Добавил:

Nemo_Nemorino Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Белорусская государственная сельскохозяйственная академия

Предмет:

Химия в школе

Файл:

Рабочие тетради / Лисачук Л. Н. Основные понятия и законы химии. Растворы

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

16.09.2023

Размер:

6.11 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 115 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>

Типы химических реакций

В настоящее время известно огромное число химических реакций. В зависимости от общих признаков химические реакции можно разделить на несколько типов.

I. В зависимости от состава и числа исходных и ко-

нечных веществ реакции можно разделить на четыре типа:

1.Реакции соединения.

2.Реакции разложения.

3.Реакции замещении.

4.Реакции обмена.

1. Реакции соединения

Реакция соединения – это реакция, при которой из нескольких веществ образуется одно сложное вещество.

Например:
S	+	O2	=		SO2

реагируют два				образуется одно
простых вещества				сложное вещество
CaO	+	CO2	=		CaCO3

реагируют два				образуется одно
сложных вещества				сложное вещество
Na 2CO3		+ CO2 +	HO2 =		2NaHCO3

реагируют три					образуется одно
сложных вещества					сложное вещество

Типы химических реакций

2. Реакции разложения

Реакция разложения – это реакция, при которой из одного сложного вещества образуется несколько веществ.

Например:
CaCO3		= CaO + CO2
реагирует одно		образуются два
сложное вещество		сложных вещества
2HgO	=	2Hg + O2
одно сложное		два простых
вещество		вещества

2KMnO4 = K 2 MnO4 + MnO2 + O2

3. Реакции замещении

Реакция замещения – это реакция, при которой атомы простого вещества замещают атомы элемента в молекуле сложного вещества.

Например:
CuSO4	+	Fe	=	FeSO4	+ Cu
сложное	простое			сложное	простое
вещество	вещество			вещество	вещество

реагируют				образуются
H2SO4 +	Zn	=	ZnSO4	+ H2

Типы химических реакций

4. Реакции обмена

Реакция обмена – это реакция, при которой сложные вещества обмениваются своими составными частями.

Например:
NaCl + AgNO3	=	NaNO3 + AgCl

реагируют два		образуются два
сложных вещества		сложных вещества
Ba(NO3 )2 + Na2SO4		= BaSO4 + 2NaNO3

II. При химических реакциях энергия выделяется или поглощается. Обычно эта энергия выделяется в виде теплоты.

Количество теплоты, которая выделяется или поглощается при химической реакции, называется

тепловым эффектом реакции.

Тепловой эффект реакции обозначают символом ∆Η (читают дельта – аш). Тепловой эффект реакции выражают в килоджоулях (кДж). Тепловой эффект реакции может иметь положительное значение (∆Η > 0) и отрицательное значение (∆Η < 0). Значение теплового эффекта обычно указывают отдельно после уравнения реакции.

Например: O2 + N 2 = 2NO, ∆H =180,8 кДж .

Типы химических реакций

В зависимости от знака теплового эффекта реакции делят на два типа: экзотермические и эндотермические.

Экзотермическая реакция – это реакция,

при которой теплота выделяется.

Например: CaO + H 2 O = Ca(OH)2 , ∆H = −64,4 кДж – это экзотермическая реакция.

Эндотермическая реакция – это реакция,

при которой теплота поглощается.

Например: CaCO3 = CaO +CO2 , ∆H =184 кДж – это эндотермическая реакция.

Следовательно, знаки тепловых эффектов отрицательные (∆H < 0) у экзотермических реакций и положительные (∆H > 0) у эндотермических реакций.

Тепловой эффект можно включить в химическое уравнение реакции.

Химическое уравнение, в котором указывают тепловой эффект реакции,

называется термохимическим уравнением.

В термохимическом уравнении значение теплового эффекта обычно указывают в правой части уравнения с обратным знаком. Тогда теплота, которая выделяется в результате реакции, входит в правую часть уравнения со знаком плюс, а теплота, которая поглощается – со знаком минус.

