11 классТема 4. РастворыУрок 1 (18)
Регистрация

Версия для слабовидящих
Человеческие чувства часто сильнее возбуждаются или смягчаются примерами, чем словами
Пьер Абеляр
Сертификат владельца сайта
Сертификат владельца сайта http://www.kuksova-irina.ru/
Школа "Карьера"
Высшая школа делового администрирования
Общероссийский рейтинг сайтов школьной тематики-2018
Проголосуй за наш сайт
Оцените мой сайт





Результаты
счетчик посещений
Банк Интернет-портфолио учителей
Мир олимпиад
ФГОС урок
Сейчас на сайте: 11
Периодическая таблица
Таблица растворимости
Праздники сегодня

Установите себе наш баннер

Показать код баннера

Сущность и классификация химических реакций


В организме человека и в окружающем нас мире протекает огромное число реакций. (слайд 3). Без химических реакций невозможна жизнь. Только в печени человека протекает около 20 млн. химических реакций. Чтобы ориентироваться в огромном царстве реакций, необходимо знать их типы. В любой науке применяется прием классификации, позволяющий по общим признакам разделить все множество объектов на группы. Сегодня мы рассмотрим классификацию химических реакций в неорганической и органической химии.

I. Понятие о химической форме движения материи. Сущность химической реакции


Реакции осуществляются благодаря особой форме движения материи - химической. При этом происходит взаимодействие атомов, последнее приводит к образованию молекул, агрегатов.

Сущность хим. реакции сводится к разрыву связей в исходных веществах и возникновение новых связей в продуктах реакции. Эта закономерность была установленав 1748 году русским ученым М.В.Ломоносовым – закон сохранения массы веществ.

Химическая реакция (или химическое явление) – это процесс, в результате которого из одних веществ образуются другие вещества, отличающиеся от исходных по составу или строению, а следовательно, и по свойствам.

 

II. Классификация химических реакций


Су­ще­ству­ет несколь­ко клас­си­фи­ка­ций хи­ми­че­ских ре­ак­ций, ос­но­ван­ных либо на па­ра­мет­рах самих ре­ак­ций, либо на свой­ствах участ­ву­ю­щих ве­ществ.

1. По агрегатному состоянию исходных веществ

Ре­ак­ция на­зы­ва­ет­ся го­мо­ген­ной (греч. «го­мо-с» – оди­на­ко­вый, «ге­ни­ум» – рож­дать), т. е. оди­на­ко­вый по рож­де­нию. Ве­ще­ства, участ­ву­ю­щие в ре­ак­ции, на­хо­дят­ся в одном аг­ре­гат­ном со­сто­я­нии: га­зо­об­раз­ном, твер­дом или жид­ком.

В по­ня­тие «жид­кое аг­ре­гат­ное со­сто­я­ние» вхо­дят и рас­тво­ры ве­ществ. Но между ве­ще­ства­ми не долж­но быть гра­ни­цы раз­де­ла фаз.

Го­мо­ген­ные ре­ак­циипод­раз­де­ля­ют на:

  • Га­зо­фаз­ные
  • Жид­кост­ные
  • Твер­до­фаз­ные

Ре­ак­ция на­зы­ва­ет­сяге­те­ро­ген­ной (греч. «ге­те­ро-с» – раз­ный), если ве­ще­ства на­хо­дят­ся в раз­лич­ных аг­ре­гат­ных со­сто­я­ни­ях (жид­кое и твер­дое, несме­ши­ва­ю­щи­е­ся жид­ко­сти или смеси твер­дых ве­ществ)

В зависимости числа фаз, которые образуют исходные вещества и продукты реакции, химические процессы могут быть гомофазными (исходные вещества и продукты находятся в пределах одной фазы) и гетерофазными (исходные вещества и продукты образуют несколько фаз). Гомо- и гетерофазность реакции не связана с тем, является ли реакция гомо- или гетерогенной. Поэтому можно выделить четыре типа процессов:

  • Гомогенные реакции (гомофазные). В реакциях такого типа реакционная смесь является гомогенной, а реагенты и продукты принадлежат одной и той же фазе. Примером таких реакций могут служить реакции ионного обмена, например, нейтрализация раствора кислоты раствором щёлочи:

NaOH + HCl→ NaCl+ H2O

  • Гетерогенные гомофазные реакции. Компоненты находятся в пределах одной фазы, однако реакция протекает на границе раздела фаз, например, на поверхности катализатора. Примером может быть гидрирование этилена на никелевом катализаторе:

C2 H4 + H2 → C2H6

  • Гомогенные гетерофазные реакции. Реагенты и продукты в такой реакции существуют в пределах нескольких фаз, однако реакция протекает в одной фазе. Так может проходить окисление углеводородов в жидкой фазе газообразным кислородом.
  • Гетерогенные гетерофазные реакции. В этом случае реагенты находятся в разном фазовом состоянии, продукты реакции также могут находиться в любом фазовом состоянии. Реакционный процесс протекает на границе раздела фаз. Примером может служить реакция солей угольной кислоты (карбонатов) с кислотами Бренстеда:

MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2↑ + H2O

2. Классификация по изменению состава вещества

1. Ре­ак­ции, при ко­то­рых не из­ме­ня­ет­ся со­став ве­ще­ства:

 

 

Ре­ак­ция изо­ме­ри­за­ции про­пил бен­зо­ла в изо­про­пил­бен­зол

Пе­ре­ход между ал­ло­троп­ны­ми мо­ди­фи­ка­ци­я­ми

(гра­фит ↔ алмаз)

2. Ре­ак­ции, про­ис­хо­дя­щие с из­ме­не­ни­ем со­ста­ва ве­ществ под­раз­де­ля­ют­ся на

  • со­еди­не­ния
  • раз­ло­же­ния
  • за­ме­ще­ния
  • об­ме­на

 

В ор­га­ни­че­ской химии ре­ак­ции при­со­еди­не­ния обо­зна­ча­ют­ся как гид­ри­ро­ва­ние, гид­ра­та­ция, га­ло­ге­ни­ро­ва­ние, гид­ро­га­ло­ге­ни­ро­ва­ние, по­ли­ме­ри­за­ция.

C2H2  +  H2O = CH3COH

Ре­ак­ции раз­ло­же­ния на­зы­ва­ют ре­ак­ци­я­ми от­щеп­ле­ния: де­гид­ри­ро­ва­ние, де­гид­ра­та­ция, де­гид­ро­га­ло­ге­ни­ро­ва­ние. Ре­ак­ции за­ме­ще­ния в ор­га­ни­че­ской химии – это га­ло­ге­ни­ро­ва­ние ал­ка­нов, за­ме­ще­ние гид­рок­си­ла на га­ло­ген в спир­тах, га­ло­ге­ни­ро­ва­ние бен­зо­ла.

—2CH4 = C2H2   +  3H2

В от­дель­ную груп­пу вы­де­ля­ют ре­ак­ции, при ко­то­рых про­ис­хо­дит из­ме­не­ние сте­пе­ней окис­ле­ния в ве­ще­ствах. Это окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ные ре­ак­ции.

3. Термохимические уравнения

Хи­ми­че­ские урав­не­ния, в ко­то­рых ука­зан теп­ло­вой эф­фект ре­ак­ции, на­зы­ва­ют­ся тер­мо­хи­ми­че­ски­ми.

В них ука­зы­ва­ет­ся теп­ло­та про­цес­са, со­от­вет­ству­ю­щая сте­хио­мет­ри­че­ским ко­эф­фи­ци­ен­там.

Ко­ли­че­ство теп­ло­ты за­ви­сит от ко­ли­че­ства ве­ще­ства. Ведь нель­зя же обо­греть по­ме­ще­ние, сжи­гая одну спич­ку, а по­ло­жив в камин несколь­ко бре­вен – вполне. Хотя оба про­цес­са – это го­ре­ние дре­ве­си­ны.

