Классификация химических реакций (165880)

Посмотреть архив целиком

Содержание


Введение

1. Общее понятие о химической реакции

2. Классификация химических реакций

Заключение

Список используемой литературы



Введение


Самое интересное в окружающем мире состоит в том, что он постоянно изменяется.

Понятие «химическая реакция» - второе главное понятие химии. Каждую секунду в мире происходит неисчислимое множество реакций, в результате которых одни вещества превращаются в другие. Некоторые реакции мы можем наблюдать непосредственно, например ржавление железных предметов, свертывание крови, сгорание автомобильного топлива.

В то же время, подавляющее большинство реакций остаются невидимыми, но именно они определяют свойства окружающего нас мира.

Для того, чтобы осознать свое место в мире и научиться им управлять, человек должен глубоко понять природу этих реакций и те законы, которым они подчиняются. Задача современной химии состоит в изучении функций веществ в сложных химических и биологических системах, анализе связи структуры вещества с его функциями и синтезе веществ с заданными функциями.

Итак, химических реакций протекающих вокруг человека очень много, они протекают постоянно. Что же необходимо сделать, чтобы не запутаться во всём многообразии химических реакций? Научиться их классифицировать и выявлять существенные признаки классов.

Цель данной работы: рассмотреть понятие «химическая реакция» и систематизировать и обобщить знания о классификации химических реакций.

Работа состоит из введения, двух глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы 14 страниц.


1. Общее понятие о химической реакции


Химическая реакция - это превращение одних веществ в другие. Однако, такое определение нуждается в существенном дополнении.

Так, например, в ядерном реакторе или в ускорителе тоже одни вещества превращаются в другие, но такие превращения химическими не называют. В чем же здесь дело? В ядерном реакторе происходят ядерные реакции. Они заключаются в том, что ядра элементов при столкновении с частицами высокой энергии (ими могут быть нейтроны, протоны и ядра иных элементов) - разбиваются на осколки, представляющие собой ядра других элементов. Возможно и слияние ядер между собой. Эти новые ядра затем получают электроны из окружающей среды и, таким образом, завершается образование двух или нескольких новых веществ. Все эти вещества являются какими-либо элементами Периодической системы. В отличие от ядерных реакций, в химических реакциях не затрагиваются ядра атомов. Все изменения происходят только во внешних электронных оболочках. Разрываются одни химические связи и образуются другие.

Таким образом, химическими реакциями называются явления, при которых одни вещества, обладающие определенным составом и свойствами, превращаются в другие вещества - с другим составом и другими свойствами. При этом в составе атомных ядер изменений не происходит.

Выделим признаки и условия химических реакций (рис.1, 2).




Рисунок 1 – Признаки химических реакций




Рисунок 2 – Условия проведения химических реакций


Рассмотрим типичную химическую реакцию: сгорание природного газа (метана) в кислороде воздуха (данную реакцию можно наблюдать дома, у кого есть газовая плита) на рисунке 3.




Рисунок 3 - Сгорание природного газа (метана) в кислороде воздуха


Метан СН4 и кислород О2 реагируют между собой с образованием диоксида углерода СО2 и воды Н2О. При этом разрываются связи между атомами С и Н в молекуле метана и между атомами кислорода в молекуле О2. На их месте возникают новые связи между атомами С и О, Н и О.

На рисунке 3 хорошо видно, что для успешного осуществления реакции на одну молекулу метана надо взять две молекулы кислорода. Однако записывать химическую реакцию с помощью рисунков молекул не слишком удобно, поэтому для записи химических реакций используют сокращенные формулы веществ - такая запись называется уравнением химической реакции.


Рисунок 4 – Уравнение реакции


Уравнение химической реакции показанной на рисунке 3 выглядит следующим образом


CH4 +2O2 = CO2 + 2H2O


Количество атомов разных элементов в левой и правой частях уравнения одинаково. В левой части один атом углерода в составе молекулы метана (СН4), и в правой - тот же атом углерода мы находим в составе молекулы СО2. все четыре водородных атома из левой части уравнения мы обязательно найдем и в правой - в составе молекул воды.

