Реферат: Классификация химических реакций
Реферат: Классификация химических реакций
Классификация
химических реакций
Реферат по
химии ученика 11 класса средней шк.№ 653 Николаева Алексея
В качестве классификационных признаков могут быть
выбраны следующие:
1. Число и состав исходных веществ и продуктов реакции.
2. Агрегатное состояние реагентов и продуктов реакции.
3. Число фаз, в которых находятся участники реакции.
4. Природа переносимых частиц.
5. Возможность протекания реакции в прямом и обратном
направлении.
6. Тепловой эффект.
7. Явление катализа.
Классификация
по числу и составу исходных веществ и продуктов реакции.
Реакции
соединения.
При реакциях соединения из
нескольких реагирующих веществ относительно простого состава получается одно
вещество более сложного состава:
A + B + C = D
Как правило, эти реакции
сопровождаются выделением тепла, т.е. приводят к образованию более устойчивых и
менее богатых энергией соединений.
Неорганическая
химия.
Реакции соединения простых
веществ всегда носят окислительно-восстановительный характер. Реакции
соединения, протекающие между сложными веществами, могут происходить как без
изменения валентности:
СаСО3 + СО2
+ Н2О = Са(НСО3)2,
так и относиться к числу
окислительно-восстановительных:
2FеСl2 + Сl2
= 2FеСl3.
Органическая
химия.
В органической химии такие
реакции часто называют реакциями присоединения. В них обычно участвуют
соединения, содержащие двойную или тройную связь. Разновидности реакций
присоединения: гидрирование, гидратация, гидрогалогенирование, полимеризация.
Примеры данных реакций:
to
Н2С = СН2
+ Н2 → CН3 – СН3
этилен этан
to
HC=CH + HCl → H2C=CHCl
ацетилен хлорвинил
to
n СН2=СН2 →
(-СН2-СН2-)n
этилен полиэтилен
Реакции
разложения.
Реакции разложения приводят к
образованию нескольких соединений из одного сложного вещества:
А = В + С + D.
Продуктами разложения сложного
вещества могут быть как простые, так и сложные вещества.
Неорганическая
химия.
Из реакций разложения,
протекающих без изменения валентных состояний, следует отметить разложение
кристаллогидратов, оснований, кислот и солей кислородсодержащих кислот:
|
to
|
|
CuSO4 5H2O
|
=
|
CuSO4 + 5H2O
|
К реакциям разложения
окислительно-восстановительного характера относится разложение оксидов, кислот
и солей, образованных элементами в высших степенях окисления:
|
to
|
|
4HNO3
|
=
|
2H2O + 4NO2O
+ O2O.
|
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2 + O2,
(NH4)2Cr2O7 = Cr2O3
+ N2 + 4H2O.
Органическая
химия.
В органической химии к реакциям
разложения относятся: дегидратация, дегидрирование» крекинг,
дегидрогалогенирование, а также реакции деполимеризации, когда из полимера
образуется исходный мономер. Соответствующие уравнения реакций:
to
С2Н5ОН
→ C2H4 + Н2O
to
С6Н14
→ С6Н6 + 4Н2
гексан бензол
C8H18
→ C4H10 + C4H8
Октан бутан бутен
C2H5Br → C2H4+
НВг
бромэтан этилен
(-СН2 – СН = С - СН2
-)n → n СН2 = СН – С =
СН2
\СНз \ СНз
природный каучук 2-метилбутадиен-1,3
Реакции
замещения.
При реакциях замещения обычно
простое вещество взаимодействует со сложным, образуя другое простое вещество и
другое сложное:
А + ВС = АВ + С.
Неорганическая
химия.
Эти реакции в подавляющем
большинстве принадлежат к окислительно-восстановительным:
2Аl + Fe2O3
= 2Fе + Аl2О3
Zn + 2НСl = ZnСl2 + Н2
2КВr + Сl2 = 2КСl +
Вr2
2КСlO3 + l2 =
2KlO3 + Сl2.
Примеры реакций замещения, не
сопровождающихся изменением валентных состояний атомов, крайне немногочисленны.
Следует отметить реакцию двуокиси кремния с солями кислородсодержащих кислот,
которым отвечают газообразные или летучие ангидриды:
СаСО3+ SiO2
= СаSiO3 + СО2
Са3(РО4)2
+ ЗSiO2 = ЗСаSiO3 + Р2О5
Органическая
химия.
В органической химии реакции
замещения понимаются шире, то есть замещать может не один атом, а группа атомов
или замещается не атом, а группа атомов. К разновидности реакции замещения
можно отнести нитрование и галогенирование предельных углеводородов, ароматических
соединений и спиртов:
C6H6 + Br2
→ C6H5Br + HBr
бензол бромбензол
C2H5OH +
HCl → C2H5Cl + H2O
этанол хлорэтан
Реакции
обмена.
Реакциями обмена называют реакции между двумя соединениями, которые
обмениваются между собой своими составными частями:
АВ + СD = АD + СВ.
Неорганическая
химия
Если при реакциях замещения
протекают окислительно-восстановительные процессы, то реакции обмена всегда
происходят без изменения валентного состояния атомов. Это наиболее
распространенная группа реакций между сложными веществами - оксидами,
основаниями, кислотами и солями:
ZnO + Н2SО4
= ZnSО4 + Н2О
AgNО3 + КВr = АgВr +
КNО3
СrСl3 + ЗNаОН =
Сr(ОН)3 + ЗNаСl.
Частный случай этих реакций
обмена - реакции нейтрализации:
НСl + КОН = КСl + Н2О.
Обычно эти реакции подчиняются
законам химического равновесия и протекают в том направлении, где хотя бы одно
из веществ удаляется из сферы реакции в виде газообразного, летучего вещества,
осадка или малодиссоциирующего (для растворов) соединения:
NаНСО3 + НСl = NаСl +
Н2О + СО2↑
Са(НСО3)2
+ Са(ОН)2 = 2СаСО3↓ + 2Н2О
Органическая
химия
НСООН + NaOH → HCOONa + Н2O
муравьиная кислота формиат
натрия
реакции гидролиза:
Na2CO3 + Н2О
NaHCO3 + NaOH
карбонат натрия гидрокарбонат
натрия
СО3 + Н2О НСО3+ ОН
реакции этерификации:
CH3COOH + C2H5OH
CH3COOC2H5 +
H2O
уксусная этанол этиловый эфир уксусной кислоты
Агрегатное
состояние реагентов и продуктов реакции.
Газовые
реакции
Реакции
в растворах
NaОН(рр) + НСl(p-p) = NaСl(p-p)
+ Н2О(ж)
Реакции
между твердыми веществами
|
to
|
|
СаО(тв) +SiO2(тв)
|
=
|
СаSiO3(тв)
|
Число фаз, в
которых находятся участники реакции.
Под фазой понимают совокупность однородных частей
системы с одинаковыми физическими и химическими свойствами и отделенных друг от
друга поверхностью раздела.
Гомогенные
(однофазные) реакции.
К ним относят реакции,
протекающие в газовой фазе, и целый ряд реакций, протекающих в растворах.
Гетерогенные
(многофазные) реакции.
К ним относят реакции, в которых
реагенты и продукты реакции находятся в разных фазах. Например:
газожидкофазные реакции
CO2(г) + NaOH(p-p) =
NaHCO3(p-p).
газотвердофазные реакции
СO2(г) + СаО(тв) =
СаСO3(тв).
жидкотвердофазные реакции
Na2SO4(рр)
+ ВаСl3(рр) = ВаSО4(тв)↓ + 2NaСl(p-p).
жидкогазотвердофазные реакции
Са(НСО3)2(рр)
+ Н2SО4(рр) = СО2(r)↑ +Н2О(ж)
+ СаSО4(тв)↓.
Природа
переносимых частиц.
Протолитические
реакции.
К протолитическим реакциям относят химические
процессы, суть которых заключается в переносе протона от одних реагирующих
веществ к другим.
