Тема №7243 Классификация химических реакций в неорганической и органической химии
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Классификация химических реакций в неорганической и органической химии из предмета Химия и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Классификация химических реакций в неорганической и органической химии, узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Классификация химических реакций в неорганической и органической химии. Тепловой эффект химической реакции. Термохимические уравнения

♦ Химическая реакция — явление, при котором одни вещества, обладающие определенным составом и свойствами, превращаются в другие вещества — с другим составом и другими свойствами, при этом состав ядер атомов не изменяется, изменения претерпевают электронные оболочки атомов.

Классификация химических реакций

1. По числу и составу исходных веществ и продуктов: реакции соединения, разложения, замещения и обмена.

Реакциями соединения называются реакции, в результате которых из двух или нескольких простых или сложных веществ получается одно сложное:

С + О2 = СО2SO2 + O2 = 2SOСаО + Н2О = Са(ОН)2

Реакциями разложения называются реакции, в результате которых из одного сложного вещества получаются два или несколько простых или сложных веществ:

СаСО3 = СаО + СО2KClO3 = 2KCl + 3O2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2

Реакциями замещения называются реакции между простым и сложным веществами, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы какого-либо химического элемента в сложном веществе:

Mg + 2HCl = MgCl2 + H2Na + 2H2O = 2NaOH + HCuSO4 + Fe = Cu + FeSOСН4 + Cl2 = CH3Cl + HCl

Реакциями обмена называются реакции между сложными веществами, в результате которых они обмениваются своими составными частями:

HBr + KOH = KBr + H2O BaCl2 + Na2SO4 = BaSO4 + 2NaCl Cu(NO3)2 + 2NaOH = Cu(OH)2 + 2NaNO3

2. По тепловому эффекту: экзотермические и эндотермические. Количество теплоты Q, которое выделяется или поглощается в результате химической реакции, называют тепловым эффектом реакции.

Экзотермическими называются реакции, которые протекают с выделением теплоты (Q > 0). Экзотермическими являются реакции горения, а также реакция нейтрализации:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Q H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O + Q

Эндотермическими называются реакции, которые протекают с поглощением теплоты (Q < 0):

CaCO3 = CaO + CO2 - Q 2H2O = 2H2 + O2 - Q

Большинство реакций соединения являются экзотермическими, а разложения — эндотермическими, хотя есть и исключения, например, эндотермическими являются реакции соединения между йодом и водородом с образованием йодоводорода и между азотом и кислородом с образованием оксида азота (II):

Н2 + I2 = 2HI — Q N2 + O2 = 2NO - Q

Реакции, в которых записана величина теплового эффекта реакции (кДж), называются термохимическими. Тепловой эффект реакции зависит от агрегатного состояния исходных веществ и продуктов реакции, поэтому в термохимических уравнениях необходимо указывать агрегатное состояние всех участвующих в реакции веществ:

2С2Н2 (г) + 502 (г) = 4CO2 (г) + 2^0^ + 2 610 кДж 4А1(тв) + 302 (г) = 2Al203 (тв) + 3 352 кДж

4NH3 (г) + ЗО2 (г) = 2N2 (г) + 6Н20(ж) + 1 532 кДж

2 (г) + О2 (г) = 2О(ж) + 572 кДж

Если при образовании какого-либо вещества выделяется определенное количество теплоты, то при его разложении на те же исходные вещества такое же количество теплоты поглощается, например:

N2 (г) + 3Д (г) = 2N^ (г) + 92 кДж 2NH3 (г) = N2 (г) + 2 (г) - 92 кДж

Часто расчет теплового эффекта ведется на один моль исходного вещества или продукта реакции, поэтому в термохимических уравнениях можно использовать дробные коэффициенты:

Н2 (г) + 1/2 О2 (г) = Н2О(ж) + 286 кДж

3. По фазовому состоянию участвующих в реакции веществ: гомогенные и гетерогенные реакции.

