Теоретическое занятие № 20: Классификация химических реакций. Тепловой эффект химической реакции.
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.
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 | |
| 
| 
|
| Газофазная | Жидкостная |
Классификация по изменению состава вещества
| Реакции, при которых не изменяется состав вещества: | |
| Реакция изомеризации пропил бензола в изопропилбензол | Переход между аллотропными модификациями (графит ↔ алмаз) |
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.
По константе равновесия, химические реакции делятся на обратимые и необратимые.
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.
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
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.
|
|
Разбор решения задачи
Рассмотрим следующую задачу:
Задача 1. Вычислите массу и объём (н.у.) сгоревшего этилена, если в ходе реакции выделилось 2450 кДж теплоты. С2Н4(Г) + 3О2(Г)→2СО2(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:
Ответ: 
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
1. Составьте термохимическое уравнение реакции горения магния, если известно, что при
сгорании магния массой 12 г выделилось количество теплоты 307,2 кДж.
(2 Mg(к) + O 2 (г) = 2 MgO(к) + 1228,8 кДж.)
2. Вычислите по термохимическому уравнению 4 P(к) + 5O 2 (г) =2 P 2 O 5 (к) + 3010 кДж
количество теплоты, выделяемой при сгорании 31 г фосфора. (752,5 кДж.)
3. По термохимическому уравнению CaCO 3 (к) = CaO(к)+ СO 2 (г) - 157 кДж
Вычислите массу разложившегося известняка, если известно, что на его разложение
затрачено 1570 кДж (1000 г)
4. При сгорании кальция массой 8 г, выделилось количество теплоты 127 кДж.
Составьте термохимическое уравнение реакции.
5. По термохимическому уравнению 2KNO 3 (к) = 2KNO 2 (к)+ O 2 (г) - 255 кДж
вычислите количество теплоты, которая поглотится при получении кислорода (н.у.) объемом 6,72 л. (76,5 кДж)
6. По термохимическому уравнению 2NaOH + H 2SO4 = Na 2SO4 + 2H 2O +290 кДж
вычислите массу гидроксида натрия, вступившего в реакцию, если известно, что при
его нейтрализации выделилось количество теплоты 725 кДж. (200 г.)
7. На разложение оксида ртути (II) массой 8,68 г затрачено количество теплоты 3,64кДж.
Составьте термохимическое уравнение реакции.
|
|