Классификация химических реакций в неорганической и органической химии. Обратимые и необратимые химические реакции. Смещение равновесия - Теоретический материал - ОСНОВЫ ХИМИИ

Химические реакции могут быть сгруппированы по определенным классификационным признакам.

По числу и составу реагентов и конечных веществ

Реакции соединения. При реакциях соединения из нескольких реагирующих веществ образуется одно вещество более сложного состава:

А + В (+ С) = D

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

Например, СаСO₃ + СO₂ + Н₂O = Са(НСO₃)₂

Реакции разложения. 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.

Реакции разложения углеводородов в органической химии называются крекингом: С₁₈Н₃₈ = С₉Н₁₈ + С₉Н₂₀, или имеют приставку де-, например реакция дегидрирования:

С₄Н₁₀ = С₄Н₆ + 2Н₂

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.

Например, 2Аl + Fe₂O₃= 2Fe + Аl₂O₃

Реакциями обмена называют реакции между двумя соединениями, которые обмениваются между собой своими составными частями: АВ + CD = AD + СВ

Например, ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + Н₂O

Частный случай реакций обмена — реакции нейтрализации, например

НСl + КОН = КСl + Н₂O

Взаимодействие между кислотой и спиртом, сопровождающееся образованием сложного эфира, получило название реакции этерификации:

По изменению степени окисления

Окислительно-восстановительные реакции. В этих реакциях происходит изменение степени окисления атомов элементов, входящих в состав реагирующих веществ.

Например,

Реакции, протекающие без изменения степени окисления

По обратимости: обратимые и необратимые химические реакции

Обратимыми называют такие химические процессы, продукты которых способны реагировать друг с другом в тех же условиях, в которых они получены, с образованием исходных веществ.

Для обратимых реакций уравнение принято записывать следующим образом: (Две противоположно направленные стрелки указывают на то, что при одних и тех же условиях одновременно протекает как прямая, так и обратная реакция.)

Например,

Смещение химического равновесия определяется принципом Ле-Шателье.

Формулировка принципа Ле-Шателье: если на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия, оказывать внешнее воздействие, то равновесие смещается в сторону, ослабляющую это воздействие. Под внешним воздействием понимают:

— изменение концентрации веществ, участвующих в реакции (как реагентов, так и продуктов);

— изменение давления в системе;

— изменение температуры.

Таким образом, повлиять на состояние химического равновесия можно, изменив один из этих трех факторов.

Необратимыми называют такие химические процессы, продукты которых не способны реагировать друг с другом с образованием исходных веществ.

Например:

По знаку теплового эффекта

Экзотермические реакции, протекающие с выделением энергии в форме теплоты (Q > 0, Н < 0).

Например: С + O₂ = СO₂ + Q

Эндотермические реакции, протекающие с поглощением энергии в форме теплоты (Q < 0, Н > 0):

N₂ + O₂ = 2NO - Q

По числу фаз

Под фазой понимают совокупность однородных частей системы с одинаковыми физическими и химическими свойствами и отделенных друг от друга поверхностью раздела. Все многообразие реакций с этой точки зрения можно разделить на два класса:

Гомогенные (однофазные) реакции. К ним относят реакции, протекающие в газовой фазе, и целый ряд реакций, протекающих в растворах.

Например: 2Н_2(г) + O_2(г) = 2Н₂O_(Г)

Гетерогенные (многофазные) реакции: это реакции, в которых реагенты и продукты реакции находятся в разных фазах.

Например: