можешь сделать краткий конспект своими словами в основном термины
Сверь числа и знаки с фото.
§ 11. ТИПЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
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?
Вспомним реакции предыдущего урока: \[4P + 5O_2 = 2P_2O_5\] \[P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4\]
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.
Реакциями соединения называются такие реакции, в результате которых из двух или нескольких веществ образуется одно сложное вещество.
Как правило, почти все реакции соединения являются экзотермическими, т. е. протекают с выделением теплоты. Реакциям соединения противоположны реакции разложения. Дайте определение этому понятию.
Реакциями разложения называются такие реакции, в результате которых из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ.
Приведите примеры уравнений таких реакций, используя задания предыдущего параграфа. \[2Fe(OH)_3 \stackrel{t}{=} Fe_2O_3 + 3H_2O\] \[Fe(OH)_2 \stackrel{t}{=} FeO + H_2O\]
Обратите внимание на запись уравнений этих реакций: в них над знаком равенства написана буква \(t\), обозначающая, что для осуществления процесса реакент 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.
Рассмотрим несколько примеров реакций разложения, имеющих значение в жизни человека.
Обжиг известняка, основу которого составляет карбонат кальция \(CaCO_3\), служит для получения негашёной извести \(CaO\) и углекислого газа, формулу которого вы уже знаете: \[CaCO_3 \stackrel{t}{=} CaO + CO_2\uparrow\]
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 \(H_2O_2\) используют для обеззараживания ран: \[2H_2O_2 \stackrel{\text{катализатор}}{=} O_2\uparrow + 2H_2O\]
Обратите внимание, что в уравнении этой реакции разложения над знаком равенства указано условие её протекания — наличие катализатора.
Вещества, ускоряющие химические реакции, называются катализаторами.
Лабораторный опыт 10 В пробирку налейте 2 мл раствора пероксида водорода. Видимых изменений не наблюдается. Возьмите небольшое количество оксида марганца(IV) и насыпьте его в пробирку с раствором пероксида водорода. Что наблюдаете? Внесите в пробирку тлеющую лучинку. Что наблюдаете? Какие признаки и условия протекания химической реакции иллюстрирует этот эксперимент?
С помощью эксперимента познакомимся с ещё одним типом химических реакций.
Лабораторный опыт 11 В пробирку налейте 2–3 мл раствора медного купороса и опустите в неё стальную кнопку или скрепку. Что наблюдаете?
Признаком этой реакции является появление красного налёта меди на поверхности стального изделия. Вы провели реакцию, которая относится к реакциям замещения. Уравнение этой реакции: \[CuSO_4 + Fe = FeSO_4 + Cu\]
Реакцию замещения между натрием и водой продемонстрирует учитель (рис. 39). Уравнение этой реакции: \[2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2\uparrow\]
[Рисунок: химический стакан, на поверхности жидкости горит ярко-жёлтое пламя — взаимодействие натрия с водой] Рис. 39. Взаимодействие натрия с водой
• 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.
Реакциями замещения называются такие реакции, в результате которых из простого и сложного веществ образуются новое простое и новое сложное вещества.
Четвёртый тип химических реакций, выделяемый по признаку изменения состава веществ, — реакции обмена.
Реакциями обмена называются такие реакции, в результате которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями.
В качестве примера запишем уравнения реакций, которые вы экспериментально осуществили на предыдущем уроке: \[2NaOH + H_2SO_4 = Na_2SO_4 + 2H_2O\] \[6NaOH + Fe_2(SO_4)_3 = 2Fe(OH)_3\downarrow + 3Na_2SO_4\]
В заключение укажем признак, по которому мы провели классификацию химических реакций: состав и число реагентов и продуктов реакции.
Классификация химических реакций. Реакции соединения. Реакции разложения. Реакции замещения. Реакции обмена. Катализаторы
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 3. Расставьте коэффициенты в схемах химических реакций и определите их тип по признаку «состав и число реагентов и продуктов реакции»: а) \(CuO + H_2SO_4 \rightarrow CuSO_4 + H_2O\) б) \(NaHSO_4 + NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O\) в) \(NH_4HCO_3 \rightarrow NH_3\uparrow + CO_2\uparrow + H_2O\) г) \(SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4\) д) \((NH_4)_2Cr_2O_7 \rightarrow Cr_2O_3 + N_2\uparrow + H_2O\) 4. При разложении малахита \((CuOH)_2CO_3\) образуется оксид меди(II) \(CuO\), углекислый газ и вода. Составьте уравнение этой реакции. 5. При разложении перманганата калия \(KMnO_4\) образуются манганат калия \(K_2MnO_4\), оксид марганца(IV) \(MnO_2\) и кислород. Запишите уравнение этой реакции. К какому [обрезано]
Кратко
В §11 реакции делят по составу и числу реагентов и продуктов. Получается четыре типа: соединение, разложение, замещение, обмен. Отдельно разбирают катализаторы — вещества, ускоряющие реакцию (их название пишут над знаком равенства).
