Классификация химических реакций
Одну реакцию описывают сразу по нескольким признакам: сколько веществ вступило, менялись ли степени окисления, выделялось ли тепло, идёт ли процесс в обе стороны. Разберём каждую ось отдельно.
1Шесть независимых признаков
Ошибка новичка — считать, что у реакции один «тип». На самом деле признаков несколько, и они не исключают друг друга: реакция замещения почти всегда ещё и окислительно-восстановительная, а реакция обмена — почти никогда.
| Признак | Варианты |
|---|---|
| Число и состав веществ | соединение · разложение · замещение · обмен |
| Изменение степеней окисления | ОВР · без изменения степеней окисления |
| Тепловой эффект | экзотермическая (+Q) · эндотермическая (−Q) |
| Обратимость | обратимая (⇄) · необратимая (→) |
| Фазовый состав | гомогенная · гетерогенная |
| Участие катализатора | каталитическая · некаталитическая |
2По числу и составу веществ
3Разберите реакцию сами
Ниже — шесть уравнений, которые чаще всего встречаются в задании 17. Выберите любое и раскройте признаки: каждый разобран отдельно.
Выберите уравнение, затем нажимайте на признаки — раскроется объяснение
Одна и та же реакция всегда описывается сразу по нескольким признакам — в задании 17 спрашивают именно про конкретный признак, а не «про тип вообще».
4Тепловой эффект и обратимость
Экзотермические реакции идут с выделением теплоты — в уравнении пишут «+ Q» либо указывают отрицательную энтальпию ΔH < 0. Эндотермические теплоту поглощают и обычно требуют постоянного нагревания.
- Все реакции горения и нейтрализации экзотермические
- Большинство реакций разложения эндотермические
- Обратимость обозначается двойной стрелкой ⇄
- Реакция необратима, если уходит газ, выпадает осадок или образуется вода
5Гомогенные и гетерогенные
Гомогенная реакция идёт в одной фазе — например, между двумя газами или в растворе. Гетерогенная протекает на границе раздела: твёрдое с жидкостью, твёрдое с газом. Это различие важно для задания 18: у гетерогенных реакций на скорость влияет площадь поверхности.
| Реакция | Фазы | Тип |
|---|---|---|
| N₂(г) + 3H₂(г) ⇄ 2NH₃(г) | все газы | гомогенная |
| HCl(р-р) + NaOH(р-р) | оба в растворе | гомогенная |
| Zn(тв) + 2HCl(р-р) | твёрдое + раствор | гетерогенная |
| C(тв) + O₂(г) | твёрдое + газ | гетерогенная |
К какому типу относится реакция 2Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + 2Fe?
Простое вещество алюминий вытесняет железо из его оксида — это замещение. Al⁰ → Al⁺³, Fe⁺³ → Fe⁰, значит реакция окислительно-восстановительная. Это алюминотермия.
6Проверьте себя на тренажёре
Вопрос 1 из 5 · верных: 0
Какая из реакций является одновременно реакцией соединения и ОВР?
Во всех четырёх случаях из нескольких веществ получается одно, то есть это соединение. Но степени окисления меняются только во второй: Ca⁰ → Ca⁺², O⁰ → O⁻². В остальных реакциях участвуют уже окисленные элементы, и их степени сохраняются.
- Диспропорционирование — один элемент одновременно окисляется и восстанавливается: Cl₂ + 2NaOH → NaCl + NaClO + H₂O.
- Конпропорционирование — два разных состояния одного элемента дают одно промежуточное: 2H₂S + SO₂ → 3S + 2H₂O.
- Внутримолекулярная ОВР — окислитель и восстановитель находятся в одном веществе: 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂↑.
Коротко
- Признаков классификации шесть, и они действуют одновременно
- Замещение всегда ОВР, обмен — почти никогда
- «+Q» равносильно «ΔH < 0»: теплота выделяется
- Двойная стрелка ⇄ означает обратимость процесса
- Гетерогенность важна для скорости: работает площадь поверхности
- Катализатор ускоряет реакцию, но не смещает равновесие