Классификация химических реакций. Тепловой эффект химических реакций

1. Классификация по агрегатному состоянию исходных веществ

Хи­ми­че­ская ре­ак­ция – это про­цесс, при ко­то­ром из одних ве­ществ по­лу­ча­ют­ся дру­гие, от­ли­ча­ю­щи­е­ся от ис­ход­ных ве­ществ по со­ста­ву или стро­е­нию, по свой­ствам.

Су­ще­ству­ет несколь­ко клас­си­фи­ка­ций хи­ми­че­ских ре­ак­ций, ос­но­ван­ных либо на па­ра­мет­рах самих ре­ак­ций, либо на свой­ствах участ­ву­ю­щих ве­ществ.

I. Клас­си­фи­ка­ция, ос­но­ван­ная на аг­ре­гат­ном со­сто­я­нии участ­ву­ю­щих ве­ществ

Ре­ак­ция на­зы­ва­ет­ся го­мо­ген­ной (греч. «го­мо-с» – оди­на­ко­вый, «ге­ни­ум» – рож­дать), т. е. оди­на­ко­вый по рож­де­нию. Ве­ще­ства, участ­ву­ю­щие в ре­ак­ции, на­хо­дят­ся в одном аг­ре­гат­ном со­сто­я­нии: га­зо­об­раз­ном, твер­дом или жид­ком. В по­ня­тие «жид­кое аг­ре­гат­ное со­сто­я­ние» вхо­дят и рас­тво­ры ве­ществ. Но между ве­ще­ства­ми не долж­но быть гра­ни­цы раз­де­ла фаз.

Го­мо­ген­ные ре­ак­ции под­раз­де­ля­ют на

· Га­зо­фаз­ные

· Жид­кост­ные

· Твер­до­фаз­ные

Ре­ак­ция на­зы­ва­ет­ся ге­те­ро­ген­ной (греч. «ге­те­ро-с» – раз­ный), если ве­ще­ства на­хо­дят­ся в раз­лич­ных аг­ре­гат­ных со­сто­я­ни­ях (жид­кое и твер­дое, несме­ши­ва­ю­щи­е­ся жид­ко­сти или смеси твер­дых ве­ществ)

Клас­си­фи­ка­ция по аг­ре­гат­но­му со­сто­я­нию участ­ву­ю­щих ве­ществ
Го­мо­ген­ные ре­ак­ции	Ге­те­ро­ген­ные ре­ак­ции
2Н2	NaOH(р-р)+НСl(р-р)NaCl(р-р)+Н2O(ж)	4FeS2(тв.) + 11
Га­зо­фаз­ная	жид­кост­ная

Табл. 1

2. Классификация по изменению состава вещества

 II. Клас­си­фи­ка­ция по из­ме­не­нию со­ста­ва ве­ществ или не из­ме­не­нию со­ста­ва ве­ще­ства

Ре­ак­ции, при ко­то­рых не из­ме­ня­ет­ся со­став ве­ще­ства:
Ре­ак­ция изо­ме­ри­за­ции про­пил бен­зо­ла в изо­про­пил­бен­зол	Пе­ре­ход между ал­ло­троп­ны­ми мо­ди­фи­ка­ци­я­ми (гра­фит ↔ алмаз)

Табл. 2

Ре­ак­ции, про­ис­хо­дя­щие с из­ме­не­ни­ем со­ста­ва ве­ществ под­раз­де­ля­ют­ся на

· со­еди­не­ния

· раз­ло­же­ния

· за­ме­ще­ния

· об­ме­на

 

В ор­га­ни­че­ской химии ре­ак­ции при­со­еди­не­ния обо­зна­ча­ют­ся как гид­ри­ро­ва­ние, гид­ра­та­ция, га­ло­ге­ни­ро­ва­ние, гид­ро­га­ло­ге­ни­ро­ва­ние, по­ли­ме­ри­за­ция. Ре­ак­ции раз­ло­же­ния на­зы­ва­ют ре­ак­ци­я­ми от­щеп­ле­ния: де­гид­ри­ро­ва­ние, де­гид­ра­та­ция, де­гид­ро­га­ло­ге­ни­ро­ва­ние. Ре­ак­ции за­ме­ще­ния в ор­га­ни­че­ской химии – это га­ло­ге­ни­ро­ва­ние ал­ка­нов, за­ме­ще­ние гид­рок­си­ла на га­ло­ген в спир­тах, га­ло­ге­ни­ро­ва­ние бен­зо­ла.

В от­дель­ную груп­пу вы­де­ля­ют ре­ак­ции, при ко­то­рых про­ис­хо­дит из­ме­не­ние сте­пе­ней окис­ле­ния в ве­ще­ствах. Это окис­ли­тель­но-вос­ста­но­ви­тель­ные ре­ак­ции.

3. Термохимические уравнения

Хи­ми­че­ские урав­не­ния, в ко­то­рых ука­зан теп­ло­вой эф­фект ре­ак­ции, на­зы­ва­ют­ся тер­мо­хи­ми­че­ски­ми. В них ука­зы­ва­ет­ся теп­ло­та про­цес­са, со­от­вет­ству­ю­щая сте­хио­мет­ри­че­ским ко­эф­фи­ци­ен­там.

Ко­ли­че­ство теп­ло­ты за­ви­сит от ко­ли­че­ства ве­ще­ства. Ведь нель­зя же обо­греть по­ме­ще­ние, сжи­гая одну спич­ку, а по­ло­жив в камин несколь­ко бре­вен – вполне. Хотя оба про­цес­са – это го­ре­ние дре­ве­си­ны. Рис. 2.

Рис. 2. Го­ре­ние дре­ве­си­ны

4. Классификация реакций в органической химии

По кон­стан­те рав­но­ве­сия, хи­ми­че­ские ре­ак­ции де­лят­ся на об­ра­ти­мые и необ­ра­ти­мые.

В ор­га­ни­че­ской химии су­ще­ству­ет клас­си­фи­ка­ция ре­ак­ций по типу ата­ку­ю­щей ча­сти­цы.

  

 

III. Клас­си­фи­ка­ция по теп­ло­во­му эф­фек­ту

Одни хи­ми­че­ские ре­ак­ции про­те­ка­ют с вы­де­ле­ни­ем теп­ло­ты, а дру­гие – с по­гло­ще­ни­ем.

Ко­ли­че­ство теп­ло­ты, ко­то­рое вы­де­ля­ет­ся в ре­зуль­та­те ре­ак­ции, на­зы­ва­ет­ся теп­ло­вым эф­фек­том хи­ми­че­ской ре­ак­ции.

По теп­ло­во­му эф­фек­ту хи­ми­че­ские ре­ак­ции делят на эк­зо­тер­ми­че­ские и эн­до­тер­ми­че­ские.

Эк­зо­тер­ми­че­ски­ми на­зы­ва­ют­ся ре­ак­ции, ко­то­рые про­те­ка­ют с вы­де­ле­ни­ем теп­ло­ты. На­при­мер, ре­ак­ция го­ре­ния про­па­на

Рис. 1.

С₃Н₈ +О₂→3СО₂↑+4Н₂О+Q

Эн­до­тер­ми­че­ски­ми на­зы­ва­ют­ся ре­ак­ции, ко­то­рые про­те­ка­ют с по­гло­ще­ни­ем теп­ло­ты. На­при­мер, ре­ак­ция раз­ло­же­ния гид­рок­си­да меди (II).

Сu(OH)₂  СuО+Н₂О - Q

5. Разбор решения задачи

Рас­смот­рим сле­ду­ю­щую за­да­чу:

За­да­ча 1. Вы­чис­ли­те массу и объём (н.у.) сго­рев­ше­го эти­ле­на, если в ходе ре­ак­ции вы­де­ли­лось 2450 кДж теп­ло­ты. С₂Н_4(Г) + 3О_2(Г)→2СО_2(г)↑+ 2Н₂О _(ж) + 1400 кДж

Ре­ше­ние: Со­глас­но урав­не­нию ре­ак­ции, при сго­ра­нии 1 моль эти­ле­на вы­де­ля­ет­ся 1400 кдж

По усло­вию за­да­чи при сго­ра­нии х моль эти­ле­на вы­де­ля­ет­ся 2450 кдж

Со­став­ля­ем про­пор­цию: =; х= 1,75 моль;

 

Ответ:

                  

Под­ве­де­ние итога

Была рас­смот­ре­на клас­си­фи­ка­ция хи­ми­че­ских ре­ак­ций по раз­лич­ным при­зна­кам, а также мы по­дроб­нее кос­ну­лись темы «Теп­ло­вой эф­фект хи­ми­че­ских ре­ак­ций».