Классификация химических реакций

Калий реагирует с водой по уравнению: 2K + 2H₂O = 2KOH + H₂. Это реакция замещения, так как атомы простого вещества (калия) замещают атомы водорода в сложном веществе (воде). Реакция сопровождается изменением степеней окисления, значит, это ОВР. Данная реакция необратима, гетерогенна (взаимодействуют твёрдое вещество и жидкость) и экзотермична (протекает с выделением большого количества теплоты). Подходят варианты 1 и 3.

Уравнение реакции: N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ + Q. Это реакция соединения, так как из двух простых веществ образуется одно сложное. Реакция является обратимой, протекает с выделением теплоты (экзотермическая). Также для её протекания требуется катализатор (губчатое железо), следовательно, она каталитическая. Подходят варианты 2, 4 и 5.

Уравнение реакции: 2H₂O₂ = 2H₂O + O₂. Это реакция разложения. Она ускоряется при добавлении катализатора (например, диоксида марганца или фермента каталазы), поэтому относится к каталитическим. Разложение пероксида водорода — это одна из реакций разложения, которая протекает с выделением теплоты (экзотермическая реакция). Подходят варианты 2, 3 и 5.

1) SO₃ + H₂O = H₂SO₄ (степени окисления не изменяются, не ОВР)
2) CuO + CO = Cu + CO₂ (степени окисления меди и углерода изменяются, ОВР)
3) 2KNO₃ = 2KNO₂ + O₂ (степени окисления азота и кислорода изменяются, ОВР)
4) NaOH + HCl = NaCl + H₂O (реакция обмена, не ОВР)
5) CaCO₃ + 2HNO₃ = Ca(NO₃)₂ + H₂O + CO₂ (реакция обмена, не ОВР).
Подходят варианты 2 и 3.

Эндотермическими (протекающими с поглощением теплоты) являются реакции:
1) N₂ + O₂ = 2NO (исключение из общего правила для реакций горения соединения с кислородом)
3) CaCO₃ = CaO + CO₂ (реакции термического разложения в большинстве своём эндотермичны)
5) H₂ + I₂ = 2HI (исключение из правила реакций соединения).
Реакции горения угля (2) и водорода (4) — экзотермические. Подходят варианты 1, 3 и 5.

Гомогенные реакции протекают в одной фазе (обычно это смесь газов или растворов), и между реагирующими веществами нет поверхности раздела.
1) С (тв) + O₂ (г) — гетерогенная.
2) 2SO₂ (г) + O₂ (г) — гомогенная (газ + газ).
3) Zn (тв) + HCl (р-р) — гетерогенная.
4) 2NO (г) + O₂ (г) — гомогенная (газ + газ).
5) CaCO₃ (тв) + HCl (р-р) — гетерогенная.
Подходят варианты 2 и 4.

1) Синтез аммиака (N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃) — классическая обратимая реакция.
2) Окисление сернистого газа (2SO₂ + O₂ ⇄ 2SO₃) — обратимый процесс.
3) Реакция сильной кислоты с сильным основанием (NaOH + HCl = NaCl + H₂O) протекает необратимо.
4) Реакции горения (C + O₂ = CO₂) практически всегда необратимы.
5) Паровая конверсия метана (CH₄ + H₂O ⇄ CO + 3H₂) — обратимый процесс.
Подходят варианты 1, 2, 5.

Взаимодействие карбоновой кислоты (уксусной) и спирта (этанола) называется реакцией этерификации. В результате образуется сложный эфир — этилацетат. Эта реакция является обратимой, а в качестве катализатора и водоотнимающего средства используется серная кислота (реакция каталитическая). Подходят варианты 1, 3, 5.

Реакция галогенирования алканов (взаимодействие метана с хлором: CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl) относится к реакциям замещения. Она протекает на свету по радикальному механизму. Как и многие реакции с галогенами, эта реакция протекает с выделением теплоты (экзотермическая). Реакция гомогенна (газ реагирует с газом). Подходят варианты 1, 3, 5.