Гомогенные реакции протекают в одной фазе, т. е. в них нет границы раздела между реагирующими веществами. Гомогенными являются реакции между газообразными веществами или обменные реакции, протекающие в растворе между растворимыми веществами:

H2 () + С12 () = 2HCl()

2 (г)    2 (г)    (г)

KOH( ) + HNO3 ( ) = KNO3 ( ) + H2O

(р-р)    3 (р-р)    4 3 (р-р)    2

Гетерогенные реакции протекают в разных фазах, т. е. в них существует граница раздела между реагирующими веществами. Гетерогенными являются реакции между твердыми веществами, между газообразным и жидким веществами, между несмешивающимися жидкими веществами, между твердым и газообразным веществами:

Fe + S = FeS

(тв) ~ °(тв)    (тв)

CO2 () + 2NaOH( ) = Na2CO3 ( ) + H2O

2 (г)    (р-р)    2    3 (р-р)    2

S( ) + O2 () = SO2 ()

(тв)    2 (г)    2 (г)

4. По изменению степеней окисления атомов химических элементов - окислительно-восстановительные:

H20 + S0 = H2+1S-2

3Cu0 + 8HN+5O3 = 3Cu+2(NO3)2 + 2N+2O + 4H2O

5. По применению катализатора. Катализаторы - вещества, которые участвуют в реакции и увеличивают ее скорость, оставаясь к концу реакции неизменными. Реакции, протекающие с участием катализатора, называют каталитическими. В присутствии катализатора протекают такие важные в промышленном отношении процессы, как синтез аммиака, окисление оксида серы (IV), многие реакции органического синтеза:

N2 + 3Н2 —*-> = 2NH3

2SO2 + O2 —^ = 2SO3

С2Н6    С2Н4 + Н2

3С2Н2    С6Н6

С2Н2 + Н2О ** > CH3COH

Существуют биологические катализаторы, называемые ферментами. Реакции, протекающие с участием ферментов, называют ферментативными. Ферментативными являются биохимические превращения, происходящие в живых организмах. В присутствии ферментов — дрожжей — протекает, например, процесс спиртового брожения глюкозы:

С6Н12О6 -*=-» 2С2Н5ОН + 2СО2 6. По направлению процесса: реакции необратимые и обратимые.

Необратимые реакции протекают только в одном направлении и заканчиваются полным превращением исходных веществ в продукты. Например, необратимо протекают следующие реакции:

2Mg + O2 = 2MgO 2K + 2H2O = 2KOH + H2 f

Обратимые реакции протекают одновременно в прямом и обратном направлениях, при этом исходные вещества лишь частично превращаются в продукты. При составлении уравнений реакций обратимых процессов вместо знака равенства « = » используют знак «( >»:

N2 + 3Н2 <_

2NH3

2SO2 + O2

■ 2SO3

СО2 + Н2О <-

■ Н2СО3

С4Н8 + Н2 <-

^ С4Н10

 

С2Н5ОН + СН3СООН    СН3СООС2Н5 + Н2О

Классификация химических реакций в органической химии

В органической химии различают следующие типы наиболее часто встречающихся реакций:

1.    Присоединение: гидрирование, галогенирование, гидрогалогени-рование, гидратация, полимеризация.

Гидрирование — присоединение водорода Н2:

СН2=СН2 + H2 —> CH3-CH3

Галогенирование — присоединение галогенов Hal2:

СН2=СН2 + Br2 —> CH2Br-CH2Br

Гидрогалогенирование — присоединение галогеноводородов HHal:

СН2=СН2 + HCl —> CH3-CH2Cl

Гидратация — присоединение воды Н2О:

СН2=СН2 + H2O —> CH3-CH2OH

Полимеризация — соединение молекул мономеров за счет разрыва кратных связей:

«СН2=СН2 —> [-CH2-CH2-] п

2.    Отщепление (элиминирование): дегидрирование, дегалогени-рование, дегидрогалогенирование, дегидратация, деполимеризация.

Дегидрирование — отщепление водорода Н2:

С2Н6 —> С2Н4 + Н2

Дегалогенирование — отщепление галогенов Hal2:

CH2-CH2 + Zn —> CH2 =CH2 + ZnCl2

Дегидрогалогенирование — отщепление галогеноводородов HHal: CH2-CH3 + KOH (спирт. р-р) —> CH2=CH2 + KCl + H2O

Дегидратация — отщепление воды Н2О:

С2Н5ОН    > CH2=CH2 + Н2О

Деполимеризация — разрушение молекул полимеров за счет последовательного отщепления молекул мономера.

3.    Замещение

СН4 + Cl2    СВСТ > CH3Cl + HCl

Изомеризация — изменение структуры без изменения состава: CH3-CH2-CH2-CH3    Л1С'3 > CH3-CH-

5.Окисление: полное (горение), неполное.

Полное (горение): 2С2Н6 + 7О2 —> 4СО2 + 6Н2О Неполное:    СН4 + О2    > СН2О + Н2О


Категория: Химия | Добавил: Админ (30.07.2016) Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0

Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar