Страница 74 - гдз по химии 8 класс учебник Рудзитис, Фельдман

1. Напишите по два уравнения каждого из известных вам типов химических реакций и объясните их с точки зрения атомно-молекулярного учения.

В химии, согласно атомно-молекулярному учению, все вещества состоят из атомов и молекул, а химические реакции представляют собой процесс разрыва одних химических связей и образования других, что приводит к перегруппировке атомов и образованию новых веществ. Основные типы реакций классифицируются по изменению числа и состава реагентов и продуктов.

Реакции соединения

Это реакции, в результате которых из двух или нескольких исходных веществ (простых или сложных) образуется одно новое, более сложное вещество.

Примеры уравнений:
1) Синтез аммиака из простых веществ - азота и водорода: $N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3$
2) Взаимодействие оксида серы(VI) с водой с образованием серной кислоты: $SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$

Объяснение с точки зрения атомно-молекулярного учения: В ходе реакции соединения происходит объединение атомов, входящих в состав исходных веществ, в молекулы нового, более сложного вещества. В первом примере молекулы простых веществ (азота и водорода) разрушаются, и из составляющих их атомов азота и водорода образуются новые, более сложные молекулы аммиака. Во втором примере молекула оксида серы(VI) и молекула воды объединяются, их атомы перегруппировываются, образуя одну более сложную молекулу серной кислоты.

Ответ: Реакции соединения — это реакции, при которых из нескольких веществ образуется одно сложное. Атомы исходных веществ перегруппировываются, образуя молекулы нового соединения.

Реакции разложения

Это реакции, в результате которых из одного сложного вещества образуется два или более новых, более простых веществ (простых или сложных).

Примеры уравнений:
1) Разложение оксида ртути(II) при нагревании: $2HgO \xrightarrow{t^\circ} 2Hg + O_2\uparrow$
2) Разложение гидроксида меди(II) при нагревании: $Cu(OH)_2 \xrightarrow{t^\circ} CuO + H_2O$

Объяснение с точки зрения атомно-молекулярного учения: В реакциях разложения молекулы исходного сложного вещества под воздействием энергии (например, тепловой) распадаются. Связи между атомами в исходных молекулах рвутся, и из этих атомов образуются молекулы новых, более простых веществ. Например, каждая молекула гидроксида меди(II) распадается, и из ее атомов образуются две новые, более простые молекулы — оксида меди(II) и воды.

Ответ: Реакции разложения — это реакции, при которых из одного сложного вещества образуются несколько более простых. Молекулы исходного вещества распадаются на более простые молекулы или атомы.

Реакции замещения

Это реакции между простым и сложным веществами, в ходе которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе.

Примеры уравнений:
1) Взаимодействие железа с соляной кислотой: $Fe + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2\uparrow$
2) Взаимодействие меди с нитратом серебра: $Cu + 2AgNO_3 \rightarrow Cu(NO_3)_2 + 2Ag$

Объяснение с точки зрения атомно-молекулярного учения: В этих реакциях атомы простого вещества (например, железа) вступают во взаимодействие с молекулами сложного вещества (соляной кислоты). В результате этого взаимодействия атомы простого вещества вытесняют атомы одного из элементов (водорода) из молекулы сложного вещества. Атомы, из которых состояли исходные вещества, сохраняются, но перегруппировываются, образуя молекулы новых веществ (хлорида железа(II) и водорода).

Ответ: Реакции замещения — это реакции, в которых атомы простого вещества замещают атомы в сложном веществе. Происходит перераспределение атомов между простым и сложным веществом.

Реакции обмена

Это реакции между двумя сложными веществами, в ходе которых они обмениваются своими составными частями (атомами или группами атомов).

Примеры уравнений:
1) Взаимодействие сульфата натрия и хлорида бария с образованием осадка: $Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$
2) Реакция нейтрализации (взаимодействие гидроксида калия и азотной кислоты): $KOH + HNO_3 \rightarrow KNO_3 + H_2O$

Объяснение с точки зрения атомно-молекулярного учения: В реакциях обмена участвуют два сложных вещества. При их взаимодействии происходит обмен составными частями между их молекулами. Например, в реакции между гидроксидом калия ($KOH$) и азотной кислотой ($HNO_3$) атом водорода из кислоты и гидроксогруппа (-OH) из щелочи объединяются, образуя молекулу воды ($H_2O$), а оставшиеся ион калия и нитрат-ион образуют молекулу нитрата калия ($KNO_3$). Происходит полная перегруппировка составных частей между двумя исходными сложными молекулами.

Ответ: Реакции обмена — это реакции, при которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями. Молекулы исходных веществ распадаются на части, которые затем объединяются в новом порядке.