Взаимодействие алкенов с водой называется реакцией гидратации. В ходе реакции происходит разрыв пи-связи в молекуле этилена и присоединение молекулы воды (реакция присоединения). Эта реакция требует присутствия кислотного катализатора (например, фосфорной или серной кислоты), следовательно, она каталитическая. Также эта реакция обратима. Подходят варианты 1, 2, 5.

Уравнение реакции: C₂H₆ ⇄ C₂H₄ + H₂. Дегидрирование — это процесс отщепления молекул водорода (следовательно, реакция отщепления или элиминирования). Процесс протекает при нагревании в присутствии катализатора (Pt, Ni, Cr₂O₃), значит, реакция каталитическая. Практически все реакции дегидрирования (и в целом разложения/отщепления) протекают с поглощением теплоты (эндотермические). Также эта реакция обратима. Подходят варианты 2, 3, 4.

Взаимодействие сложных эфиров с растворами щелочей представляет собой щелочной гидролиз (омыление сложного эфира). В результате реакции (CH₃COOC₂H₅ + NaOH → CH₃COONa + C₂H₅OH) образуется соль карбоновой кислоты и спирт. В отличие от кислотного гидролиза, щелочной гидролиз протекает необратимо, так как образующаяся соль не взаимодействует со спиртом. Степени окисления атомов не меняются. Подходят варианты 2 и 4.

Реакция бензола с азотной кислотой (нитрование) протекает в присутствии катализатора — концентрированной серной кислоты (вместе они образуют нитрующую смесь). В ходе реакции атом водорода в бензольном кольце замещается на нитрогруппу (-NO₂), поэтому это реакция замещения. Механизм реакции — электрофильное замещение (а не радикальное). Подходят варианты 3 и 4.

Железо горит в хлоре с образованием хлорида железа(III): 2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃.
Это реакция соединения, так как из двух простых веществ образуется одно сложное.
Это окислительно-восстановительная реакция, так как изменяются степени окисления элементов.
Реакция экзотермическая (как и подавляющее большинство реакций соединения) и гетерогенная (твёрдое железо реагирует с газообразным хлором).
Подходят варианты 2 и 5.

Уравнение алюминотермии: Fe₂O₃ + 2Al = Al₂O₃ + 2Fe.
Простое вещество (алюминий) замещает атомы железа в оксиде, поэтому это реакция замещения.
Степени окисления элементов изменяются, значит, реакция окислительно-восстановительная.
Реакция сопровождается выделением огромного количества теплоты (экзотермическая).
Процесс необратим и гетерогенен (смесь твёрдых порошков).
Подходят варианты 1, 2 и 4.

Уравнение реакции: 2CO + O₂ = 2CO₂.
Взаимодействуют два газа, поэтому реакция гомогенная.
Из двух веществ образуется одно, поэтому это реакция соединения.
Как и все реакции горения, эта реакция протекает с выделением теплоты (экзотермическая).
Катализатор для горения угарного газа не требуется.
Подходят варианты 1, 2 и 4.

Процесс полимеризации этилена: nCH₂=CH₂ → (-CH₂-CH₂-)_n.
В ходе реакции молекулы мономера соединяются друг с другом за счёт разрыва пи-связей, это реакция присоединения.
Процесс идёт в присутствии катализаторов (например, катализаторов Циглера-Натта).
Реакция сопровождается уменьшением числа молекул и образованием новых связей, поэтому протекает с выделением теплоты (экзотермическая).
Подходят варианты 2, 4 и 5.

Уравнение: KOH + HNO₃ = KNO₃ + H₂O.
Это реакция между кислотой и основанием, поэтому она называется реакцией нейтрализации.
По типу процесса это реакция обмена (сложные вещества обмениваются своими составными частями).
Смешиваются два раствора, поверхности раздела фаз нет, реакция гомогенна.
Степени окисления не меняются. Реакция нейтрализации экзотермична.
Подходят варианты 1, 3 и 4.

Уравнение обжига пирита: 4FeS₂ + 11O₂ = 2Fe₂O₃ + 8SO₂.
Взаимодействует твёрдое вещество (FeS₂) и газ (O₂), поэтому реакция гетерогенна.
Это процесс окисления, протекающий с выделением большого количества теплоты (экзотермическая реакция).
Степени окисления железа, серы и кислорода изменяются (ОВР).
Подходят варианты 2, 3 и 4.