Типы химических реакций

Например:

H 2 + Cl2 = 2HCl, ∆H = −184,6 кДж ,

H 2 +Cl2 =2HCl+184,6 кДж – это термохимическое уравнение.

CH 4 = C + 2H 2 , ∆H = 75,2 кДж,

CH 4 =C+2H 2 −75,2 кДж – этотожетермохимическоеуравнение.

В термохимических уравнениях коэффициенты перед формулами веществ могут быть как целыми, так и дробными числами. Например:

2H 2 + O2 = 2H 2 O + 483,6 кДж

или	H 2	+	1	O 2 = H 2 O + 241,8 кДж .
			2

III. Химические реакции в зависимости от направле-

ния делят на два типа: необратимые и обратимые.

1. AgNO3 +HCl =AgCl ↓+HNO3 – это необратимая реакция.

Продукты реакции AgCl и HNO3 не реагируют друг с другом. Следовательно, реакция идет только в одном на-

правлении, в сторону образования продуктов реакции.

Необратимая реакция – это реакция,

которая идёт только в одном направлении.

	прямая
2. N 2 + 3H 2	реакция	2NH 3 – это обратимая реакция.
2. N 2 + 3H 2		2NH 3 – это обратимая реакция.

обратная

реакция

Типы химических реакций

Обратимая реакция – это реакция, которая одновременно идёт в двух противоположных направлениях.

Вобратимой реакции продукты реакции частично превращаются в исходные вещества.

Вуравнении обратимой реакции левая и правая части уравнения соединяются знаком обратимости (↔ или ).

ЛЕКСИКА ТЕМЫ

Русский язык	Английскийязык	Французский язык

1	2	3

Выделение	evolve of energy	mise en relief de
энергии		l'énergie
Выделять	evolve	mettre en relief

Зависимость (ж.р.)	dependence	dépendance

Замещать	replace, substitute	remplacer

Замещение	replacement,	remplacement
	substitution
Направление	direction	direction

Необратимый	irreversible	irréversible

Обмен	exchange	échange

Обменивать	to exchange	échanger

Обратимый	reversible, convertible	convertible

Обратный	reverse	inverse

Поглощать	to absorb	absorber

Поглощение	absorption of energy	absorption de
энергии		énergie
		87

Типы химических реакций

1	2	3

Теплота	heat	chaleur

Противоположный	opposite	opposé

Разлагать	to decompose	décomposer

Разложение	decomposition	décomposition

Соединение	composition,	composé
	compound
Термохимическое	the thermochemical	équation
уравнение	equation	thermochimique
Указывать	to point out, to indicate	indiquer

Экзотермический	exothermic	exothermique

Энергия	energy	énergie

Эндотермический	endothermic	endothermique

Эффект реакции	effect of reaction	effet de la réaction

ЗАПОМНИТЕ КОНСТРУКЦИЮ

делят, делится

Что (И.п.) на что (В.п.) в зависимости от чего (Р.п.)

можно

разделить

Реакции можно разделить на два типа в зависимости от знака теплового эффекта. = Реакции делят на два типа в зависимости от знака теплового эффекта.

Типы химических реакций

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

ЗАДАНИЕ 1. Ответьте на вопросы.

1.На какие типы можно разделить химические реакции в зависимости от состава и числа исходных и конечных веществ?

2.Что такое:

а) реакция соединения; б) реакция обмена; в) реакция замещения;

г) реакция разложения?

3.Что такое тепловой эффект реакции?

4.На какие типы делят химические реакции в зависимости от знака теплового эффекта?

5.Что такое:

а) эндотермическая реакция; б) экзотермическая реакция; в) термохимическое уравнение?

6.Какой знак имеет тепловой эффект в термохимическом уравнении:

а) для экзотермических реакций; б) для эндотермических реакций?

7.На какие типы делят химические реакции в зависимости от направления?

8.Что такое:

а) необратимая реакция; б) обратимая реакция?

