- •Химия как наука. Атом, молекула.
- •Структура атома. Электрон, протон, нейтрон. Ядро атома. Изотопы, изобары, изотоны.
- •Вероятность нахождения электрона в пространстве. Главное и орбитальное, их характеристика.
- •Магнитное и спиновое квантовые числа, их характеристика.
- •10.Физический смысл порядкового номера элемента, номера периода и номера группы. Семейства элементов.
- •11.Энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность, их изменение в периодах и группах.
- •12.Водородная связь.
- •13.Межмолекулярное взаимодействие: ориентационное, дисперсионное, индукционное.
- •14.Классификация химических реакций. Реакции соединения, разложения, замещения и обмена, овр.
- •По тепловому эффекту реакции
- •Правила написания реакций двойного обмена
- •Восстановление
- •Свойства овр
- •Восстановители Окислители
- •Гомогенные и гетерогенные реакции
- •21.Зависимость скорости реакций от температуры. Правило Вант-Гоффа. Ответ:
- •Правило Вант-Гоффа
- •Энергия активации
- •24.Химическое равновесие. Константа равновесия для гомо- и гетерогенных систем.
- •27.Растворы электролитов. Теория электролитичекой диссоциации.
- •30.Кислоты, основания, соли с точки зрения теории электролитической диссоциации.
- •31.0Сновные понятия электрохимии. Строение металлов. Металлическая связь.
- •Строение металлов
- •Механизм металлической связи
- •32.Понятие об электродном потенциале и способе его измерения.
- •Измерение потенциалов
- •33.Факторы, влияющие на величину электродного потенциала. Уравнение Нернста.
- •34. Стандартный потенциал. Ряд стандартных электродных потенциалов. Ответ:
- •Ряд стандартных электродных потенциалов металлов
- •36.Электролиз. Основные понятия. Электролиз расплава хлорида натрия. Ответ:
- •Классификация
- •Кислотные аккумуляторы
- •Коррозионный элемент
- •Водородная и кислородная коррозия
- •45.Защита металлов от коррозии. Защитные покрытия. Изменение состава коррозионной среды.
- •46. Электрохимическая защита металлов: электро- и протекторная защита. Антикоррозионное легирование металлов.
14.Классификация химических реакций. Реакции соединения, разложения, замещения и обмена, овр.
Ответ:
Классификация
Существует большое количество признаков, по которым можно классифицировать химические реакции.
По фазовому составу реагирующей системы
Гомогенные гомофазные реакции. В реакциях такого типа реакционная смесь является гомогенной, а реагенты и продукты принадлежат одной и той же фазе. Примером таких реакций могут служить реакции ионного обмена, например, нейтрализация кислоты и щелочи в растворе:
NaOH(раств.) + HCl(раств.) → NaCl(раств.) + H2O(жидкость)
Гетерогенные гетерофазные реакции. В этом случае реагенты находятся в разном фазовом состоянии, продукты реакции также могут находиться в любом фазовом состоянии. Реакционный процесс протекает на границе раздела фаз. Примером может служить реакция солей угольной кислоты (карбонатов) с кислотами Бренстеда:
CO3(твердое) + 2HCl(раств.) → Cl2(раств.) + CO2(газ) + H2O(жидкость)
Гетерогенные гомофазные реакции. Такие реакции протекают в пределах одной фазы, однако реакционная смесь является гетерогенной. Например, реакция образования хлорида аммония из газообразных хлороводорода и аммиака:
NH3(газ) + HCl(газ) → NH4Cl(твердое)
Гомогенные гетерофазные реакции. Реагенты и продукты в такой реакции существуют в пределах одной фазы, однако реакция протекает на поверхности раздела фаз. Примером таких реакций являются некоторые гетерогенно-каталитические реакции, например, реакция синтеза аммиака из водорода и азота:
N2(газ) + 3H2(газ) → 2 NH3(газ) (катализатор Pt)
По изменению степеней окисления реагентов
В данном случае различают
Окислительно-восстановительные реакции, в которых атомы одного элемента (окислителя) восстанавливаются, то есть понижают свою степень окисления, а атомы другого элемента (восстановителя) окисляются, то есть повышают свою степень окисления. Частным случаем окислительно-восстановительных реакций являются реакции диспропорционирования, в которых окислителем и восстановителем являются атомы одного и того же элемента, находящиеся в разных степенях окисления.
Пример окислительно-восстановительной реакции — горение водорода (восстановитель) в кислороде (окислитель) с образованием воды:
2H2 + O2 = 2H2O
Пример реакции диспропорционирования — реакция разложения нитрата аммония при нагревании. Окислителем в данном случае выступает азот (+5) нитрогруппы, а восстановителем — азот (-3) катиона аммония:
NH4NO3 = N2O + 2H2O (до 250 °C)
Не окислительно-восстановительные реакции — соответственно, реакции, в которых не происходит изменения степеней окисления атомов, например, указанная выше реакция нейтрализации.
