Химические реакции

 

ФГБОУ ВПО «Орёл ГАУ»

Факультет Агробизнеса и экологии

Кафедра «Растениеводство»

 

 

 

Реферат

 по дисциплине «КСЕ»

на тему:

«Химические реакции».

 

 

 

 

Выполнила студентка 1 курса  группы БЭ-122(4) экономического факультета:

Гончарова Людмила

 

Проверила:

Кирсанова Е. В.

доцент кафедры «Растениеводство»

 

 

 

 

 

г. Орёл, 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

 

Глава I. Общее понятие о химической реакции.

 

Глава II. Классификация химических реакций.

 

2.1 По числу и составу исходных и образовавшихся веществ

      2.1.1 Реакции соединения………………………………………………….8

      2.1.2 Реакции разложения ……………………………………………9 – 10

      2.1.3Реакции обмена………………………………………………………11

      2.1.4 Реакции замещения…………………………………………………12

2.2 По изменению степени окисления атомов элементов

     2.2.1 Окислительно-восстановительные и неокислительно-восстановительные…………………………………………………………13-15

 

Глава III. Скорость химических реакций.

 

Заключение

 

Список 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.

 

Глава I. Общее понятие о химической реакции.

 

Химическая реакция — превращение одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества (продукты реакции). В отличие от ядерных реакций, при химических реакциях ядра атомов не меняются, в частности не изменяется их общее число, изотопный состав химических элементов, при этом происходит перераспределение электронов и ядер и образуются новые химические вещества.

Химические  реакции происходят при смешении или физическом контакте реагентов самопроизвольно, при нагревании, участии катализаторов (катализ), действии света (фотохимические реакции), электрического тока (электродные процессы), ионизирующих излучений (радиационно-химические реакции), механического воздействия (механохимические реакции), в низкотемпературной плазме (плазмохимические реакции) и т. п. Взаимодействие молекул между собой происходит по цепному маршруту: ассоциация – электронная изомеризация – диссоциация, в котором активными частицами являются радикалы, ионы, координационно-ненасыщенные соединения. Скорость химической реакции определяется концентрацией активных частиц и разницей между энергиями связи разрываемой и образуемой.

Химические свойства веществ выявляются в разнообразных химических реакциях.

Химические реакции записываются посредством химических уравнений и схем, содержащих формулы исходных веществ и продуктов реакции. В химических уравнениях, в отличие от схем, число атомов каждого элемента одинаково в левой и правой частях, что отражает закон сохранения массы.

В левой  части уравнения пишутся формулы  исходных веществ (реагентов), в правой части - веществ, получаемых в результате протекания химической реакции (продуктов реакции, конечных веществ). Знак равенства, связывающий левую и правую часть, указывает, что общее количество атомов веществ, участвующих в реакции, остается постоянным. Это достигается расстановкой перед формулами целочисленных стехиометрических коэффициентов, показывающих количественные соотношения между реагентами и продуктами реакции. Если сделать перестановку левой и правой части в уравнении, то получим уравнение совсем другой химической реакции.

Химические  уравнения могут содержать дополнительные сведения об особенностях протекания реакции. Если химическая реакция протекает под влиянием внешних воздействий (температура, давление, излучение и т.д.), это указывается соответствующим символом, как правило, над (или "под") знаком равенства.

 

Глава II. 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 C2H5OH > C2H4 + H2O Реакции соединения - из нескольких простых  или сложных веществ образуется одно сложное: 2H2 + О2 > 2H2O  C2H4 + H2 > C2H6 Реакции замещения - атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 CH4+ C12 = 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  2H2 + O2 = 2H2O C2H4 + Н2 = H2 C2H4 Некаталитические S + О2 = SO2  C2H2 + 2Cl2 > C2H2 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-1 > Fe2+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 + H2O > H2+S+4O4-2 CH3NH2 + HCl > (CH3NH3)Cl

2.1 По числу и составу исходных и образовавшихся веществ

 

2.1.1 Реакции  соединения

При реакциях соединения из нескольких реагирующих  веществ относительно простого состава получается одно вещество более сложного состава:

A + B + C = D

Как правило, эти реакции сопровождаются выделением тепла, т.е. приводят к образованию более устойчивых и менее богатых энергией соединений.

Реакции соединения простых веществ всегда носят окислительно-восстановительный характер. Реакции соединения, протекающие между сложными веществами, могут происходить как без изменения валентности:

СаСО₃ + СО₂ + Н₂О = Са(НСО₃)₂,

так и относиться к числу окислительно-восстановительных:

2FеСl₂ + Сl₂ = 2FеСl₃.

 

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

4Р + 5О₂ = 2Р₂О₅.

Сa + Cl₂ = CaCl₂,

2Mg + O2 = 2MgO

SO₂ + Н₂О = Н₂SO₃

2H₂ + O₂ = Н₂О

Н₂О + СО₂ = Н₂CO₃ 

2.1.2 Реакции  разложения

 

Реакции разложения — химические реакции, в которых из одного, более сложного вещества образуются два или более других, более простых веществ.

Фактором, вызывающим разложение, могут являться различные физические воздействия. Соответственно, выделяют различные виды реакций разложения:

• биодеградация (биологический распад, биоразложение) — разложение в результате деятельности живых организмов;
• сольволиз — реакция обменного разложения между растворенным веществом и растворителем:
• алкоголиз — растворителем выступает какой-либо спирт;
• гидролиз — растворителем выступает вода;
• и т. д.
• радиолиз — разложение под действием ионизирующих излучений;
• термолиз — под действием повышенной температуры:
• пиролиз — термическое разложение органических соединений без доступа воздуха.

 

Реакции разложения приводят к образованию  нескольких соединений из одного сложного вещества:

А = В + С + D.

Продуктами  разложения сложного вещества могут  быть как простые, так и сложные  вещества.

Из  реакций разложения, протекающих  без изменения валентных состояний, следует отметить разложение кристаллогидратов, оснований, кислот и солей кислородсодержащих кислот:

CuSO₄ 5H₂O = CuSO₄ + 5H₂O

Cu(OH)₂ = CuO + H₂O

H₂SiO₃ = SiO₂ + H₂O.

К реакциям разложения окислительно-восстановительного характера относится разложение оксидов, кислот и солей, образованных элементами в высших степенях окисления:

2SO₃ =  2SO₂ + O₂.

4HNO₃ = 2H ₂O + 4NO₂O + O₂O

2AgNO₃ = 2Ag + 2NO₂ + O₂,

(NH₄)2Cr₂O₇ = Cr₂O₃ + N₂ + 4H₂O.

Особенно  характерны окислительно-восстановительные реакции разложения для солей азотной кислоты.

Реакции разложения в органической химии носят название крекинга:

С₁₈H₃₈ = С₉H₁₈ + С₉H₂₀,

или дегидрирования:

C₄H₁₀ = C₄H₆ + 2H₂.

 

    

 

 

    

 

 

2.1.3Реакции  обмена

 

Реакциями обмена называют реакции между двумя соединениями, которые обмениваются между собой своими составными частями:

АВ + СD = АD + СВ.

Если при  реакциях замещения протекают окислительно-восстановительные процессы, то реакции обмена всегда происходят без изменения валентного состояния атомов. Это наиболее распространенная группа реакций между сложными веществами - оксидами, основаниями, кислотами и солями:

ZnO + Н₂SО₄ = ZnSО₄ + Н₂О,

AgNО₃ + КВr = АgВr + КNО₃,

СrСl₃ + ЗNаОН = Сr(ОН)₃ + ЗNаСl.

Частный случай этих реакций обмена - реакции нейтрализации:

НСl + КОН = КСl + Н₂О.

Обычно эти  реакции подчиняются законам  химического равновесия и протекают в том направлении, где хотя бы одно из веществ удаляется из сферы реакции в виде газообразного, летучего вещества, осадка или малодиссоциирующего (для растворов) соединения:

NаНСО₃ + НСl = NаСl + Н₂О + СО₂,

Са(НСО₃)₂ + Са(ОН)₂ = 2СаСО₃ + 2Н₂О,

СН₃СООNа + Н₃РО₄ = СН₃СООН + NаН₂РО₄.

 

2.1.4 Реакции  замещения

 

При реакциях замещения обычно простое вещество взаимодействует со сложным, образуя другое простое вещество и другое сложное:

А + ВС = АВ + С.

Эти реакции  в подавляющем большинстве принадлежат  к окислительно-восстановительным:

2Аl + Fe₂O₃ = 2Fе + Аl₂О₃,

Zn + 2НСl = ZnСl₂ + Н₂,

2КВr + Сl₂ = 2КСl + Вr₂,