Рис. Го­ре­ние дре­ве­си­ны

4. Классификация реакций в органической химии

По кон­стан­те рав­но­ве­сия, хи­ми­че­ские ре­ак­ции де­лят­ся на об­ра­ти­мые и необ­ра­ти­мые.

В ор­га­ни­че­ской химии су­ще­ству­ет клас­си­фи­ка­ция ре­ак­ций по типу ата­ку­ю­щей ча­сти­цы.

 III. Клас­си­фи­ка­ция по теп­ло­во­му эф­фек­ту


Одни хи­ми­че­ские ре­ак­ции про­те­ка­ют с вы­де­ле­ни­ем теп­ло­ты, а дру­гие – с по­гло­ще­ни­ем.

Ко­ли­че­ство теп­ло­ты, ко­то­рое вы­де­ля­ет­ся в ре­зуль­та­те ре­ак­ции, на­зы­ва­ет­ся теп­ло­вым эф­фек­том хи­ми­че­ской ре­ак­ции.

По теп­ло­во­му эф­фек­ту хи­ми­че­ские ре­ак­ции делят на эк­зо­тер­ми­че­ские и эн­до­тер­ми­че­ские.

Эк­зо­тер­ми­че­ски­ми на­зы­ва­ют­ся ре­ак­ции, ко­то­рые про­те­ка­ют с вы­де­ле­ни­ем теп­ло­ты. На­при­мер, ре­ак­ция го­ре­ния про­па­на

С3Н82→3СО2↑+4Н2О+Q

 

Эн­до­тер­ми­че­ски­ми на­зы­ва­ют­ся ре­ак­ции, ко­то­рые про­те­ка­ют с по­гло­ще­ни­ем теп­ло­ты. На­при­мер, ре­ак­ция раз­ло­же­ния гид­рок­си­да меди (II).

Сu(OH)2  СuО+Н2О - Q

IV. Именные реакции


Химию создавали люди необычной судьбы — вначале алхимики, затем врачи, аптекари и, наконец, собственно химики. Они верили в свое предназначение и не щадили здоровья, а порой и жизни в стремлении открыть двери в неизведанное, получить новые вещества и материалы, необходимые людям. Сейчас мы рассмотрим именные реакции названные в дань памяти химикам – первооткрывателям новых методов синтеза веществ. Всего известно более 1000 именных органических, неорганических и аналитических реакций. Их число продолжает увеличиваться.

реакция Бертло – получение этилового спирта гидратацией этилена

C2H4 + HOH = C2H5OH

реакция Бертолле – получение триоксохлората калия

6KOH + Cl2 = KClO3 + 5KCl + 3H2O

реакция Вюрца – удлинение углеродной цепи

2CH3I + 2Na = C2H6 + 2NaI

реакция Велера – синтез карбамида (мочевины)

NH4ОCN = (NH2)2CO

реакция Кучерова – получение уксусного альдегида из ацетилена

H2C2 + H2O = CH3CHO

реакция Коновалова — получение нитросоединений

CH4+ HNO3 = CH3NO2 + H2O

5. Разбор решения задачи

Рас­смот­рим сле­ду­ю­щую за­да­чу:

За­да­ча 1. Вы­чис­ли­те массу и объём (н.у.) сго­рев­ше­го эти­ле­на, если в ходе ре­ак­ции вы­де­ли­лось 2450 кДж теп­ло­ты. С2Н4(Г) + 3О2(Г)→2СО2(г)↑+ 2Н2О (ж) + 1400 кДж

Ре­ше­ние: Со­глас­но урав­не­нию ре­ак­ции, при сго­ра­нии 1 моль эти­ле­на вы­де­ля­ет­ся 1400 кдж

По усло­вию за­да­чи при сго­ра­нии х моль эти­ле­на вы­де­ля­ет­ся 2450 кдж

Со­став­ля­ем про­пор­цию: =; х= 1,75 моль;

 

Ответ:

                  

Документы (всего: 1)
Документы (всего: 1)