II. Классификация реакций по тепловому эффекту

Химические реакции.Классификация химических реакций

Химические реакции (химические явления) –этопроцессы, в результате которых из одних веществ обра­зуются другие, отличающиеся от исходных по составу или строению.При протекании химических реакций не происходит изменения чис­ла атомов того или иного элемента, взаимопревращения изотопов.

Классификация химических реакций многопланова, в ее основу могут быть положены различные признаки: число и состав реагентов и продуктов реакции, тепловой эффект, обратимость и др.

I. Классификация реакций по числу и составу

Реагирующих веществ

А. Реакций, протекающие без изменения качественного состава вещества. Это многочисленные аллотропные превращения простых веществ (например, кислород ↔ озон (3О₂↔2О₃), белое олово ↔ серое олово); переход при изменении температуры не­которых твердых веществиз одного кристалли­ческого состояния в другое– полиморфные превращения (например, красные кристаллы иодида ртути(II) при на­гревании превращаются в вещество желтого цвета того же состава, при охлаждении протекает обратный процесс); реакции изомеризации (например, NH₄OCN↔ (NH₂)₂CO) и др.

Б. Реакции, протекающие с изменением со­става реагирующих веществ.

Реакции соединения –это реакции, при которых из двух или бо­лее исходных веществ образуется одно новое сложное вещество. Исходные вещества могут быть как просты­ми, так и сложными, например:

4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅ ;4NO₂ + О₂+2Н₂О = 4HNO₃ ;СаО+Н₂О =Са(ОН)₂.

Реакции разложения – это реакции, при которых из одного исходного сложного вещества образуется два или более новых вещества. Вещества, образующиеся в реакциях такого типа мо­гут быть как простыми, так и сложными, например:

2HI =Н₂ + I₂; СаCO₃=СаО+ CO₂; (CuOH)₂CO₃ = CuO + H₂O + CO₂ .

Реакции замещения – это процессы, в которых атомы про­стого вещества замещают атомы какого-нибудь элемента в сложном веществе.Поскольку в реакциях замещения в качестве одного из реагентов обязательно участвует простое вещество, практически все превраще­ния такого типа являются окислительно-восстановительными, например:

Zn + H₂SO₄= H₂+ZnSO₄ ;2Al + Fe₂O₃ = 2Fe + Al₂O₃; H₂S + Br₂ = 2HBr + S.

Реакции обмена – это реакции, при которых два слож­ных вещества обмениваются своими составными частями.Реакции обмена могут протекать непосредственно между двумя ре­агентами без участия растворителя, например:H₂SO₄ + 2КОН = K₂SO₄ + 2Н₂О; SiО₂(тв)+ 4HF(г)=SiF₄+ 2Н₂О.

Реакции обмена, протекающие в растворах электролитов, называют реакциями ионного обмена. Такие реакции возможны лишь в том случае, если одно из образующихся веществ является слабым эле­ктролитом, выделяется из сферы реакции в виде газа или труднорас­творимого вещества (правило Бертолле):

AgNO₃ + HCl = AgCl↓ + HNO₃, или Ag⁺ + Cl^- = AgCl↓;

NH₄Cl + КОН = KCl + NH₃↑ + H₂O, илиNH₄⁺ +OH^- = H₂O + NH₃↑;

NaOH + HCl = NaCl + H₂O, или Н⁺ + OH^- = H₂O.

II. Классификация реакций по тепловому эффекту

А.Реакции, протекающие с выделением тепловой энер­гии – экзотермические реакции (+ Q).

Б.Реакции, протекающие с поглощением теплоты – эндо­термические реакции (– Q).

Тепловым эффектом реакции называют количество теплоты, кото­рое выделяется или поглощается в результате химической реакции.Уравнение реакции, в котором указан ее тепловой эффект, называ­ют термохимическим. Значение теплового эффекта реакции удобно приводить в расчете на 1 моль одного из участников реакции, поэтому в термохимических уравнениях часто можно встретить дробные коэффициенты:

1/2N₂(г) + 3/2Н₂(г) = NH₃(г) + 46,2 кДж /моль.

Экзотермическими являются все реакции горения, подавляющее большинство реакций окисления и соединения. Реакции разложения, как правило, требуют затрат энергии.