2. Сравните реакции соединения и разложения (разложения и замещения, замещения и соединения):

а) по числу взятых и полученных веществ;

б) по тому, являются ли исходные и полученные вещества простыми или сложными.

Для сравнения типов химических реакций необходимо сначала дать им определения:

• Реакции соединения — это реакции, в которых из двух или более исходных веществ образуется одно, более сложное вещество. Общая схема: $A + B \rightarrow AB$.
• Реакции разложения — это реакции, в которых из одного сложного вещества образуется два или более новых, более простых веществ. Общая схема: $AB \rightarrow A + B$.
• Реакции замещения — это реакции между простым и сложным веществами, в ходе которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Общая схема: $A + BC \rightarrow AC + B$.

Сравнение реакций соединения и разложения:

а) по числу взятых и полученных веществ: Реакции соединения и разложения являются противоположными по этому признаку. В реакцию соединения вступают два или более исходных вещества (реагента), а в результате образуется только одно конечное вещество (продукт). Например: $2Mg + O_2 \rightarrow 2MgO$. Здесь два реагента ($Mg$ и $O_2$) и один продукт ($MgO$). В реакцию разложения, наоборот, вступает одно исходное вещество, которое распадается на два или более продукта. Например: $CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$. Здесь один реагент ($CaCO_3$) и два продукта ($CaO$ и $CO_2$).

б) по тому, являются ли исходные и полученные вещества простыми или сложными: В реакциях соединения исходными веществами могут быть как простые ($2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$), так и сложные вещества ($SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4$), или комбинация простого и сложного вещества ($2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$). Однако продукт реакции соединения всегда является сложным веществом. В реакциях разложения исходное вещество всегда является сложным. Продукты же могут быть разными: два простых вещества ($2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2$), простое и сложное вещество ($2KClO_3 \rightarrow 2KCl + 3O_2$), или два и более сложных вещества ($CaCO_3 \rightarrow CaO + CO_2$).

Ответ: Реакции соединения и разложения противоположны по числу реагентов и продуктов: в реакции соединения из нескольких веществ образуется одно, а в реакции разложения из одного — несколько. В реакции соединения продукт всегда сложный, а реагенты могут быть простыми или сложными. В реакции разложения реагент всегда сложный, а продукты могут быть как простыми, так и сложными.

Сравнение реакций разложения и замещения:

а) по числу взятых и полученных веществ: Эти типы реакций различаются по числу реагентов и продуктов. В реакции разложения участвует одно исходное вещество и образуется два или более продукта ($AB \rightarrow A + B$). Например: $2H_2O_2 \rightarrow 2H_2O + O_2$. В реакции замещения всегда участвуют два исходных вещества и образуются два продукта ($A + BC \rightarrow AC + B$). Например: $Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$.

б) по тому, являются ли исходные и полученные вещества простыми или сложными: В реакции разложения исходное вещество всегда сложное, а продукты могут быть как простыми, так и сложными. В реакции замещения одним из реагентов обязательно является простое вещество, а другим — сложное. В результате реакции также образуются два вещества: новое простое и новое сложное.

Ответ: В реакции разложения один сложный реагент и несколько продуктов (простых или сложных). В реакции замещения два реагента (один простой, один сложный) и два продукта (один новый простой, один новый сложный).

Сравнение реакций замещения и соединения:

а) по числу взятых и полученных веществ: В реакции замещения участвуют два реагента и образуется два продукта. В реакции соединения участвуют два или более реагента, но образуется всегда только один продукт.

б) по тому, являются ли исходные и полученные вещества простыми или сложными: Для реакции замещения характерен строгий состав участников: одно простое и одно сложное вещество вступают в реакцию, образуя новые простое и сложное вещества. В реакции соединения таких строгих ограничений на тип реагентов нет (могут быть и простые, и сложные), но продукт всегда является сложным веществом. Например, при соединении двух простых веществ ($C + O_2 \rightarrow CO_2$) образуется сложное. При соединении сложного и простого ($2CO + O_2 \rightarrow 2CO_2$) образуется сложное. При соединении двух сложных ($CaO + H_2O \rightarrow Ca(OH)_2$) также образуется сложное.

Ответ: В реакции замещения из двух веществ (простого и сложного) получаются два новых вещества (простое и сложное). В реакции соединения из двух или более веществ (простых или сложных) получается одно сложное вещество.