Уравнение реакции: Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu.
Атомы простого вещества (цинка) замещают атомы меди в растворимой соли, поэтому это реакция замещения.
Реакция необратима (обратный процесс в растворе не идёт).
Происходит изменение степеней окисления цинка и меди (ОВР).
Реакция гетерогенна (твёрдый металл и раствор соли), катализатор не требуется.
Подходят варианты 1, 3 и 4.

Уравнение: Cu + 4HNO₃(конц) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O.
Это окислительно-восстановительная реакция (медь окисляется, азот восстанавливается).
Реакция не является замещением, так как среди продуктов нет простого вещества (это сложная ОВР).
Взаимодействуют твёрдое вещество и жидкость (раствор), поэтому реакция гетерогенная.
Как и реакции большинства металлов с кислотами, она протекает с выделением теплоты (экзотермическая).
Подходят варианты 1, 3 и 5.

Уравнение: 2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂.
Из одного сложного вещества образуются три новых, поэтому это реакция разложения.
Степени окисления марганца и кислорода изменяются, следовательно, реакция окислительно-восстановительная.
Разложение перманганата калия протекает без катализатора и является гетерогенным процессом (твёрдое вещество превращается в смесь твёрдых и газа).
Это не реакция обмена. Подходят варианты 2 и 5.

Уравнение: NH₃(г) + HCl(г) ⇄ NH₄Cl(тв).
Из двух сложных веществ образуется одно новое, поэтому это реакция соединения.
Поскольку это реакция соединения, она протекает с выделением теплоты (экзотермическая).
При нагревании образовавшийся хлорид аммония разлагается на исходные газы, поэтому реакция обратима.
Степени окисления элементов в этой реакции не изменяются (не ОВР).
Подходят варианты 1, 2 и 5.

Уравнение: BaCl₂ + Na₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2NaCl.
Два сложных вещества обмениваются своими составными частями, поэтому это реакция обмена.
Реакция идёт до конца (необратима), так как в результате выпадает белый осадок сульфата бария, который не растворяется в воде и кислотах.
Степени окисления не изменяются, поэтому это не ОВР.
Подходят варианты 1 и 4.

Уравнение: 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O (на платиновом катализаторе).
Это реакция окисления, следовательно, окислительно-восстановительная (ОВР) и экзотермическая.
Реакция протекает на поверхности твёрдого катализатора, поэтому она относится к гетерогенным.
Процесс необратим.
Из двух веществ образуется два других, поэтому это не реакция соединения.
Подходят варианты 1, 4 и 5.

Ищем реакции, в которых из двух или более веществ образуется одно, и при этом теплота поглощается (-Q).
1) C + CO₂ = 2CO (реакция соединения, эндотермическая).
2) N₂ + O₂ = 2NO (реакция соединения, исключение из правил горения — эндотермическая).
3) 2NO + O₂ = 2NO₂ (реакция соединения, но экзотермическая).
4) C + H₂O = CO + H₂ (реакция замещения, эндотермическая).
5) S + O₂ = SO₂ (реакция соединения, экзотермическая).
Подходят варианты 1 и 2.

Уравнение: 2Na + Cl₂ = 2NaCl.
Из двух простых веществ образуется одно сложное — это реакция соединения.
Реакция сопровождается изменением степеней окисления натрия и хлора, значит, это ОВР.
Как и почти все реакции соединения, она протекает с выделением большого количества теплоты (экзотермическая).
Подходят варианты 1, 2 и 4.

Все представленные реакции протекают между газами (если не считать катализатора), то есть сами реагенты находятся в одной фазе. Ищем те, которые идут без катализатора.
1) 2SO₂ + O₂ = 2SO₃ (каталитическая, кат. V₂O₅).
2) N₂ + 3H₂ = 2NH₃ (каталитическая, кат. Fe).
3) H₂ + Cl₂ = 2HCl (некаталитическая, идёт на свету).
4) 2NO + O₂ = 2NO₂ (некаталитическая, самопроизвольно на воздухе).
5) 4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O (каталитическая, кат. Pt).
Подходят варианты 3 и 4.

Уравнение: CH₃COOCH₃ + H₂O ⇄ CH₃COOH + CH₃OH.
Взаимодействие сложного эфира с водой в присутствии кислоты (катализатора) называется кислотным гидролизом.
Эта реакция является обратимой (обратный процесс — этерификация).
Степени окисления атомов не изменяются (не ОВР).
Подходят варианты 2, 3 и 5.

Уравнение: CH₃-CH=CH₂ + H₂ → CH₃-CH₂-CH₃.
В ходе гидрирования происходит разрыв пи-связи и присоединение атомов водорода (реакция присоединения).
Для разрыва связи в молекуле водорода требуется катализатор (Ni, Pd или Pt), поэтому реакция каталитическая.
Реакция присоединения протекает с выделением теплоты (экзотермическая).
Подходят варианты 2, 3 и 5.

Уравнение: CH₃-CH₂-OH → CH₂=CH₂ + H₂O.
Процесс идёт при нагревании (t > 140 °C) в присутствии водоотнимающего средства (конц. серной кислоты), следовательно, реакция каталитическая.
От молекулы спирта отщепляется молекула воды (реакция отщепления или элиминирования).
Реакции разложения и отщепления, как правило, протекают с поглощением теплоты (эндотермические).
Подходят варианты 1, 2 и 4.

Уравнение: 2Cu(NO₃)₂ = 2CuO + 4NO₂ + O₂.
Из одного сложного вещества образуются несколько новых, значит, это реакция разложения.
Поскольку термическое разложение требует постоянного подвода теплоты, оно эндотермическое.
Степени окисления меди, азота и кислорода изменяются, поэтому это ОВР.
Реакция протекает в твёрдой фазе с выделением газов (гетерогенная), катализатор не нужен.
Подходят варианты 1, 3 и 5.

Уравнение: N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃ + Q.
Взаимодействуют два простых вещества с образованием одного сложного — это реакция соединения.
Процесс является обратимым.
Для достижения приемлемой скорости реакции используется катализатор (губчатое железо с примесями), реакция каталитическая.
Как и почти все реакции соединения, она протекает с выделением теплоты (экзотермическая).
Подходят варианты 1, 2 и 4.

Уравнение: 2NO + O₂ = 2NO₂.
Взаимодействуют два газа, образуется также газ, поэтому реакция гомогенная.
Из двух веществ образуется одно — реакция соединения.
Реакция протекает самопроизвольно при обычных условиях (катализатор не нужен) и с выделением теплоты (экзотермическая).
Степени окисления азота и кислорода изменяются (ОВР).
Подходят варианты 1, 2 и 5.

Изомеризация н-бутана приводит к образованию изобутана (2-метилпропана).
Реакция протекает при нагревании в присутствии катализатора (AlCl₃), она обратима.
При изомеризации алканов происходит перестройка углеродного скелета (он становится разветвлённым).
Степени окисления в целом по молекуле не изменяются. Это процесс изомеризации, а не присоединения.
Подходят варианты 1, 2 и 5.

Уравнение: 2SO₂ + O₂ ⇄ 2SO₃ + Q (в присутствии V₂O₅).
Из двух простых/сложных веществ (одного простого и одного сложного) образуется одно сложное, поэтому это реакция соединения.
Данный процесс обратим, протекает с выделением теплоты (экзотермическая).
Подходят варианты 1, 3 и 5.

Уравнение: C₆H₆ + Br₂ → C₆H₅Br + HBr.
Атом водорода в бензольном кольце замещается на атом брома — это реакция замещения.
Реакция протекает только в присутствии катализаторов (кислот Льюиса, таких как FeBr₃ или AlBr₃).
Механизм реакции — электрофильное замещение, то есть процесс идёт с участием ионов (ионный механизм), а не радикалов.
Подходят варианты 1, 2 и 5.

Уравнение реакции Зелинского: 3C₂H₂ → C₆H₆.
В ходе реакции молекулы ацетилена соединяются друг с другом за счёт разрыва пи-связей, образуя цикл (реакция присоединения).
Процесс идёт при нагревании над активированным углём (каталитическая реакция).
Как и подавляющее большинство реакций присоединения (особенно полимеризации/олигомеризации), она протекает с выделением теплоты (экзотермическая).
Подходят варианты 1, 3 и 5.

Уравнение: C₂H₂ + H₂O → CH₃CHO.
Молекула воды присоединяется по тройной связи с её разрывом (реакция присоединения).
В качестве катализатора используются соли ртути(II) в кислой среде (каталитическая реакция).
В результате изомеризации промежуточного енола (винилового спирта) образуется уксусный альдегид (ацетальдегид).
Реакция не является ОВР (степени окисления молекулы в целом не изменяются, происходит внутримолекулярное перераспределение).
Подходят варианты 2, 4 и 5.

Уравнение: CH₃COOH + NaOH = CH₃COONa + H₂O.
Реакция между кислотой и основанием (щелочью) называется реакцией нейтрализации.
По механизму это реакция обмена (два сложных вещества обмениваются своими составными частями).
Реакция протекает до конца, так как образуется слабый электролит — вода (необратима).
Степени окисления не изменяются, катализатор не нужен.
Подходят варианты 1, 2 и 5.

А) горение серы в кислороде — из двух простых веществ образуется одно сложное, теплота выделяется
Б) взаимодействие магния с соляной кислотой — металл вытесняет водород из кислоты
В) разложение карбоната кальция при нагревании — из одного вещества образуется несколько, нужно постоянное нагревание

Ответ: 243.

А) синтез оксида азота(II) из простых веществ — реакция идёт только при электрическом разряде и поглощает теплоту
Б) нейтрализация соляной кислоты гидроксидом натрия — реакция ионного обмена, теплота нейтрализации выделяется
В) взаимодействие оксида кальция с водой — гашение извести сопровождается разогреванием

Ответ: 231.

А) синтез оксида азота(II) из простых веществ — реакция идёт только при электрическом разряде и поглощает теплоту
Б) крекинг нефтепродуктов — длинные молекулы расщепляются при нагревании
В) взаимодействие магния с соляной кислотой — металл вытесняет водород из кислоты

Ответ: 431.

А) гидролиз карбоната натрия — реакция обмена с водой; гидролиз идёт с поглощением теплоты, поэтому при нагревании усиливается
Б) горение серы в кислороде — из двух простых веществ образуется одно сложное, теплота выделяется
В) синтез оксида азота(II) из простых веществ — реакция идёт только при электрическом разряде и поглощает теплоту

Ответ: 134.

А) разложение карбоната кальция при нагревании — из одного вещества образуется несколько, нужно постоянное нагревание
Б) синтез оксида азота(II) из простых веществ — реакция идёт только при электрическом разряде и поглощает теплоту
В) взаимодействие магния с соляной кислотой — металл вытесняет водород из кислоты

Ответ: 432.

А) нейтрализация соляной кислоты гидроксидом натрия — реакция ионного обмена, теплота нейтрализации выделяется
Б) взаимодействие оксида кальция с водой — гашение извести сопровождается разогреванием
В) взаимодействие цинка с раствором сульфата меди(II) — более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли

Ответ: 314.

А) нейтрализация соляной кислоты гидроксидом натрия — реакция ионного обмена, теплота нейтрализации выделяется
Б) гидролиз карбоната натрия при нагревании — обменное взаимодействие соли с водой усиливается при нагревании
В) синтез оксида азота(II) из простых веществ — реакция идёт только при электрическом разряде и поглощает теплоту

Ответ: 234.

А) горение серы в кислороде — из двух простых веществ образуется одно сложное, теплота выделяется
Б) гидролиз карбоната натрия при нагревании — обменное взаимодействие соли с водой усиливается при нагревании
В) нейтрализация соляной кислоты гидроксидом натрия — реакция ионного обмена, теплота нейтрализации выделяется

Ответ: 423.