Типы химических реакций

9. Какой знак пишут между левой и правой частями в уравнении обратимой реакции?

ЗАДАНИЕ 2. Поставьте коэффициенты и в скобках укажите тип реакции:

1.AlCl3 + NaOH = Al(OH)3 + NaCl ;

2.SiO2 + Al = Al2 O3 + Si ;

3.SO2 +O2 SO3 ;

4.Ca + P = Ca3P2 ;

5.Na + H 2 O = NaOH + H 2 ;

6.H 2 O = H 2 + O2 ;

7.Al + H 2SO4 = Al2 (SO4 )3 + H 2 ;

8.AgNO3 = Ag + NO2 +O2 ;

9.NO +O2 NO2 ;

10.H 2 + I2 HI ;

11.Ca(OH)2 + H3PO4 = Ca3 (PO4 )2 + H 2 O ;

12.(NH 4 )2 Cr2 O7 = Cr2 O3 + N2 + H 2 O ;

13.HCl + Fe(OH)3 = FeCl3 + H2O ;

14.KMnO4 = K 2 MnO4 + MnO2 + O2 ;

15.Ca + H 2O = Ca(OH )2 + H 2 ;

16.Cu(NO3 )2 = CuO + NO2 +O2 .

Образец: Al + O2 → Al2 O3

4Al + 3O2 = 2Al2 O3 (реакция соединения).

ЗАДАНИЕ 3. Поставьте коэффициенты. Укажите, какие из

Типы химических реакций

данных реакций экзотермические, а какие – эндотермические.

1.Al + S → Al2S3 + 509 кДж;

2.KNO3 → KNO2 +O2 −255 кДж ;

3.Fe + O2 → Fe3O4 +1117 кДж ;

4.HgO → Hg +O2 −182 кДж .

ЗАДАНИЕ 4. Укажите, какие из данных реакций – экзотермические, а какие – эндотермические.

1.	MgCO3 = MgO + CO 2 , ∆H > 0 ;
2.	N 2 + 3H 2 = 2NH3 , ∆H < 0 ;
3.	Fe2 O3 + 2Al = Al2 O3 + 2Fe,				∆H < 0 ;
4.	2KClO3 = 2KCl + 3O 2 , ∆H > 0 .
	ЗАДАНИЕ 5. Преобразуйте				химические уравнения в
термохимические.
1.	Fe2 O3 + 2Al = Al2 O3 + 2Fe,				∆H = −854 кДж;
2.	CH 4 + 2O 2	= CO 2 + 2H 2 O, ∆H = −892 кДж ;
3.	3O 2 = 2O3 ,	∆H = 289 кДж ;
4.	2NaOH + H 2SO 4		= Na 2SO 4 + 2H 2 O, ∆H = −131,4 кДж ;
5.	CO + H 2 O ↔ CO 2 + H 2 ,			∆H = 43 кДж
Образец: 2H 2		+ O2	= 2H 2O,	∆H = −483,8 кДж ;
	2H 2	+ O 2	= 2H 2 O	+	483,8 кДж .

ЗАДАНИЕ6. Реакцию фотосинтеза выражают уравнением: 6CO2 + 6H 2 O = C6 H12 O6 + 6O2 − 2815,8 кДж .

Типы химических реакций

Объясните, к какому типу реакций относится данная реакция в зависимости от знака теплового эффекта. Под действием какого источника энергии происходит эта реакция?

ЗАДАНИЕ 7. Вставьте вместо точек необходимые по смыслу слова.

Реакция соединения – это реакция, при которой из ...

веществ ... одно ... вещество.

Реакция разложения – это реакция, при которой из ...

сложного вещества образуется ... веществ.

Реакция замещения – это реакция, при которой атомы

... вещества ... атомы элемента в молекуле ... вещества. Реакция обмена – это реакция, при которой ... вещест-

ва ... своими составными частями.

Экзотермическая реакция – это реакция, при которой теплота ... .