В основе этой классификации
лежит протолитическая теория кислот и оснований, в соответствии с которой
кислотой считают любое вещество, отдающее протон, а основанием - вещество,
способное присоединять протон, например:
CH3COOH
|
+H2O=
|
CH3COO-+
|
H3O+
|
кислотаI
|
основаниеI
|
основаниеI
|
кислотаII
|
NH3+
|
H2O=
|
NH4++
|
OH-
|
основаниеI
|
кислотаII
|
кислотаII
|
основаниеII
|
К протолитическим реакциям
относят реакции нейтрализации и гидролиза.
Окислительно-восстановительные
реакции.
Все химические реакции
подразделяются на такие, в которых степени окисления не изменяются (например,
реакция обмена) и на такие, в которых происходит изменение степеней окисления.
Их называют окислительно-восстановительными реакциями. Ими могут быть реакции
разложения, соединения, замещения и другие более сложные реакции. Например:
Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑
FeS2 + 8HNO3(конц) = Fe(NO3)3
+ 5NO↑ + 2H2SO4 + 2H2O
Подавляющее большинство
химических реакций относятся к окислительно-восстановительным, они играют
исключительно важную роль.
Лиганднообменные
реакции.
К таковым относят реакции, в
ходе которых происходит перенос электронной пары с образованием ковалентной
связи по донорноакцепторному механизму. Например:
Cu(NO3)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4](NO3)2
Fe + 5CO = [Fe(CO)5]
Al(OH)3 + NaOH = [NaAl(OH)4]
Характерной особенностью
лиганднообменных реакций является то, что образование новых соединений,
называемых комплексными, происходит без изменения степени окисления.
Возможность
протекания реакции в прямом и обратном направлении.
Необратимые
реакции.
Необратимыми называют такие химические процессы, продукты которых не
способны реагировать друг с другом с образованием исходных веществ. Примерами
необратимых реакций может служить разложение бертолетовой соли при нагревании:
2КСlО3 → 2КСl +
ЗО2↑,
или окисление глюкозы кислородом
воздуха:
С6Н12О6
+ 6О2 → 6СО2 + 6Н2О
Обратимые
реакции.
Обратимыми называют такие химические процессы, продукты которых
способны реагировать друг с другом в тех же условиях, в которых они получены, с
образованием исходных веществ.
Для обратимых реакций уравнение
принято записывать следующим образом:
А + В АВ.
Две противоположно направленные
стрелки указывают на то, что при одних и тех же условиях одновременно протекает
как прямая, так и обратная реакция, например:
СН3СООН + С2Н5ОН
СН3СООС2Н5
+ Н2О.
2SO2 +O2 2SO3 + Q
Следовательно, данные реакции не
идут до конца, потому, что одновременно происходят две реакции — прямая (между
исходными веществами) и обратная (разложение продукта реакции).
Классификация
по тепловому эффекту.
Количество теплоты, которое
выделяется или поглощается в результате реакции, называется тепловым эффектом
данной реакции. По тепловому эффекту реакции делят:
Экзотермические.
Протекают с выделением тепла
СН4 + 2O2
→ СО2 + 2Н2O + Q
Н2 + Cl2
→ 2HCl + Q
Эндотермические.
Протекают с поглощением тепла
N2 + О2 → 2NO-Q
2Н2O → 2Н2
+ O2 - Q
Классификация
с учетом явления катализа.
Каталитические.
К ним относятся все процессы с
участием катализаторов.
кат.
2SO2 + O2 2SO3
Некаталитические.
К ним относятся любые мгновенно
протекающие реакции в растворах
BaCl2 + H2SO4 = 2HCl + BaSO4↓
Список
литературы
Ресурсы Интернет:
http://chem.km.ru
– «Мир Химии»
http://chemi.org.ru
– «Пособие для
абитуриентов. Химия»
http://hemi.wallst.ru
– «Альтернативный учебник по химии для 8-11 классов»
«Руководство по химии. Поступающим в ВУЗы» - Э.Т. Оганесян, М.
1991г.
Большой Энциклопедический
Словарь. Химия» - М. 1998г.
|