Номер 1, страница 58 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 12. Классификация химических реакций. Глава III. Химические реакции - номер 1, страница 58.

Условие.

1. Охарактеризуйте основные типы химических реакций по их важнейшим признакам. Приведите примеры.

Решение.

Решение 2.

Химические реакции — это процессы, в результате которых из одних веществ (реагентов) образуются другие вещества (продукты), отличающиеся от исходных по составу и/или строению. Существует несколько классификаций химических реакций по различным признакам.

Классификация по числу и составу исходных веществ и продуктов реакции

Данная классификация основана на изменении состава и количества реагентов и продуктов.

• Реакции соединения — реакции, при которых из двух или нескольких простых или сложных веществ образуется одно более сложное вещество. Общая схема: $A + B \rightarrow C$.

  Пример: взаимодействие оксида серы(IV) с кислородом с образованием оксида серы(VI).

  $2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$

  Пример: гашение извести (взаимодействие оксида кальция с водой).

  $CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$

• Реакции разложения — реакции, при которых из одного сложного вещества образуется два или более новых, более простых веществ. Общая схема: $C \rightarrow A + B$.

  Пример: разложение карбоната кальция (известняка) при нагревании.

  $CaCO_3 \xrightarrow{t} CaO + CO_2\uparrow$

  Пример: разложение воды под действием электрического тока.

  $2H_2O \xrightarrow{электролиз} 2H_2\uparrow + O_2\uparrow$

• Реакции замещения — реакции между простым и сложным веществами, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Общая схема: $A + BC \rightarrow AC + B$.

  Пример: взаимодействие железа с раствором сульфата меди(II).

  $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

  Пример: взаимодействие натрия с водой.

  $2Na + 2H_2O \rightarrow 2NaOH + H_2\uparrow$

• Реакции обмена — реакции между двумя сложными веществами, которые обмениваются своими составными частями. Общая схема: $AB + CD \rightarrow AD + CB$. Как правило, они протекают в растворах и идут до конца, если образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество (например, вода).

  Пример: реакция нейтрализации между кислотой и щелочью.

  $H_2SO_4 + 2KOH \rightarrow K_2SO_4 + 2H_2O$

  Пример: образование нерастворимого сульфата бария.

  $BaCl_2 + Na_2SO_4 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Ответ: По признаку изменения числа и состава веществ реакции делятся на четыре основных типа: соединения, разложения, замещения и обмена.

Классификация по изменению степеней окисления

Эта классификация основана на том, происходит ли перенос электронов между атомами в ходе реакции.

• Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) — реакции, которые протекают с изменением степеней окисления атомов одного или нескольких элементов. В таких реакциях происходит одновременный процесс окисления (отдачи электронов) и восстановления (принятия электронов).

  Пример: горение водорода в хлоре.

  $H_2^0 + Cl_2^0 \rightarrow 2H^{+1}Cl^{-1}$. Водород окисляется, хлор восстанавливается.

• Реакции, протекающие без изменения степеней окисления — реакции, в ходе которых степени окисления всех элементов остаются постоянными.

  Пример: взаимодействие оксида фосфора(V) с гидроксидом калия.

  $P_2^{+5}O_5^{-2} + 6K^{+1}O^{-2}H^{+1} \rightarrow 2K_3^{+1}P^{+5}O_4^{-2} + 3H_2^{+1}O^{-2}$

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

Классификация по тепловому эффекту

Данная классификация описывает энергетические изменения, сопровождающие химическую реакцию.

• Экзотермические реакции — реакции, протекающие с выделением теплоты в окружающую среду ($+Q$). Изменение энтальпии системы при этом отрицательно ($\Delta H < 0$).

  Пример: горение метана.

  $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O + Q$

• Эндотермические реакции — реакции, протекающие с поглощением теплоты из окружающей среды ($-Q$). Изменение энтальпии системы положительно ($\Delta H > 0$).

  Пример: синтез оксида азота(II) из простых веществ.

  $N_2 + O_2 \xrightarrow{t} 2NO - Q$

Ответ: По тепловому эффекту реакции делятся на экзотермические (с выделением теплоты) и эндотермические (с поглощением теплоты).

Классификация по другим признакам

Существуют и другие важные признаки классификации:

• По обратимости: реакции делятся на необратимые (протекающие только в одном направлении до полного расходования одного из реагентов, например, $KCl + AgNO_3 \rightarrow AgCl\downarrow + KNO_3$) и обратимые (протекающие одновременно в прямом и обратном направлениях, например, синтез аммиака: $N_2 + 3H_2 \rightleftarrows 2NH_3$).

• По участию катализатора: реакции бывают каталитические (протекающие с участием катализатора, который ускоряет реакцию, но не расходуется, например, разложение пероксида водорода в присутствии $MnO_2$: $2H_2O_2 \xrightarrow{MnO_2} 2H_2O + O_2\uparrow$) и некаталитические (протекающие без катализатора, например, реакция натрия с водой).

• По фазовому составу: реакции делятся на гомогенные (реагенты и продукты находятся в одной фазе, например, газовой: $2SO_2(г) + O_2(г) \rightarrow 2SO_3(г)$) и гетерогенные (реагенты и продукты находятся в разных фазах, например, $C(тв) + O_2(г) \rightarrow CO_2(г)$).

Ответ: Реакции также классифицируют по обратимости (обратимые и необратимые), участию катализатора (каталитические и некаталитические) и фазовому состоянию участников (гомогенные и гетерогенные).