3. Перепишите приведённые ниже схемы реакций, вместо знаков вопроса напишите формулы соответствующих веществ, расставьте коэффициенты и поясните, к какому типу относится каждая из указанных реакций:

a) $Zn + ? \longrightarrow ZnO$

б) $Mg + HCl \longrightarrow MgCl_2 + ? $

в) $BaCl_2 + Na_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4 + ? $

г) $HgO \stackrel{t}{\longrightarrow} O_2 + ? $

д) $Au_2O_3 \longrightarrow Au + ? $

е) $Al + CuCl_2 \longrightarrow Cu + ? $

а) $2Zn + O_2 \longrightarrow 2ZnO$

Это реакция соединения, так как из двух простых веществ (цинк и кислород) синтезируется одно сложное вещество (оксид цинка).

Ответ: $2Zn + O_2 \longrightarrow 2ZnO$, реакция соединения.

б) $Mg + 2HCl \longrightarrow MgCl_2 + H_2\uparrow$

Это реакция замещения, так как атомы простого вещества (магний) замещают атомы одного из элементов (водород) в сложном веществе (соляная кислота).

Ответ: $Mg + 2HCl \longrightarrow MgCl_2 + H_2$, реакция замещения.

в) $BaCl_2 + Na_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl$

Это реакция обмена, так как два сложных вещества (хлорид бария и сульфат натрия) обмениваются своими составными частями (ионами), в результате чего образуется осадок сульфата бария.

Ответ: $BaCl_2 + Na_2SO_4 \longrightarrow BaSO_4 + 2NaCl$, реакция обмена.

г) $2HgO \xrightarrow{t} 2Hg + O_2\uparrow$

Это реакция разложения, так как из одного сложного вещества (оксид ртути(ii)) при нагревании образуются два более простых вещества (ртуть и кислород).

Ответ: $2HgO \longrightarrow 2Hg + O_2$, реакция разложения.

д) $2Au_2O_3 \longrightarrow 4Au + 3O_2\uparrow$

Это реакция разложения, так как одно сложное вещество (оксид золота(iii)) разлагается на два простых вещества (золото и кислород).

Ответ: $2Au_2O_3 \longrightarrow 4Au + 3O_2$, реакция разложения.

е) $2Al + 3CuCl_2 \longrightarrow 3Cu\downarrow + 2AlCl_3$

Это реакция замещения, так как атомы простого вещества (алюминий) замещают атомы одного из элементов (медь) в сложном веществе (хлорид меди(ii)).

Ответ: $2Al + 3CuCl_2 \longrightarrow 3Cu + 2AlCl_3$, реакция замещения.

4.* В старом учебнике по химии Петя и Вова нашли схемы типов химических реакций. Но кусочек страницы с названиями этих типов был оторван. Помогите друзьям установить соответствие между схемой каждой реакции и типом, к которому её относят.

СХЕМА РЕАКЦИИ
А) $AB + C \rightarrow CB + A$
Б) $AB + C \rightarrow ABC$
В) $AB + CD \rightarrow AD + CB$
Г) $ABC \rightarrow AC + BC$

ТИП РЕАКЦИИ
1) реакция разложения
2) реакция соединения
3) реакция замещения
4) реакция обмена

Для установления соответствия необходимо проанализировать каждую схему и соотнести ее с определением одного из четырех основных типов химических реакций.

А) Схема реакции $AB + C \rightarrow CB + A$ описывает взаимодействие сложного вещества $AB$ и простого вещества $C$. В ходе реакции атом из простого вещества ($C$) замещает один из атомов в сложном веществе ($A$), образуя новое сложное вещество ($CB$) и новое простое вещество ($A$). Это характерно для реакций замещения.
Ответ: 3

Б) Схема реакции $AB + C \rightarrow ABC$ показывает, как из двух или более исходных веществ (в данном случае из сложного вещества $AB$ и простого $C$) образуется одно, более сложное, конечное вещество ($ABC$). Процесс, при котором из нескольких реагентов синтезируется один продукт, называется реакцией соединения.
Ответ: 2

В) Схема реакции $AB + CD \rightarrow AD + CB$ иллюстрирует взаимодействие двух сложных веществ ($AB$ и $CD$), которые обмениваются своими составными частями ($A$ c $C$ и $B$ с $D$). В результате образуются два новых сложных вещества ($AD$ и $CB$). Этот тип взаимодействия называется реакцией обмена.
Ответ: 4

Г) Схема реакции $ABC \rightarrow AC + BC$ показывает, как одно сложное вещество ($ABC$) распадается на два или более других веществ (в данном случае $AC$ и $BC$). Реакции, в которых из одного исходного вещества образуется несколько продуктов, называются реакциями разложения. Несмотря на то что сама схема может быть представлена условно или содержать опечатку, её основной принцип (один реагент → несколько продуктов) является определяющим для этого типа реакций.
Ответ: 1