Эндотермическая реакция – это реакция, при которой теплота ... .

Химическое уравнение, в котором указывают ... ... реакции, называется термохимическим уравнением.

... реакция – это реакция, которая идет только в одном направлении.

... реакция – это реакция, которая одновременно идет в двух противоположных направлениях.

Закон Авогадро

Объём газа зависит главным образом от условий (температуры и давления). Эксперименты показали, что одинаковые объёмы разных газов при одинаковых условиях занимают одинаковый объём. На основании этих экспе-

риментальных фактов был сформулирован закон, который назвали законом Авогадро.

Формулировка закона Авогадро:

В одинаковых объёмах разных газов при одинаковых условиях (температуре и давлении) содержится одинаковое число молекул.

Следствия из закона Авогадро:

1.Одинаковое число молекул разных газов при одинаковых условиях занимают одинаковый объём.

2.Моль любого газа при одинаковых условиях занимает одинаковый объём.

Вхимии применяется понятие молярный объём (Vm ).

Молярный объем газа (Vm ) – это объем,

который занимает один моль любого вещества в газообразном состоянии.

Часто пользуются объемами газов при нормальных условиях. Нормальные условия (н.у.) – это температура

273 К (0 С) и давление 101325 Па (1 атм.).

Закон Авогадро

Объём, который занимает один моль газа при нормальных условиях (Vm ) можно определить по формуле:

	V	=	M	,	(1)

	m		ρн.у.
где M –	молярная масса газа;
ρн.у. –	плотность газа при нормальных условиях.
Например:

Vm (H 2 )=		2,0159 г/моль			=22,398 л/моль
		2,0159 г/моль
			0,09 г/л
			0,09 г/л

Vm (О2 )=	31,998 г/моль			=22,376 л/моль			Vm (любогогаза) ≈

			1,43г/л
			1,43г/л				≈ 22,4л/моль
							≈ 22,4л/моль
Vm (SO2 )=			64,063 г/моль
			64,063 г/моль			=22,388 л/моль
						=22,388 л/моль
			2,86 г/л
			2,86 г/л

Следовательно:

Объём, который занимает один моль любого газа при нормальных условиях, приблизительно равен 22,4 л

( 22,4 10−3 м3 ).

Если в формулу (1) подставить выражения молярной массы( M = νm ) и плотности ( ρ = Vm ), то получим:

Vm =	V	.	(2)

	ν

Закон Авогадро

Значит:

Молярный объём газа (Vm ) – это физическая величина, которая равна отношению объёма газа к количеству вещества.

Из формулы (2) следует, что молярный объём измеряется в кубических метрах на моль (м3/моль) или в литрах на моль (л/моль).

Газы подчиняются закону Авогадро при определённых условиях. При низких температурах и высоких давлениях газы не подчиняются закону Авогадро. Твёрдые и жидкие вещества тоже не подчиняются закону Авогадро.

N 2	O2	CO2
Vm =22,4 л/моль	Vm =22,4 л/моль	Vm =22,4 л/моль
M = 28 г/моль	M = 44 г/моль	M = 44 г/моль

Рисунок 2 – Молярные объемы и молярные массы некоторых газов

ЛЕКСИКА ТЕМЫ

Русский язык	Английский язык	Французский язык

1	2	3

Главным образом	mainly	particulièrement

		Закон Авогадро
1	2	3
Давление	pressure	pression
Занимать что	to occupy the	occuper le volume
(объём)	(volume)
Нормальный	normal	normal
Объём	volume	volume
Подчинять, -ся (чему)	to submit (to)	soumettre
Следовать чему	to follow	suivre quoi
ЗАПОМНИТЕ КОНСТРУКЦИЮ
	подчиняется
Что (И.п.)		чему (Д.п.)
	не подчиняется

Газы подчиняются закону Авогадро.

Твердые и жидкие вещества не подчиняются закону Авогадро.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

ПРИМЕР 1. Определите объём, который занимает водород количеством вещества 5 моль при нормальных условиях.

