Вопрос, страница 86 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Задания в параграфе. Параграф 11. Классификация реакций в неорганической и органической химии. Глава 4. Химические реакции - страница 86.

Условие.

Что такое химические реакции?

Каковы признаки химических реакций?

По каким критериям можно классифицировать реакции?

Решение.

Решение 2.

Что такое химические реакции?

Химические реакции (или химические явления) — это процессы, в результате которых из одних веществ, называемых реагентами, образуются другие вещества, называемые продуктами, отличающиеся от исходных по составу и/или строению.

В основе любой химической реакции лежит перегруппировка атомов, которая происходит за счет разрыва старых химических связей в молекулах реагентов и образования новых химических связей в молекулах продуктов. При этом ядра атомов остаются неизменными, а значит, сами химические элементы сохраняются (согласно закону сохранения массы). Например, при горении природного газа (метана) происходит реакция с кислородом:
$CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$
Атомы углерода, водорода и кислорода не исчезают, а лишь образуют новые молекулы — углекислый газ и воду.

Важно отличать химические реакции от физических явлений (например, плавление льда, кипение воды, испарение). При физических явлениях изменяется только агрегатное состояние вещества или его форма, но состав молекул остается прежним.

Ответ: Химические реакции — это процессы превращения одних веществ в другие, сопровождающиеся изменением их состава и строения из-за перегруппировки атомов и образования новых химических связей.

Каковы признаки химических реакций?

О протекании химической реакции можно судить по ряду внешних признаков. Хотя один признак не всегда является стопроцентным доказательством, их совокупность обычно однозначно указывает на химическое превращение. Основные признаки химических реакций:

• Изменение цвета. Например, при добавлении раствора йода к крахмалу появляется синее окрашивание, а при ржавлении железо (серое) превращается в ржавчину (буро-коричневую).
• Выделение газа. Часто наблюдается в виде пузырьков. Например, реакция соды с уксусом: $CH_3COOH + NaHCO_3 \rightarrow CH_3COONa + H_2O + CO_2\uparrow$.
• Образование или растворение осадка. Осадок — это нерастворимое в данной среде вещество. Например, при смешивании растворов хлорида натрия и нитрата серебра выпадает белый творожистый осадок хлорида серебра: $AgNO_3 + NaCl \rightarrow AgCl\downarrow + NaNO_3$.
• Выделение или поглощение теплоты. Реакции, идущие с выделением тепла, называются экзотермическими (например, горение дров). Реакции, идущие с поглощением тепла из окружающей среды, называются эндотермическими (например, растворение нитрата аммония в воде, что вызывает охлаждение).
• Появление света. Некоторые реакции, особенно горения, сопровождаются свечением (например, горение магния).
• Появление запаха. Образование нового вещества с характерным запахом, например, при протухании яйца появляется запах сероводорода ($H_2S$).

Ответ: Признаками химических реакций являются: изменение цвета, выделение газа, образование осадка, выделение или поглощение тепла (иногда со светом), появление запаха.

По каким критериям можно классифицировать реакции?

Химические реакции классифицируют по нескольким основным критериям для их систематизации и изучения.

• По числу и составу исходных и конечных веществ:
  • Реакции соединения: из двух или нескольких простых или сложных веществ образуется одно более сложное. Пример: $2Cu + O_2 \rightarrow 2CuO$.
  • Реакции разложения: из одного сложного вещества образуется несколько более простых. Пример: $CaCO_3 \xrightarrow{t^\circ} CaO + CO_2\uparrow$.
  • Реакции замещения: атомы простого вещества замещают атомы в сложном веществе. Пример: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$.
  • Реакции обмена: два сложных вещества обмениваются своими составными частями. Пример: $KOH + HCl \rightarrow KCl + H_2O$.
• По тепловому эффекту:
  • Экзотермические: протекают с выделением теплоты ($+Q$). Пример: $C(тв) + O_2(г) \rightarrow CO_2(г) + 394 \text{ кДж}$.
  • Эндотермические: протекают с поглощением теплоты ($-Q$). Пример: $N_2(г) + O_2(г) \rightarrow 2NO(г) - 180 \text{ кДж}$.
• По изменению степеней окисления химических элементов:
  • Окислительно-восстановительные (ОВР): реакции, в которых элементы изменяют свои степени окисления. Пример: $2\overset{0}{Na} + \overset{0}{Cl_2} \rightarrow 2\overset{+1}{Na}\overset{-1}{Cl}$.
  • Реакции, идущие без изменения степеней окисления. К ним относятся все реакции обмена и некоторые реакции соединения/разложения. Пример: $BaO + H_2O \rightarrow Ba(OH)_2$.
• По направлению протекания:
  • Необратимые: идут практически до конца в одном направлении (когда образуется осадок, газ или вода). Пример: $H_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$.
  • Обратимые: протекают одновременно в прямом и обратном направлениях. Пример: $N_2 + 3H_2 \rightleftharpoons 2NH_3$.
• По участию катализатора:
  • Каталитические: протекают с участием катализатора (вещества, ускоряющего реакцию, но не расходующегося в ней). Пример: $2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow$.
  • Некаталитические: протекают без участия катализатора.

Ответ: Реакции можно классифицировать по следующим критериям: по числу и составу реагентов и продуктов (соединения, разложения, замещения, обмена); по тепловому эффекту (экзо- и эндотермические); по изменению степеней окисления (окислительно-восстановительные и не ОВР); по направлению (обратимые и необратимые); по участию катализатора (каталитические и некаталитические).