А) взаимодействие оксида кальция с водой — гашение извести сопровождается разогреванием
Б) гидролиз карбоната натрия при нагревании — обменное взаимодействие соли с водой усиливается при нагревании
В) разложение карбоната кальция при нагревании — из одного вещества образуется несколько, нужно постоянное нагревание

Ответ: 214.

А) взаимодействие цинка с раствором сульфата меди(II) — более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли
Б) разложение карбоната кальция при нагревании — из одного вещества образуется несколько, нужно постоянное нагревание
В) взаимодействие оксида кальция с водой — гашение извести сопровождается разогреванием

Ответ: 243.

А) разложение пероксида водорода в присутствии MnO₂ — из одного вещества образуются два, процесс идёт с выделением теплоты
Б) горение серы в кислороде — из двух простых веществ образуется одно сложное, теплота выделяется
В) разложение карбоната кальция при нагревании — из одного вещества образуется несколько, нужно постоянное нагревание

Ответ: 241.

А) взаимодействие оксида кальция с водой — гашение извести сопровождается разогреванием
Б) разложение пероксида водорода в присутствии MnO₂ — из одного вещества образуются два, процесс идёт с выделением теплоты
В) гидролиз карбоната натрия при нагревании — обменное взаимодействие соли с водой усиливается при нагревании

Ответ: 142.

А) синтез оксида азота(II) из простых веществ — реакция идёт только при электрическом разряде и поглощает теплоту
Б) крекинг нефтепродуктов — длинные молекулы расщепляются при нагревании
В) взаимодействие растворов хлорида бария и сульфата натрия — ионный обмен с выпадением осадка

Ответ: 134.

А) крекинг нефтепродуктов — длинные молекулы расщепляются при нагревании
Б) синтез оксида азота(II) из простых веществ — реакция идёт только при электрическом разряде и поглощает теплоту
В) нейтрализация соляной кислоты гидроксидом натрия — реакция ионного обмена, теплота нейтрализации выделяется

Ответ: 342.

А) взаимодействие цинка с раствором сульфата меди(II) — более активный металл вытесняет менее активный из раствора его соли
Б) гидролиз карбоната натрия — реакция обмена с водой; гидролиз идёт с поглощением теплоты, поэтому при нагревании усиливается
В) взаимодействие оксида кальция с водой — гашение извести сопровождается разогреванием

Ответ: 134.

А) взаимодействие магния с соляной кислотой — металл вытесняет водород из кислоты
Б) взаимодействие оксида кальция с водой — гашение извести сопровождается разогреванием
В) нейтрализация соляной кислоты гидроксидом натрия — реакция ионного обмена, теплота нейтрализации выделяется

Ответ: 214.

А) синтез оксида азота(II) из простых веществ — реакция идёт только при электрическом разряде и поглощает теплоту
Б) взаимодействие магния с соляной кислотой — металл вытесняет водород из кислоты
В) разложение карбоната кальция при нагревании — из одного вещества образуется несколько, нужно постоянное нагревание

Ответ: 214.

А) нейтрализация соляной кислоты гидроксидом натрия — реакция ионного обмена, теплота нейтрализации выделяется
Б) горение серы в кислороде — из двух простых веществ образуется одно сложное, теплота выделяется
В) гидролиз карбоната натрия — реакция обмена с водой; гидролиз идёт с поглощением теплоты, поэтому при нагревании усиливается

Ответ: 432.

А) взаимодействие магния с соляной кислотой — металл вытесняет водород из кислоты
Б) гидролиз карбоната натрия при нагревании — обменное взаимодействие соли с водой усиливается при нагревании
В) разложение карбоната кальция при нагревании — из одного вещества образуется несколько, нужно постоянное нагревание

Ответ: 321.

А) взаимодействие растворов хлорида бария и сульфата натрия — ионный обмен с выпадением осадка
Б) разложение пероксида водорода в присутствии MnO₂ — из одного вещества образуются два, процесс идёт с выделением теплоты
В) взаимодействие натрия с водой — Na вытесняет водород из воды, реакция идёт с сильным разогреванием

Ответ: 142.