Глава I.11 Типы химических реакций
🎧 Аудио сопровождение
Вспомним реакции предыдущего урока:
4P + 5O2 = 2P2O5
P2O5 + 3H2O = 2H3PO4
В первую реакцию вступают два простых вещества (фосфор и кислород), а во второй реакции взаимодействуют два сложных вещества (оксид фосфора(V) и вода). В результате каждой реакции образуется только одно сложное вещество. Реакции такого типа относят к реакциям соединения. Попробуйте сами дать определение этого понятия.
Как правило, почти все реакции соединения являются экзотермическими, т. е. протекают с выделением теплоты.
Реакциям соединения противоположны реакции разложения. Дайте определение этому понятию.
Приведите примеры уравнений таких реакций, используя задания предыдущего параграфа.
2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
Fe(OH)2 FeO + H2O
Обратите внимание на запись уравнений этих реакций: в них над знаком равенства написана буква t, обозначающая, что для осуществления процесса реагент необходимо нагревать. Напомним, что эти и многие другие реакции разложения относятся к эндотермическим реакциям, т. е. они протекают с поглощением теплоты.
Рассмотрим несколько примеров реакций разложения, имеющих значение в жизни человека.
54Обжиг известняка, основу которого составляет карбонат кальция CaCO3, служит для получения негашёной извести CaO и углекислого газа, формулу которого вы уже знаете:
СаСO3 СаО + СО2↑
В химических уравнениях рядом с формулой газообразного продукта реакции записывают стрелку, направленную вверх (↑), а рядом с формулой нерастворимого вещества – стрелку, направленную вниз (↓).
Разложение пероксида водорода H2O2 используют для обеззараживания ран:
2Н2О2 О2 + 2Н2О
Обратите внимание, что в уравнении этой реакции разложения над знаком равенства указано условие её протекания – наличие катализатора.
Лабораторный опыт 10
С помощью эксперимента познакомимся с ещё одним типом химических реакций.
Лабораторный опыт 11
Признаком этой реакции является появление красного налёта меди на поверхности стального изделия.
Вы провели реакцию, которая относится к реакциям замещения.
Уравнение этой реакции:
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu
Реакцию замещения между натрием и водой продемонстрирует учитель (рис. 39). Уравнение этой реакции:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2
55Проанализируем оба уравнения и выделим признаки реакций замещения:
- в реакцию вступают два вещества – простое и сложное;
- атомы простого вещества замещают атомы элемента в сложном веществе;
- в результате реакции образуются также два вещества – новое простое и новое сложное.
Четвёртый тип химических реакций, выделяемый по признаку изменения состава веществ, – реакции обмена.
В качестве примера запишем уравнения реакций, которые вы экспериментально осуществили на предыдущем уроке:
2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
6NaOH + Fe2(SO4)3 = 2Fe(OH)3↓ + 3Na2SO4
В заключение укажем признак, по которому мы провели классификацию химических реакций: состав и число реагентов и продуктов реакции.
Проверьте свои знания
- Какие признаки могут быть положены в основу классификаций химических реакций?
- Назовите типы химических реакций по составу и числу реагентов и продуктов реакции. Дайте определение каждого типа реакций.
Примените свои знания
- 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) SO3 + H2O → H2SO4
д) (NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + 2N2↑+ Н2О
- При разложении малахита (СuOH)2CO3 образуется оксид меди(II) СuO, углекислый газ и вода. Составьте уравнение этой реакции.
- При разложении перманганата калия 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 относится эта реакция?
- Запишите уравнение реакции получения азотной кислоты, схема которой
NO2 + O2 + H2O → HNO3
- Запишите уравнение реакции замещения, которую используют для сварки рельсов, если известно, что реагентами являются железная окалина Fe3O4 и алюминий.
- 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.
- 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 поглощению или выделению теплоты? Поясните ответ.
- Расставьте коэффициенты в схемах реакций. Выберите реакции обмена.
а) Н2О2 → Н2О + О2↑
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) SiC4 + Zn → Si + ZnCl2
o) NO + O2 → NO2↑
- В реакциях какого типа число продуктов: а) превышает число исходных веществ; б) меньше числа исходных веществ; в) равно числу исходных веществ?
- Какова сумма коэффициентов в уравнении реакции, схема которой
КОН + Al2(SO4)3 → Al(OH)3↓ + K2SO4
Определите её тип по известным вам классификационным признакам.
Используйте дополнительную информацию
- Химическая реакция протекает по уравнению
CaCO3 + SiO2 = CaSiO3 + CO2↑
К какому типу по составу и числу реагентов и продуктов относится эта реакция?
- 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?