Типы химических реакций в химии - присоединения, разложения, обмена и замещения с примерами

Содержание:

Типы химических реакций: присоединения, разложения, обмена и замещения:

Химические реакции подразделяются на несколько типов в зависимости от вступающих в реакцию исходных веществ (реагентов), количества образующихся продуктов реакции и выделения или поглощения энергии.

Рис. 17. Образование различных веществ (реакции присоединения)

По количеству образующихся и вступающих в реакцию компонентов их можно разделить на следующие типы:

Реакции присоединения

1. В реакциях присоединения (рис. 17) из одного или нескольких исходных веществ получается одно новое вещество: А + В + ... = С:

Реакции разложения

2. В реакциях разложения из одного вещества образуется несколько новых веществ: С = А + В ...:

Реакции замещения

3. В реакциях замещения простое вещество, вступая в реакцию со сложным веществом, занимает место в составе сложного вещества, в результате образуются новое простое и сложное вещества: АВ + С = АС + В:

Реакции обмена

4. В реакциях обмена составные части сложных веществ взаимообмениваются: АВ + CD = AD + ВС:

В процессе протекания химических реакций может выделяться или поглощаться тепло.

Энергия, выделяющаяся в процессе химической реакции, называется химической энергией.

Химическая энергия может быть превращена в тепловую, световую, механическую и электрическую энергию.

В большинстве случаев химическая энергия превращается в тепловую энергию и наоборот.

Рис. 18. Экзотермические реакции

Количество выделяемой или поглощаемой во время химической реакции энергии называется тепловым эффектом (Q).

Тепловой эффект наблюдается в результате разрыва или возникновения химической связи и количественно выражается в килоджоулях (кДж).

Реакции, сопровождающиеся выделением тепла (энергии), называются экзотермическими (ekzo — наружу) (см. рис. 18). В этих реакциях тепловой эффект изображается знаком «+» (плюс).

Реакции, сопровождающиеся поглощением тепла (энергии), называются эндотермическими (endo — внутрь). В таких реакциях тепловой эффект обозначается знаком «—» (минус):

Расчет относительной молекулярной массы и количества вещества

Для определения относительной молекулярной массы вещества необходимо сложить величины относительных атомных масс, входящих в состав молекулы элементов.

Например,  

Зная относительную атомную массу водорода, фосфора и кислорода, вычисляем относительную молекулярную массу

1. Определите относительную молекулярную массу следующих веществ:

Расчет массовой доли элементов в сложных веществах

Массовые доли (содержание) элементов в составе вещества выражаются в процентах (%).

Найдем процент содержания (со) углерода и кислорода в углекислом газе

Расчет:

1. Вычисляем относительную молекулярную массу

2. Находим массовую долю кислорода в

3. Находим массовую долю углерода в

О т в е т: 73% О и 27% С.

1. Определите массовые доли элементов, входящих в состав следующих веществ:

2. Каковы массовые доли (%) S и О в составе оксида серы (IV)?

3. На предприятии «Ферганаазог» производится минеральное удобрение . Сколько процентов азота в этом удобрении?

4. В каком из этих удобрений процентная доля азота наибольшая: , 

Определение формулы вещества по количественным отношениям входящих в его состав элементов

1. Определите формулу соединения, в состав которого входит 50% серы и 50% кислорода.

Вычисление:

Из условия задания известно, что вещество содержит атомы серы (S) и кислорода (О). Следовательно, формулу вещества можно изобразить как . Для установления соотношения атомов в молекуле вещества и расчета значений х и у необходимо процент содержания каждого элемента разделить на относительную атомную массу входящих в состав вещества атомов:

Отсюда формула вещества -

2. Определите формулу соединения, содержащего 2,4% Н, 39,1% S и 58,5% О.

Расчет:

Известно, что в состав вещества входят атомы Н, S и О. Искомая формула вещества будет иметь вид. Для нахождения х, у, z необходимо процент содержания элементов разделить на их атомные массы и найти их численные соотношения:

Из этого следует, что формула вещества —

Вычисление эквивалента простых и сложных веществ

Определение эквивалента простых веществ и элементов.

Эквивалент химического элемента (£) — отношение атомной массы и валентности элемента (V), которое вычисляется по формуле:

Пользуясь этой формулой, можно легко вычислить эквивалент элемента. Например, Аг алюминия — 27, а его валентность V — 3. Подставляя эти значения в формулу, находим его эквивалент:

Если элемент обладает переменной валентностью, то меняется и его эквивалент. Например, медь может иметь валентность 1 и 2, при этом в первом случае ее эквивалент будет равен 64, а во втором — 32.

Определение эквивалента оксидов

Чтобы определить эквивалент оксида, необходимо его относительную молекулярную массу разделить на произведение валентности (V) на число элемента (n), образующего оксид:

Например, эквивалент оксида меди (СиО) будет равен:

 

Определение эквивалента оснований

Для определения эквивалента оснований следует относительную молекулярную массу веществаразделить на число (n) гидроксильных групп, имеющихся в составе основания:

Например, эквивалент гидроксида меди 2 будет равен:

Определение эквивалента кислот

Для определения эквивалента кислот нужно относительную молекулярную массу вещества разделить на число (n) водородных атомов, входящих в состав кислоты:

Например, эквивалент определяется так:

    32’66'

Определение эквивалента солей

Для определения эквивалента солей следует относительную молекулярную массу веществаразделить на произведение валентности (V) металла на число атомов металла, входящего в состав соли (n):

Например, эквивалент хлорида меди (II) определяется так:

Решение задач на закон эквивалентов

Под эквивалентностью вещества понимают количество участвующего в определенной реакции вещества с 1 г водорода или с 8 г кислорода

Вещества вступают в реакции пропорционально их эквивалентам.

При вступлении в реакцию вещества A и вещества В математическое выражение их эквивалентной закономерности будет следующим:
 

1. В составе оксида алюминия имеется 52,94% алюминия и 47,06% кислорода. Найдите эквивалент алюминия, если известно, что эквивалент кислорода равен 8.

Решение:

Из условия задачи известно массовое соотношение А1 и О: 52,94 : 47,06

В соответствии с формулой

отсюда х=9

Следовательно, эквивалент алюминия А1 равен 9.

Расчеты по уравнениям химических реакций и закону сохранения массы

Массы всех веществ, участвующих в химических реакциях, находятся в постоянных пропорциональных соотношениях. Например:

Если известно количество хотя бы одного вступающего в реакцию вещества, то можно рассчитать количество других участвующих в реакции веществ.

Пример:

Сколько граммов вступят в реакцию с 4 г CuO и сколько при этом образуется соли и воды?

Решение:

Напишем уравнение реакции:

Под формулами участвующих в реакции веществ запишем значения их молярных масс. Над уравнением запишем приведенные в условиях задачи значения масс веществ и те, которые необходимо найти:

Теперь находим, сколько серной кислоты нужно для реакции. Для этого составляем пропорцию и решаем ее:

Далее рассчитываем, сколько образуется сернокислой меди (II):

Теперь находим количество образовавшейся воды:

Ответ:    4,9    г серной кислоты, 8 г сульфата меди и 0,9    г    воды.