Все химические вещества (29 июня 2015 г. было зарегистрировано 100-миллионное вещество), как вы знаете, делятся на два типа: простые и сложные. Можно ли положить в основу классификации химических реакций такой признак, как состав веществ?
Да, классификация химических реакций может основываться на составе веществ, участвующих в реакции. Реакции можно разделить на две основные группы: реакции с участием простых веществ и реакции с участием сложных веществ. Примеры таких реакций включают:
Реакции между простыми веществами — например, реакция между двумя элементами, как в случае с кислородом и водородом, образующими воду.
Реакции между сложными веществами — например, реакции разложения или синтеза, где сложные соединения разлагаются на простые или соединяются в новые сложные вещества.
1. Какие признаки могут быть положены в основу классификаций химических реакций?
Основные признаки, которые могут быть положены в основу классификации химических реакций, включают:
Состав реагентов и продуктов: Простые и сложные вещества. Количество реагентов и продуктов: Один реагент или несколько, один продукт или несколько. Состояние реагентов: Твердые, жидкие, газообразные, растворы. Тип реакции: Химические реакции могут быть экзотермическими (выделение тепла) или эндотермическими (поглощение тепла).
2. Назовите типы химических реакций по составу и числу реагентов и продуктов реакции. Дайте определение каждого типа реакций.
Синтез (объединение): Два или более простых вещества реагируют, образуя одно сложное. Например: A + B → AB.
Разложение: Одно сложное вещество распадается на два или более простых. Например: AB → A + B.
Замещение: Один элемент замещает другой в соединении. Например: A + BC → AC + B.
Обмен: Два соединения обмениваются компонентами. Например: AB + CD → AC + BD.
3. Расставьте коэффициенты в схемах химических реакций и определите их тип по признаку «состав и число реагентов и продуктов реакции»:
а) CuO + H2SO4 ⟶ CuSO4 + H2O;
б) NaHSO4 + NaOH ⟶ Na2SO4 + H2O;
в) NH4HCO3 ⟶ NH3 + CO2↑ + H2O;
г) SO2 + O2 + H2O ⟶ H2SO4;
д) (NH4)2Cr2O7 ⟶ Cr2O3 + N2↑ + H2O.
а) CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O Коэффициенты: 1, 1, 1, 1 (реакция обмена).
б) NaHSO₄ + NaOH → Na₂SO₄ + H₂O Коэффициенты: 1, 1, 1, 1 (реакция обмена).
в) NH₄HCO₃ → NH₃ + CO₂↑ + H₂O Коэффициенты: 1, 1, 1, 1 (реакция разложения).
г) SO₂ + O₂ + H₂O → H₂SO₄ Коэффициенты: 2, 1, 2, 1 (реакция синтеза).
д) (NH₄)₂Cr₂O₇ → Cr₂O₃ + N₂↑ + H₂O Коэффициенты: 1, 1, 1, 3 (реакция разложения).
4. При разложении малахита (CuOH)2CO3 образуются оксид меди (II) CuO, углекислый газ и вода. Запишите уравнение этой реакции.
(CuOH)2CO3 = 2CuO + CO2↑ + H2O
5. При разложении перманганата калия (марганцовки) KMnO4 образуются манганат калия K2MnO4, оксид марганца (IV) MnO2 и кислород. Запишите уравнение этой реакции. К какому типу реакций по признаку поглощения или выделения теплоты относятся реакции заданий 2 и 3?
2KMnO4 = K2MnO4 + MnO2 + O2↑
Данная реакция относится к экзотермическим процессам, так как она выделяет тепло.
6. Запишите уравнение реакции получения азотной кислоты, схема которой
NO2 + O2 + H2O ⟶ HNO3.
4 NO2 + O2 + 2 H2O → 4 HNO3
7. Запишите уравнение реакции замещения, которую используют для сварки рельсов, если известно, что реагентами являются железная окалина Fe3O4 и алюминий.
3 Fe3O4 + 8 Al → 6 Fe + 4 Al2O3
8. Вспомните из курса биологии, что такое фотосинтез. Запишите уравнение этого процесса, если известно, что в результате взаимодействия углекислого газа и воды образуется глюкоза, формула которой C6H12O6, и кислород. Можно ли отнести эту реакцию к реакциям замещения? Поясните ответ.
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2 Эта реакция не является реакцией замещения, так как здесь происходит синтез новых веществ из углекислого газа и воды.
