Номер 1, страница 90 - гдз по химии 11 класс учебник Кузнецова, Левкин

Вопросы и задания. Параграф 11. Классификация реакций в неорганической и органической химии. Глава 4. Химические реакции - номер 1, страница 90.

Условие.

1. Перечислите критерии, в соответствии с которыми можно классифицировать химические реакции.

Решение.

Решение 2.

Химические реакции классифицируют на основе нескольких ключевых критериев, которые описывают различные аспекты их протекания. Ниже перечислены основные из них.

1. По числу и составу исходных веществ и продуктов реакции

Этот критерий основан на изменении структуры и количества реагентов и продуктов. В неорганической химии по этому признаку выделяют четыре основных типа реакций:

• Реакции соединения: из двух или более, как правило, простых веществ образуется одно сложное вещество. Схема реакции: $A + B \rightarrow C$. Пример: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$.
• Реакции разложения: из одного сложного вещества образуется два или более простых или сложных веществ. Схема реакции: $A \rightarrow B + C$. Пример: $2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$.
• Реакции замещения: атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Схема реакции: $A + BC \rightarrow AC + B$. Пример: $Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2\uparrow$.
• Реакции обмена: два сложных вещества обмениваются своими составными частями (ионами или атомными группами). Схема реакции: $AB + CD \rightarrow AD + CB$. Пример: $NaOH + HNO_3 \rightarrow NaNO_3 + H_2O$.

2. По тепловому эффекту реакции

Классификация по тепловому эффекту ($Q$) или изменению энтальпии ($\Delta H$) разделяет реакции на две группы:

• Экзотермические реакции: протекают с выделением теплоты в окружающую среду ($Q > 0$, $\Delta H < 0$). К ним относятся реакции горения, нейтрализации, соединение активных металлов с неметаллами. Пример: $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O + Q$.
• Эндотермические реакции: протекают с поглощением теплоты из окружающей среды ($Q < 0$, $\Delta H > 0$). К ним относятся многие реакции разложения, например, разложение нитратов или карбонатов. Пример: $N_2 + O_2 \rightarrow 2NO - Q$.

3. По изменению степеней окисления элементов

Этот критерий делит все реакции на:

• Окислительно-восстановительные реакции (ОВР): реакции, в ходе которых хотя бы два элемента изменяют свои степени окисления. Включают процессы окисления (отдача электронов) и восстановления (принятие электронов). Все реакции замещения и многие реакции соединения и разложения являются ОВР. Пример: $2\overset{+1}{K}\overset{+7}{Mn}\overset{-2}{O_4} \xrightarrow{t} \overset{+1}{K_2}\overset{+6}{Mn}\overset{-2}{O_4} + \overset{+4}{Mn}\overset{-2}{O_2} + \overset{0}{O_2}$.
• Реакции, протекающие без изменения степеней окисления: к ним относятся все реакции обмена и ионного обмена, а также некоторые реакции соединения и разложения. Пример: $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$. Здесь все элементы сохраняют свои степени окисления.

4. По направлению протекания

По способности протекать в прямом и обратном направлениях реакции бывают:

• Необратимые реакции: протекают практически до конца только в одном направлении. Это происходит, если один из продуктов уходит из сферы реакции: выпадает в осадок ($\downarrow$), выделяется в виде газа ($\uparrow$) или образуется малодиссоциирующее вещество (например, вода). Пример: $BaCl_2 + H_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2HCl$.
• Обратимые реакции: протекают одновременно в двух противоположных направлениях (прямом и обратном) в данных условиях. Со временем система приходит в состояние химического равновесия. В уравнениях таких реакций используют знак обратимости ($\rightleftharpoons$). Пример: $N_2(г) + 3H_2(г) \rightleftharpoons 2NH_3(г)$.

5. По участию катализатора

Катализатор — это вещество, которое изменяет скорость реакции (как правило, ускоряет), но само при этом не расходуется.

• Каталитические реакции: протекают с участием катализатора. Пример: $2SO_2 + O_2 \xrightarrow{V_2O_5} 2SO_3$.
• Некаталитические реакции: протекают без участия катализатора. Пример: $Mg + 2HCl \rightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$.

6. По фазовому составу (агрегатному состоянию) реагентов

Этот критерий учитывает, в одной или в разных фазах находятся реагирующие вещества.

• Гомогенные (однородные) реакции: все реагенты и продукты находятся в одной фазе (например, все вещества в газовой фазе или в одном растворе). Пример: $H_2(г) + I_2(г) \rightleftharpoons 2HI(г)$.
• Гетерогенные (неоднородные) реакции: реагенты и продукты находятся в разных фазах (например, твердое вещество и газ, жидкость и газ, твердое вещество и жидкость). Реакция протекает на границе раздела фаз. Пример: $C(тв) + O_2(г) \rightarrow CO_2(г)$.

Ответ:

Химические реакции можно классифицировать по следующим критериям: 1) по числу и составу исходных веществ и продуктов (реакции соединения, разложения, замещения, обмена); 2) по тепловому эффекту (экзотермические и эндотермические); 3) по изменению степеней окисления (окислительно-восстановительные и реакции без изменения степеней окисления); 4) по направлению (обратимые и необратимые); 5) по участию катализатора (каталитические и некаталитические); 6) по фазовому состоянию реагентов (гомогенные и гетерогенные).