По тепловому эффекту реакции
Все реакции сопровождаются тепловыми эффектами. При разрыве химических связей в реагентах выделяется энергия, которая, в основном, идет на образование новых химических связей. В некоторых реакциях энергии этих процессов близки, и в таком случае общий тепловой эффект реакции приближается к нулю. В остальных случаях можно выделить:
экзотермические реакции, которые идут с выделением тепла, (положительный тепловой эффект) например, указанное выше горение водорода
эндотермические реакции в ходе которых тепло поглощается (отрицательный тепловой эффект) из окружающей среды.
Тепловой эффект реакции (энтальпию реакции, ΔrH), часто имеющий очень важное значение, можно вычислить по закону Гесса, если известны энтальпии образования реагентов и продуктов. Когда сумма энтальпий продуктов меньше суммы энтальпий реагентов (ΔrH < 0) наблюдается выделение тепла, в противном случае (ΔrH > 0) — поглощение.
По типу превращений реагирующих частиц
соединения:
разложения:
замещения:
обмена (тип реакции-нейтрализация):
обмена (тип реакции-обмена):
Химические реакции всегда сопровождаются физическими эффектами: поглощением и выделением энергии, например в виде теплопередачи, изменением агрегатного состояния реагентов, изменением окраски реакционной смеси и др. Именно по этим физическим эффектам часто судят о протекании химических реакций.
Химические процессы, протекающие в веществе, отличаются и от физических процессов, и от ядерных превращений. В физических процессах каждое из участвующих веществ сохраняет неизменным свой состав (хотя вещества могут образовывать смеси), но могут изменять внешнюю форму или агрегатное состояние.
В химических процессах (химических реакциях) получаются новые вещества с отличными от реагентов свойствами, но никогда не образуются атомы новых элементов. В атомах же участвующих в реакции элементов обязательно происходят видоизменения электронной оболочки.
В ядерных реакциях происходят изменения в атомных ядрах всех участвующих элементов, что приводит к образованию атомов новых элементов.
С помощью химических реакций можно получать практически важные вещества, которые в природе находятся в ограниченных количествах, например азотные удобрения, либо вообще не встречаются по каким-либо причинам, например сульфаниламиды и другие синтетические лекарственные препараты, полиэтилен и другие пластмассы. Химия позволяет синтезировать новые, неизвестные природе вещества, необходимые для жизнедеятельности человека. Вместе с тем, неумелое или безответственное химическое воздействие на окружающую среду и на протекающие природные процессы может привести к нарушению установившихся естественных химических циклов, что делает актуальной экологическую проблему (загрязнение окружающей среды) и усложняет задачу рационального использования природных ресурсов и сохранения естественной среды обитания на Земле.
РЕАКЦИЯ СОЕДИНЕНИЯ
РЕАКЦИЯ СОЕДИНЕНИЯ, химическая реакция, при которой два вещества соединяются с образованием третьего без каких-либо побочных продуктов. Такие реакции весьма распространены в органической химии, в частности, добавляется простая молекула к двойной связи углерод-углерод в ненасыщенных соединениях. Например, реакция соединения между хлором (Сl2) и этеном (СН2=СН2) дает 1,2-дихлорэтан (СlСН2-СН2Сl) некоторые пластмассы (например, полистирен) получают путем полимеризационного соединения, которое обычно инициируется действием свободного радикала.
Реакции разложения
В результате реакции разложения из молекулы сложного органического вещества образуется несколько менее сложных или простых веществ:
А В + С + . . .
К этому типу реакций относится процесс крекинга – расщепление углеродного скелета крупных молекул при нагревании и в присутствии катализаторов:
CnH2n+2 CmH2m+2 + CpH2p (n = m + p)
например, C10H22 C5H12 + C5H10
Реакции разложения при высокой температуре называют пиролизом, например:
СН4 C + 2H2
пиролиз метана (1000 oC)
Реакции замещения (англ. substitution reaction) — химические реакции, в которых одни функциональные группы, входящие в состав химического соединения, меняются на другие группы. Реакции замещения обозначают английской буквой «S».
Общий вид реакций замещения:
В зависимости от способа расщепления связи, реакции замещения делятся на гомолитические (радикальные) и гетеролитические. Последние, в свою очередь, из-за типа атакующего реагента относят к нуклеофильным или электрофильным реакциям.
Реакция ионного обмена — одна из видов химической реакции, характеризующаяся выделением в продукты реакции воды, газа или осадка.