Основные термины
| Тип | Что было → что стало | Пример из §11 |
|---|---|---|
| Соединение | из двух или нескольких веществ → одно сложное | \(4P + 5O_2 = 2P_2O_5\) |
| Разложение | из одного сложного → несколько новых | \(CaCO_3 \stackrel{t}{=} CaO + CO_2\uparrow\) |
| Замещение | простое + сложное → новое простое + новое сложное | \(CuSO_4 + Fe = FeSO_4 + Cu\) |
| Обмен | два сложных обмениваются своими составными частями | \(2NaOH + H_2SO_4 = Na_2SO_4 + 2H_2O\) |
Дополнительные понятия:
- Экзотермические — идут с выделением теплоты (почти все реакции соединения).
- Эндотермические — идут с поглощением теплоты (многие реакции разложения).
- Катализатор — ускоряет реакцию, сам при этом не расходуется: \(2H_2O_2 \stackrel{\text{катализатор}}{=} O_2\uparrow + 2H_2O\).
- Обозначения в уравнении: \(t\) над знаком равенства — нужен нагрев; \(\uparrow\) — газ; \(\downarrow\) — нерастворимое вещество (осадок).
Как определить тип (универсальный ход)
- Выпиши отдельно вещества слева и справа и отметь каждое: простое (один элемент, например \(O_2\), \(Fe\), \(Na\)) или сложное.
- Посчитай, сколько их было и сколько стало:
- много → одно = соединение;
- одно → много = разложение;
- простое + сложное → простое + сложное = замещение;
- сложное + сложное → сложное + сложное (простых нет) = обмен.
- Коэффициенты расставляй после того, как определил тип: они не меняют тип реакции, только уравнивают атомы.
Проверка на примерах из параграфа. \(2Fe(OH)_3 = Fe_2O_3 + 3H_2O\): слева одно сложное вещество, справа два → разложение. \(2Na + 2H_2O = 2NaOH + H_2\uparrow\): натрий — простое, вода — сложное, получились сложное \(NaOH\) и простое \(H_2\) → замещение. Оба раза правило сработало.
Обсуждение
4 сообщенияРеши это пожалуйста все объясняя и пиши названия этих элементов на русском а не буквами
Сначала расшифрую символы по-русски:
| Символ | Название элемента |
|---|---|
| Al | алюминий |
| O | кислород |
| H | водород |
| Cl | хлор |
| Fe | железо |
| Mg | магний |
| Br | бром |
В химических уравнениях символы оставляю — так принято, — но названия элементов и веществ даю по-русски.
Общее правило: сначала уравниваем металлы, потом неметаллы, затем водород и кислород. После этого проверяем число атомов каждого элемента слева и справа.
а)
\[ \mathrm{Al(OH)_3 + 3HCl \rightarrow AlCl_3 + 3H_2O} \]
Названия веществ: гидроксид алюминия + соляная кислота → хлорид алюминия + вода.
Тип реакции: обмен, а точнее — реакция нейтрализации.
Почему такие коэффициенты:
В \( \mathrm{Al(OH)_3}\) есть три группы \( \mathrm{OH}\). Каждой группе нужен один атом водорода из \( \mathrm{HCl}\), поэтому нужно 3 молекулы \( \mathrm{HCl}\). При этом три атома хлора соединяются с алюминием, получается \( \mathrm{AlCl_3}\), а водород с \( \mathrm{OH}\) даёт 3 молекулы воды.
Проверка:
- алюминий: 1 = 1;
- хлор: 3 = 3;
- водород: \(3+3=6\) слева и \(3\cdot2=6\) справа;
- кислород: 3 = 3.
б)
\[ \mathrm{Fe_2O_3 + 2Al \rightarrow Al_2O_3 + 2Fe} \]
Названия веществ: оксид железа(III) + алюминий → оксид алюминия + железо.
