. Пример: $C + O_2 \rightarrow CO_2 + Q$.
• Эндотермические реакции: протекают с поглощением теплоты из окружающей среды. Тепловой эффект $Q < 0$, а изменение энтальпии системы $\Delta H > 0$. К ним относится большинство реакций разложения. Пример: $N_2 + O_2 \rightarrow 2NO - Q$.

Ответ: По тепловому эффекту реакции бывают экзотермическими (с выделением тепла) и эндотермическими (с поглощением тепла).

По направлению протекания

Этот признак характеризует полноту протекания реакции:

• Необратимые реакции: протекают только в одном направлении и идут практически до конца, то есть до полного израсходования одного из исходных веществ. Это реакции, в результате которых образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество (например, вода). Пример: $BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$.
• Обратимые реакции: протекают одновременно в прямом и обратном направлениях. В системе устанавливается химическое равновесие, когда скорости прямой и обратной реакций становятся равными. В уравнениях таких реакций используют знак обратимости. Пример: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$.

Ответ: По направлению реакции делятся на необратимые (идущие до конца в одном направлении) и обратимые (идущие одновременно в прямом и обратном направлениях).

По агрегатному состоянию реагирующих веществ (по фазовому составу)

Этот признак важен для кинетики и механизма реакций:

• Гомогенные реакции: все реагирующие вещества и продукты находятся в одной фазе (газовой или жидкой). Реакция протекает во всем объеме системы. Пример: $2SO_{2(г)} + O_{2(г)} \rightarrow 2SO_{3(г)}$.
• Гетерогенные реакции: реагирующие вещества находятся в разных фазах (например, твердое вещество и жидкость, газ и жидкость, газ и твердое вещество). Реакция протекает на границе раздела фаз. Пример: $S_{(тв)} + O_{2(г)} \rightarrow SO_{2(г)}$.

Ответ: По агрегатному состоянию веществ реакции бывают гомогенными (в одной фазе) и гетерогенными (в разных фазах).

По участию катализатора

Этот признак указывает на наличие или отсутствие веществ, изменяющих скорость реакции:

• Каталитические реакции: протекают с участием катализаторов — веществ, которые ускоряют реакцию, но сами при этом не расходуются. Катализаторы широко используются в промышленности и являются основой биохимических процессов (ферменты — биологические катализаторы). Пример: $2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow$.
• Некаталитические реакции: протекают без участия катализатора.

Ответ: По участию катализатора реакции делятся на каталитические и некаталитические.