9. При горении метана, формула которого CH4, образуются углекислый газ и вода. Можно ли отнести эту реакцию к одному из изученных вами типов: а) по составу и числу реагентов и продуктов реакции; б) по признаку поглощения или выделения теплоты? Поясните ответ.
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O а) Это реакция по составу. б) Она экзотермическая, так как выделяет тепло.
10. Расставьте коэффициенты в схемах реакций. Выберите реакции обмена.
а) H₂O₂ → H₂O + O₂↑
б) Na + S → Na₂S
в) N₂ + H₂ → NH₃↑
г) CO₂ + Mg → MgO + C↓
д) Al + H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + H₂↑
е) MgO + HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + H₂O
ж) Ca(OH)₂ + H₃PO₄→ Ca₃(PO₄)₂↓ + H₂O
з) BaCl₂ + Na₂CO₃ → BaCO₃↓ + NaCl
и) Pb(NO₃)₂ + KOH → Pb(OH)₂↓ + KNO₃
к) H₂S + Br₂ → HBr + S
л) NaNO₃ → NaNO₂ + O₂↑
м) H₂O + P₂O₅ → H₃PO₄
н) SiCl₄ + Zn → Si + ZnCl₂
о) NO + O₂ → NO₂↑
а) 2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂↑ (разложение, не обмен) б) 2 Na + S → Na₂S (синтез, не обмен) в) N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃↑ (синтез, не обмен) г) CO₂ + Mg → MgO + C↓ (восстановление, не обмен) д) 2 Al + 3 H₂SO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3 H₂↑ (реакция замещения, не обмен) е) MgO + 2 HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + H₂O (реакция обмена) ж) 3 Ca(OH)₂ + 2 H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂↓ + 6 H₂O (реакция обмена) з) BaCl₂ + Na₂CO₃ → BaCO₃↓ + 2 NaCl (реакция обмена) и) Pb(NO₃)₂ + 2 KOH → Pb(OH)₂↓ + 2 KNO₃ (реакция обмена) к) H₂S + Br₂ → 2 HBr + S (реакция замещения, не обмен) л) 2 NaNO₃ → 2 NaNO₂ + O₂↑ (разложение, не обмен) м) 3 H₂O + P₂O₅ → 2 H₃PO₄ (реакция синтеза, не обмен) н) SiCl₄ + Zn → Si + ZnCl₂ (восстановление, не обмен) о) 2 NO + O₂ → 2 NO₂↑ (реакция синтеза, не обмен)
Реакции обмена:
е) MgO + 2 HNO₃ → Mg(NO₃)₂ + H₂O ж) 3 Ca(OH)₂ + 2 H₃PO₄ → Ca₃(PO₄)₂ + 6 H₂O з) BaCl₂ + Na₂CO₃ → BaCO₃ + 2 NaCl и) Pb(NO₃)₂ + 2 KOH → Pb(OH)₂ + 2 KNO₃
11. В реакциях какого типа число продуктов: а) превышает число исходных веществ; б) меньше числа исходных веществ; в) равно числу исходных веществ?
В реакциях типа: а) число продуктов превышает число исходных веществ — это реакции синтеза; б) число продуктов меньше числа исходных веществ — это реакции разложения; в) число продуктов равно числу исходных веществ — это обменные реакции.
12. Какова сумма коэффициентов в уравнении реакции, схема которой
KOH+Al2(SO4)3-Al(OH)3↓+K2SO4
Определите её тип по известным вам классификационным признакам.
Сумма коэффициентов в уравнении KOH + Al2(SO4)3 = Al(OH)3↓ + K2SO4 составляет 7. Эта реакция относится к обменным реакциям, так как происходит обмен ионов между реагентами.
13. Химическая реакция протекает по уравнению
CaCO3+SIO2=CaSiO3+CO2↑
К какому типу по составу и числу реагентов и продуктов относится эта реакция?
Реакция CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2↑ относится к реакции замещения, так как два реагента (составные вещества) преобразуются в два продукта.
14. Катализаторы, как вам известно из материала параграфа, ускоряют химические реакции. Однако существует необходимость в веществах, замедляющих некоторые химические процессы, например коррозию металлических изделий. Как называются такие вещества — «химические антонимы» катализаторов?
Вещества, которые замедляют химические процессы, называют ингибиторами.