Что такое химические реакции?
Это превращения веществ, при которых одни вещества (реагенты) превращаются в другие (продукты), с разрывом и образованием химических связей.
Каковы признаки химических реакций?
Выделение или поглощение тепла, изменение цвета, появление газа, выпадение осадка, свечение.
По каким критериям можно классифицировать реакции?
По числу и типу исходных и конечных веществ, по тепловому эффекту, по обратимости, по степени окисления элементов.
1. Перечислите критерии, в соответствии с которыми можно классифицировать химические реакции.
• по составу (соединение, разложение, замещение, обмен) • по тепловому эффекту (экзотермические и эндотермические) • по обратимости (обратимые и необратимые) • по участию окислительно-восстановительных процессов (ОВР и неОВР)
2. Приведите примеры реакций каждого типа, указанного в таблице 13. Опишите признаки и условия этих реакций, составьте уравнения.
а) Соединение: 2H₂ + O₂ → 2H₂O Признак: выделяется тепло (экзотермическая), появляется пар Условие: искра или пламя
б) Разложение: 2HgO → 2Hg + O₂ Признак: выделение газа, осадок серебристого металла Условие: нагрев
в) Замещение: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑ Признак: выделение газа Условие: контакт металла и кислоты
г) Обмен: Na₂SO₄ + BaCl₂ → BaSO₄↓ + 2NaCl Признак: белый осадок Условие: растворы смешаны
3. Приведите по два примера органических и неорганических реакций, которые являются: а) обратимыми; б) необратимыми; в) экзотермическими; г) эндотермическими. Запишите уравнения таких реакций.
а) Обратимые:
• Органические: CH₃COOH ⇄ CH₃COO⁻ + H⁺ C₂H₄ + H₂ ⇄ C₂H₆ (при катализаторе)
• Неорганические: N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ (аммиак, давление, катализатор) CaCO₃ ⇄ CaO + CO₂ (при нагревании)
б) Необратимые:
• Органические: С6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 (брожение) CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
• Неорганические: AgNO₃ + HCl → AgCl↓ + HNO₃ Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu↓
в) Экзотермические:
• Органические: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O + Q C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O + Q
• Неорганические: 2H₂ + O₂ → 2H₂O + Q Fe + S → FeS + Q
г) Эндотермические:
• Органические: С6H6 + H₂ ⇄ C₆H₁₂ (гидрирование, требует тепло) Разложение этанола: C₂H₅OH → C₂H₄ + H₂O
• Неорганические: CaCO₃ → CaO + CO₂ (нагрев) 2HgO → 2Hg + O₂ (нагрев)
4. Определите, к какому типу можно отнести предложенные реакции (используйте для классификации разные критерии):
а) разложение пероксида водорода;
б) разложение нитрата свинца (II);
в) разложение карбоната гидроксомеди(II);
г) гидратация оксида кальция.
Опишите признаки каждой реакции.
а) Разложение пероксида водорода (H₂O₂): 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂↑ Тип: реакция разложения, экзотермическая, необратимая Признак: выделяется газ (кислород), идет слабое "шипение", возможен нагрев Условие: обычно катализатор — MnO₂
б) Разложение нитрата свинца (II) (Pb(NO₃)₂): 2Pb(NO₃)₂ → 2PbO + 4NO₂↑ + O₂↑ Тип: реакция разложения, экзотермическая, необратимая, ОВР Признак: выделение бурого газа (NO₂), изменение цвета твердого остатка Условие: нагрев
в) Разложение карбоната гидроксомеди(II) (Cu₂(OH)₂CO₃): Cu₂(OH)₂CO₃ → 2CuO + CO₂↑ + H₂O Тип: реакция разложения, эндотермическая, необратимая Признак: появление черного оксида меди (CuO), выделяется газ Условие: нагрев
г) Гидратация оксида кальция (CaO): CaO + H₂O → Ca(OH)₂ Тип: реакция соединения, экзотермическая, необратимая Признак: сильное нагревание, "шипение", появление известкового раствора Условие: добавление воды
5. Докажите, что в ряду метанол — метаналь — муравьиная кислота происходит окисление органического вещества. Что можно выбрать в качестве окислителя метанола до метаналя? метаналя до муравьиной кислоты? Запишите соответствующие уравнения реакций.
Ряд: CH₃OH → HCHO → HCOOH
Объяснение: На каждом этапе увеличивается степень окисления атома углерода: в метаноле (–2), в метанале (0), в муравьиной кислоте (+2) — это окисление.
Окисление метанола до метаналя: CH₃OH + [O] → HCHO + H₂O Окислитель: CuO (оксид меди(II)), кислород воздуха, перманганат
Окисление метаналя до муравьиной кислоты: HCHO + [O] → HCOOH Окислитель: кислород, KMnO₄, H₂O₂
Вывод: каждый шаг сопровождается присоединением кислорода или потерей водорода — это признак окисления.