Дано:	РЕШЕНИЕ
ν (H 2 )= 5 моль	Первый метод

Vн.у.(H 2 )= ?	При решении задачи используем формулу
	Vm =	V	.

	ν
	97

Закон Авогадро

Отсюда V =Vm ν . Тогда V (H 2 )= 22,4 5 =112 л.

ОТВЕТ: водород количеством вещества 5 моль при н.у. занимает объём 112 л.

Второй метод

Составляем пропорцию и решаем её. Согласно закону Авогадро:

	1 моль H 2					занимает объём 22,4 л,
	5 моль H 2					занимают объём		х л.
Значит,		1	=	22,4	.	Отсюда x =	5 22,4	=112 л.
	5
				x		1

ОТВЕТ: водород количеством вещества 5 моль при н.у. занимает объём 112 л.

ПРИМЕР 2. Какой объём при нормальных условиях занимает оксид углерода (IV) CO2 массой 110 г?

Дано:		РЕШЕНИЕ
m (CO2 )=110 г		Первый метод

Vн.у.(CO2 )= ?	1)	Для решения задачи использу-
		ем формулуVm =	V	.
			V

		ν
		Отсюда V =Vm ν .
2) Количествовещества CO2		найдем изформулы
98

имеет азот

							Закон Авогадро
M (CO		)=	m (CO2 )	, откуда ν (CO		)=	m (CO2 )	.
M (CO		)=	ν (CO2 )	, откуда ν (CO		)=		.
	2		ν (CO2 )		2		M (CO2 )

3) Определим молярную массу CO2 :

M r (CO2 )=12 + 2 16 = 44 ; M (CO2 )= 44 г/моль.

4)Вычислим количество вещества CO2 массой 110 г:

ν(CO2 )= 11044 = 2,5 моль.

5)Подставим числовые значения в формулу:

V =Vm ν ;

V (CO2 )= 22,4 2,5 = 56 л.

ОТВЕТ: 110 г CO2 занимают при н.у. объем 56 л.

				Второй метод
M r (CO2 )=12 + 2 16 = 44 ; M (CO2 )=								44 г/моль.
Следовательно, 1 моль CO2						имеет массу 44 г.
Тогда по закону Авогадро:
44 г		CO2		занимают объём 22,4 л,
110 г CO2				занимают объём				х л.
Значит,	44	=	22,4		. Отсюда	x =	110 22,4		= 56 л.

110			x			44
ОТВЕТ: 110 г CO2			занимают при н.у. объем					56 л.

Закон Авогадро

ПРИМЕР 3. Какую массу при нормальных условиях N 2 объёмом 89,6 л?

Дано:								РЕШЕНИЕ
	Vн.у.(N 2 )= 89,6 л							Первый метод
			1) Массу					азота N 2 определим из
	m (N 2 )= ?		1) Массу					азота N 2 определим из
	m (N 2 )= ?								m
				формулы M =					m	.
				формулы M =						.
									ν
				Откуда m = M ν .
2)		Количество вещества азота N 2 найдем из формулы:
				Vm =		V		.
				Vm =				.
						ν
		ν =	V	=	89,6		= 4 моль.
		ν =	Vm	=			= 4 моль.
			Vm	22,4
3)		Определим молярную массу азота N 2 :
		M r (N 2 )= 2 14 = 28 ;						M (N 2 )= 28 г/моль.
4)		Вычислим массу азота N 2 :
		m (N 2 )= M ν = 28 4 =112 г.
ОТВЕТ: 89,6 л азота при н.у. имеют массу 112 г.
			Второй метод
		M r (N 2 )= 2 14 = 28 ;						M (N 2 )= 28 г/моль.
		Следовательно, 1 моль N 2					имеет массу 28 г.

100

<<< < Предыдущая 1 2 3 45 / 115 6 7 8 9 10 11 > Следующая >>>