Какие реакции относят к экзотермическим и эндотермическим

Экзотермические реакции – реакции, протекающие с выделением энергии.

Эндотермические реакции – реакции, протекающие с поглощением энергии.

К экзотермическим реакциям относятся все реакции горения органических веществ, все реакции соединения, реакции замещения щелочных и щелочноземельных металлов с водой, все реакции металлов с кислотами, реакции обмена между кислотами и гидроксидами, кислотами и солями. К эндотермическим реакциям относятся все реакции разложения.

 

Кислотно-основный характер оксидов и гидроксидов, образованных переходными металлами (тема оксиды и гидроксиды)

Если амфотерный металл имеет несколько степеней окисления то

В низших степенях окисления он образует основной оксид в промежуточных амфотерные оксиды в высших степенях окисления кислотные оксиды

CrO MnO FeO - основные

Cr₂O₃ MnO₂ Fe₂O₃ амфотерные

CrO₃ MnO₃ Mn₂O₇ кислотные

 

Правило гидролиза.

 

1. Если соль образована сильной кислотой и слабым гидроксидом, то гидролиз протекает по катиону, среда кислая (pH<7).

2. Если соль образована слабой кислотой и сильным гидроксидом, то гидролиз протекает по аниону, среда щелочная (pH>7).

3. Если соль образована слабой кислотой и слабым гидроксидом, то гидролиз протекает по катиону и аниону, среда нейтральная или близкая к нейтральной (pH=7).

4. Если соль образована сильной кислотой и сильным гидроксидом, то гидролиз не протекает, среда нейтральная (pH=7). Если соль не растворима в воде, то гидролиз также не протекает, среда нейтральная (pH=7).

 

Правило электролиза.

 

Электролиз – это химическая реакция вещества под действием электрического тока.

 

Правило катода:

1. Если электролит содержит катионы металлов, стоящих в ряду напряжения до Al, то на катоде протекает процесс восстановления воды и выделение газа водорода Н₂:

2Н₂О + 2ē = Н₂ + 2ОН^-

Если электролит содержит катионы водорода Н⁺(кислоты), то на катоде также образуется газ водород Н_2.

2. Если электролит содержит катионы металлов, стоящих в ряду напряжения от Al до Н, то на катоде протекают одновременно процессы восстановления воды и катионов металла, образуется газ водород Н₂ и соответствующий металл:

2Н₂О + 2ē = Н₂ + 2ОН^-

Pb²⁺ + 2ē = Pb

3. Если электролит содержит катионы металлов, стоящих в ряду напряжения после Н, то на катоде наблюдается восстановление катионов металла, образуется соответствующий металл:

Cu²⁺+ 2ē = Cu

 

Правило анода:

1. Если кислотный остаток содержит атомы кислорода (О), то на аноде протекает процесс окисления воды с выделением газа кислорода О₂:

2Н₂О - 4ē = О₂ + 4Н⁺

Также на аноде образуется газ О₂, если анионами являются гидроксид-ионы ОН^-.

2. Если кислотный остаток является бескислородным, то на аноде протекает процесс окисления аниона с образованием соответствующего неметалла: 2Cl^- - 2ē = Cl₂  

 

Правило катода (для расплавов):

На катоде протекает процесс восстановление катионов с образованием соответствующего металла независимо от его положения в ряду напряжения:

Na⁺ +1ē = Na

Правило анода (для расплавов):

1. Если кислотный остаток является кислородосодержащим, то на аноде протекает процесс окисления аниона с выделением газа кислорода О₂:

2NO₃^- -2ē = 2NO₂ + O₂

2. Если кислотный остаток является бескислородным, то на аноде протекает процесс окисления аниона с образованием соответствующего неметалла:

S^2- - 2ē = S

Факторы, влияющие на скорость реакции

Природа веществ (агрегатное состояние, тип химической связи, кристаллической решетки и т.д.). Наивысшая скорость реакции наблюдается в газообразных (воздушные смеси) и жидких (растворы) гомогенных системах. В системах, где появляется граница раздела фаз, скорость реакции существенно понижается (гетерогенные системы).

Концентрация (для гомогенных систем). При повышении концентрации реагирующих веществ скорость реакции повышается.

Площадь соприкосновения веществ (граница раздела фаз) и количество веществ для гетерогенных систем.

Давление (только для газов).

При увеличении давления уменьшится объем газа, соответственно, увеличится концентрация (концентрация обратно пропорциональна объему, согласно формуле расчета концентрации). При увеличении концентрации увеличится скорость реакции.

Температура.

При увеличении температуры скорость реакции всегда возрастает.

Катализаторы и ингибиторы.

Катализаторы и ингибиторы – это вещества, ускоряющие и замедляющие скорость реакции. Катализаторы ускоряют реакцию, ингибиторы – замедляют.

Факторы, влияющие на хим равновесие

Концентрация. При увеличении концентрации исходных веществ равновесие смещается вправо, при уменьшении концентрации исходных веществ – влево.

Давление (только для систем, содержащих газы).

При увеличении давления в системе равновесие сместится в сторону с меньшим объемом, при уменьшении давления – в сторону с большим объемом.

Температура.

В экзотермической реакции при увеличении температуры равновесие сместиться влево, при уменьшении – вправо.

В эндотермической реакции при увеличении температуры равновесие сместиться вправо, при уменьшении – влево.

Внесение катализаторов или ингибиторов в реакцию никак не повлияет на смещение равновесия, так как они одинаково будут ускорять или замедлять как прямую, так и обратную реакцию.

Как реагируют с кислородом щелочные ме. (тема оксиды)

 

Щелочные металлы при обычных условиях с кислородом образуют не оксиды, а пероксиды (перекиси), в которых кислород имеет степень окисления -1, за исключением Li, который образует с кислородом оксид.

0     0    +1 -1

2Na + O₂ = Na₂O₂

0   0      +1 -2

4Li + O₂ = 2Li₂O

Пероксиды переходят в оксиды при действии на них избытка металла:

 +1 -1       0      +1 -2

Na₂O₂ + 2Na = Na₂O

Щелочноземельные металлы с кислородом образуют оксиды:

0    0      +2 -2

2Sr + O₂ = 2SrO