Тип реакции: замещение; это ещё и окислительно-восстановительная реакция, алюмотермия. Алюминий более активен, чем железо, поэтому вытесняет его из оксида.
Почему такие коэффициенты:
В \( \mathrm{Fe_2O_3}\) два атома железа, значит, справа нужно поставить коэффициент 2 перед \( \mathrm{Fe}\). Чтобы получить \( \mathrm{Al_2O_3}\), нужно два атома алюминия — ставим 2 перед \( \mathrm{Al}\).
Окислительно-восстановительная часть:
\[
\mathrm{Fe^{3+} + 3e^- \rightarrow Fe^0}
\]
железо восстанавливается, оно окислитель.
\[ \mathrm{Al^0 - 3e^- \rightarrow Al^{3+}} \] алюминий окисляется, он восстановитель.
Проверка: железо 2 = 2; кислород 3 = 3; алюминий 2 = 2.
в)
\[ \mathrm{Mg + 2HBr \rightarrow MgBr_2 + H_2\uparrow} \]
Названия веществ: магний + бромоводородная кислота → бромид магния + водород.
Тип реакции: замещение, окислительно-восстановительная реакция. Магний вытесняет водород из кислоты, потому что стоит в ряду активности до водорода.
Почему такие коэффициенты:
Магний двухвалентен, поэтому с ним соединяются два атома брома. Для этого нужно 2 молекулы \( \mathrm{HBr}\). Тогда справа образуется одна молекула водорода \( \mathrm{H_2}\).
Стрелка \( \uparrow \) показывает, что водород выделяется как газ.
Окислительно-восстановительная часть:
\[
\mathrm{Mg^0 - 2e^- \rightarrow Mg^{2+}}
\]
\[
\mathrm{2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2^0}
\]
Проверка: магний 1 = 1; бром 2 = 2; водород 2 = 2.
г)
\[ \mathrm{2Fe(OH)_3 \rightarrow Fe_2O_3 + 3H_2O} \]
Названия веществ: гидроксид железа(III) → оксид железа(III) + вода.
Тип реакции: разложение. Такое разложение идёт при нагревании.
Почему такие коэффициенты:
Чтобы справа получить \( \mathrm{Fe_2O_3}\), в котором два атома железа, слева ставим коэффициент 2 перед \( \mathrm{Fe(OH)_3}\). Тогда слева получается 6 атомов водорода и 6 атомов кислорода. Справа 3 молекулы воды дают 6 атомов водорода и 3 атома кислорода, а ещё 3 атома кислорода остаются в \( \mathrm{Fe_2O_3}\).
Проверка:
- железо: 2 = 2;
- водород: 6 = \(3\cdot2=6\);
- кислород: \(2\cdot3=6\) слева и \(3+3=6\) справа.
Итог:
а) обмен; б) замещение; в) замещение; г) разложение.
Все четыре уравнения уравнены, коэффициенты проверены.
Таблицу Растворимости тоже добавь, мы это прошли
Таблица растворимости (с русскими названиями ионов)
Обозначения: Р — растворимо (больше 1 г в 100 г воды), М — малорастворимо (0,1–1 г), Н — практически нерастворимо (меньше 0,1 г), — — такое вещество не существует или сразу разлагается водой.
Часть 1. Гидроксиды и соли галогенов, сульфиды
| Катион | OH⁻ гидроксид | F⁻ фторид | Cl⁻ хлорид | Br⁻ бромид | I⁻ иодид | S²⁻ сульфид |
|---|---|---|---|---|---|---|
| H⁺ водород | — (вода) | Р | Р | Р | Р | Р |
| Li⁺ литий | Р | М | Р | Р | Р | Р |
| K⁺ калий | Р | Р | Р | Р | Р | Р |
| Na⁺ натрий | Р | Р | Р | Р | Р | Р |
| NH₄⁺ аммоний | Р | Р | Р | Р | Р | Р |
| Mg²⁺ магний | Н | М | Р | Р | Р | Н |
| Ca²⁺ кальций | М | Н | Р | Р | Р | М |
| Ba²⁺ барий | Р | М | Р | Р | Р | Р |
| Al³⁺ алюминий | Н | М | Р | Р | Р | — |
| Cr³⁺ хром(III) | Н | М | Р | Р | Р | — |
| Fe²⁺ железо(II) | Н | М | Р | Р | Р | Н |
| Fe³⁺ железо(III) | Н | М | Р | Р | — | — |
| Mn²⁺ марганец(II) | Н | М | Р | Р | Р | Н |
| Zn²⁺ цинк | Н | М | Р | Р | Р | Н |
| Cu²⁺ медь(II) | Н | М | Р | Р | — | Н |
| Ni²⁺ никель(II) | Н | М | Р | Р | Р | Н |
| Pb²⁺ свинец(II) | Н | Н | М | М | Н | Н |
| Sn²⁺ олово(II) | Н | М | Р | Р | Р | Н |
| Ag⁺ серебро | — | Р | Н | Н | Н | Н |
| Hg²⁺ ртуть(II) | — | Р | Р | М | Н | Н |
Часть 2. Кислородсодержащие соли
| Катион | SO₄²⁻ сульфат | SO₃²⁻ сульфит | NO₃⁻ нитрат | NO₂⁻ нитрит | PO₄³⁻ фосфат | CO₃²⁻ карбонат | SiO₃²⁻ силикат | CH₃COO⁻ ацетат |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| H⁺ водород | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Н | Р |
| Li⁺ литий | Р | Р | Р | Р | Н | Р | Н | Р |
| K⁺ калий | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Н | Р |
| Na⁺ натрий | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Н | Р |
| NH₄⁺ аммоний | Р | Р | Р | Р | Р | Р | Н | Р |
| Mg²⁺ магний | Р | М | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Ca²⁺ кальций | М | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Ba²⁺ барий | Н | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Al³⁺ алюминий | Р | — | Р | Р | Н | — | Н | Р |
| Cr³⁺ хром(III) | Р | — | Р | Р | Н | — | Н | Р |
| Fe²⁺ железо(II) | Р | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Fe³⁺ железо(III) | Р | — | Р | Р | Н | — | Н | Р |
| Mn²⁺ марганец(II) | Р | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Zn²⁺ цинк | Р | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Cu²⁺ медь(II) | Р | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Ni²⁺ никель(II) | Р | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Pb²⁺ свинец(II) | Н | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Sn²⁺ олово(II) | Р | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Ag⁺ серебро | М | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
| Hg²⁺ ртуть(II) | Р | Н | Р | Р | Н | Н | Н | Р |
В разных учебниках отдельные клетки (например, CaSO₄, MgS, HgBr₂) могут отличаться — при сомнении смотри таблицу в своём учебнике.
Как пользоваться таблицей
- Находишь катион (по вертикали) и анион (по горизонтали), на пересечении читаешь букву.
- Н — вещество выпадает в осадок, в уравнении ставим \(\downarrow\). М — тоже может давать осадок, но при небольшой концентрации остаётся в растворе.
- Р — вещество в растворе, осадка нет.
Зачем это нужно для §11
Главное правило: реакция обмена идёт до конца, только если образуется осадок (\(\downarrow\)), газ (\(\uparrow\)) или вода. Если все продукты растворимы — реакция практически не идёт.
Проверим на наших уравнениях:
а) \(\mathrm{Al(OH)_3}\) по таблице — Н (нерастворим), поэтому он легко растворяется в соляной кислоте. Продукт \(\mathrm{AlCl_3}\) — Р, вода — тоже продукт. Реакция идёт.
в) \(\mathrm{MgBr_2}\) — Р, но водород уходит газом (\(\uparrow\)) — реакция идёт. А вот серебро с бромоводородной кислотой не реагировало бы: \(\mathrm{AgBr}\) — Н, хотя водород всё равно выделялся бы, тут ограничение другое — серебро стоит после водорода в ряду активности.
Классические осадки, которые надо помнить: \(\mathrm{AgCl}\) — белый, \(\mathrm{BaSO_4}\) — белый (нерастворим даже в кислотах), \(\mathrm{CaCO_3}\) — белый, \(\mathrm{Fe(OH)_3}\) — бурый, \(\mathrm{Cu(OH)_2}\) — голубой.
Пример прогноза реакции: смешаем растворы \(\mathrm{Na_2SO_4}\) и \(\mathrm{BaCl_2}\). Сульфат-ион и ион бария по таблице дают Н → идёт реакция обмена: \[ \mathrm{Na_2SO_4 + BaCl_2 \rightarrow BaSO_4\downarrow + 2NaCl} \] Остальные продукты (\(\mathrm{NaCl}\)) растворимы, значит, движущая сила реакции — именно осадок.