В уравнении химической реакции для выравнивания количества одинаковых атомов в разных частях уравнения используются коэффициенты, которые записываются перед формулами веществ.





Рассмотрим другую реакцию - превращение оксида кальция СаО (негашеной извести) в гидроксид кальция Са(ОН)2 (гашеную известь) под действием воды (рис.5).




Рисунок 5 - Оксид кальция СаО присоединяет молекулу воды Н2О

с образованием гидроксида кальция Са(ОН)2


В отличие от математических уравнений, в уравнениях химических реакций нельзя переставлять левую и правую части. Вещества в левой части уравнения химической реакции называются реагентами, а в правой - продуктами реакции.

Если сделать перестановку левой и правой части в уравнении из рисунка 5, то получим уравнение совсем другой химической реакции


Ca(OH)2 = CaO + H2O


Если реакция между СаО и Н2О (рис. 4) начинается самопроизвольно и идет с выделением большого количества теплоты, то для проведения последней реакции, где реагентом служит Са(ОН)2, требуется сильное нагревание. Добавим также, что реагентами и продуктами могут быть не обязательно молекулы, но и атомы - если в реакции участвует какой-нибудь элемент или элементы в чистом виде, например


H2 + CuO = Cu + H2O


Таким образом, мы подошли к классификации химических реакций, которую рассмотрим в следующей главе.


2. Классификация химических реакций


В процессе изучения химии приходится встречаться с классификациями химических реакций по различным признакам (табл.1).


Таблица 1 - Классификация химических реакций

По

тепловому эффекту

Экзотермические – протекают с выделением энергии

4Р + 5О2 = 2Р2О5 + Q; CH4 + 2О2 → СО2 + 2H2O + Q

Эндотермические – протекают с поглощением энергии

Cu(OH)2 CuO + H2O – Q; C8H18 C8H16 + H2 – Q

По

числу и составу исходных и

образовавшихся веществ

Реакции разложения – из одного сложного вещества образуется несколько более простых:

СаСО3 СаО + СО2 C2H5OHC2H4 + H2O

Реакции соединения – из нескольких простых или сложных веществ образуется одно сложное: 2H2 + О2 → 2H2O C2H4 + H2C2H6

Реакции замещения – атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl

Реакции обмена – два сложных вещества обмениваются составными частями: AgNO3 + HCl = AgCl↓ + HNO3

HCOOH + CH3OH HCOOCH3 + H2O

По

агрегатному состоянию реагирующих веществ

Гетерогенные – исходные вещества и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях:

Fe(т) + CuCl2(р-р)Cu(т) + FeCl2(р-р)

2Na(т) + 2C2H5OH(ж) → 2C2H5ONa(р-р) + H2(г)

Гомогенные – исходные вещества и продукты реакции находятся в одном агрегатном состоянии: H2(г) + Cl2(г) = 2HCl(г)

C2H5OH(ж) + CH3COOH(ж) → CH3COOC2H5(ж) + H2O(ж)

По

наличию катализатора

Каталитические 2H2O2 2H2O + О2C2H4 + H2 C2H4

Некаталитические S + О2 SO2 C2H2 + 2Cl2C2H2 Cl4

По

направлению

Необратимые – протекают в данных условиях только в одном направлении: H2SO4 + BaCl2 BaSO4+ 2HCl

CH4 + 2О2 → СО2 + 2H2O

Обратимые – протекают в данных условиях одновременно в двух противоположных направлениях:

3H2 + N2 ↔ 2NH3 ; C2H4 + H2 ↔ C2H6

По

изменению степени окисления атомов элементов

Окислительно-восстановительные – реакции, идущие с изменением степени окисления: Fe0 + 2H+1Cl-1Fe2+Cl2-1 + H20

H+1C0O-2 H+1 + H2 C-2 H3+1 O-2 H+1

Неокислительно-восстановительные – реакции, идущие без изменения степени окисления: S+4O4-2 + H2OH2+ S+4O4-2

CH3NH2 + HCl → (CH3NH3)Cl


Случайные файлы

Файл
49896.rtf
96958.rtf
61286.rtf
46931.rtf
71124-1.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.