Классификация химических реакций - Реферат

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
+ Н2
О = 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:

Н2
С = СН2
+ Н2
→ CН3
– СН3

этилен этан

HC=CH + HCl → H2
C=CHCl

ацетилен хлорвинил

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 5H2 O	=	CuSO4 + 5H2 O

to
Cu(OH)2	=	CuO + H2 O

to
H2 SiO3	=	SiO2 + H2 O.

К реакциям разложения окислительно-восстановительного характера относится разложение оксидов, кислот и солей, образованных элементами в высших степенях окисления:

to
2SO3	=	2SO2 + O2 .

to
4HNO3	=	2H2 O + 4NO2 O + O2 O.

2AgNO3
= 2Ag + 2NO2
+ O2
,

(NH4
)2Cr2
O7
= Cr2
O3
+ N2
+ 4H2
O.

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:

С2
Н5
ОН → C2
H4
+ Н2
O

С6
Н14
→ С6
Н6
+ 4Н2

гексан бензол

C8
H18
→ C4
H10
+ C4
H8

Октан бутан бутен

C2
H5Br → C2
H4
+ 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 + Fe2
O3
= 2Fе + Аl2
О3

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
+ Р2
О5

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:

C6
H6
+ Br2
→ C6
H5
Br + HBr

бензол бромбензол

C2
H5
OH + HCl → C2
H5
Cl + H2
O

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 + Н2
SО4
= ZnSО4
+ Н2
О

AgNО3
+ КВr = АgВr + КNО3

СrСl3
+ ЗNаОН = Сr(ОН)3
+ ЗNаСl.

Частный случай этих реакций обмена - реакции нейтрализации:

НСl + КОН = КСl + Н2
О.

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 + Н2
О + СО2
↑

Са(НСО3
)2
+ Са(ОН)2
= 2СаСО3
↓ + 2Н2
О

Органическая химия

НСООН + NaOH → HCOONa + Н2
O

муравьиная кислота формиат натрия

реакции гидролиза:

Na2
CO3 + Н2
О NaHCO3
+ NaOH

карбонат натрия гидрокарбонат натрия

СО3
+ Н2
О НСО3
+ ОН

реакции этерификации:

CH3
COOH + C2
H5
OH CH3
COOC2
H5
+ H2
O

уксусная этанол этиловый эфир уксусной кислоты

Агрегатное состояние реагентов и продуктов реакции.

Газовые реакции

to
H2 + Cl2		2HCl.

Реакции в растворах

NaОН(рр) + НСl(p-p) = NaСl(p-p) + Н2
О(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

Na2
SO4
(рр) + ВаСl3
(рр) = ВаSО4
(тв)↓ + 2NaСl(p-p).

жидкогазотвердофазные реакции

Са(НСО3
)2
(рр) + Н2
SО4
(рр) = СО2
(r)↑ +Н2
О(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:

CH3 COOH	+H2 O=	CH3 COO- +	H3 O+
кислотаI	основаниеI	основаниеI	кислотаII

NH3 +	H2 O=	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↑ + 2H2
SO4
+ 2H2
O

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:

С6
Н12
О6
+ 6О2
→ 6СО2
+ 6Н2
О

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:

СН3
СООН + С2
Н5
ОН СН3
СООС2
Н5
+ Н2
О.

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
+ 2Н2
O + Q

Н2
+ Cl2
→ 2HCl + Q

Эндотермические.

Протекают с поглощением тепла

N2
+ О2
→ 2NO-Q

2Н2
O → 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
+ H2
SO4
= 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.

Обсуждение:

comments powered by Disqus

Название реферата: Классификация химических реакций

Слов:	1659
Символов:	16062
Размер:	31.37 Кб.

Вам также могут понравиться эти работы: