Главная / Справочник ОГЭ / Задание 11: Классификация реакций

Задание 11 ОГЭ. Классификация химических реакций

Тема кодификатора ОГЭ: Классификация химических реакций по различным признакам.

Классификация химических реакций

Химическая реакция — это процесс превращения одних веществ в другие, отличающиеся от исходных по химическому составу или строению (без изменения состава ядер атомов).

В задании 11 ОГЭ проверяется знание различных видов классификации химических реакций. Реакции классифицируют по нескольким основным признакам:

  • По числу и составу исходных веществ и продуктов реакции;
  • По изменению степеней окисления химических элементов;
  • По тепловому эффекту;
  • По агрегатному состоянию реагирующих веществ (наличию границы раздела фаз);
  • По признаку обратимости.

1. По числу и составу веществ

Это одна из самых важных и часто встречающихся классификаций. Выделяют четыре основных типа реакций:

Тип реакции Суть Общая схема Примеры
Соединения Из нескольких простых или сложных веществ образуется одно сложное вещество. A + B → AB 2H2 + O2 → 2H2O
CaO + CO2 → CaCO3
Разложения Из одного сложного вещества образуется несколько более простых. AB → A + B 2H2O → 2H2 + O2
CaCO3 → CaO + CO2
Замещения Атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. A + BC → AC + B Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Обмена Два сложных вещества обмениваются своими составными частями (ионами). AB + CD → AD + CB NaOH + HCl → NaCl + H2O
AgNO3 + NaCl → AgCl↓ + NaNO3
Важно! Правило Бертолле

Реакции обмена протекают до конца (необратимы) только в том случае, если образуется осадок (↓), выделяется газ (↑) или образуется малодиссоциирующее вещество (например, вода — H2O).

2. По изменению степеней окисления

В зависимости от того, меняются ли степени окисления элементов в ходе реакции, они делятся на две группы:

  • Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) — реакции, протекающие с изменением степеней окисления атомов.
    К ним относятся все реакции замещения, а также реакции соединения и разложения, если в них участвуют или образуются простые вещества.
    Пример: 2H20 + O20 → 2H2+1O-2.
  • Реакции без изменения степеней окисления — степени окисления всех элементов остаются неизменными.
    К ним относятся все реакции обмена, а также реакции соединения и разложения, где участвуют только сложные вещества.
    Пример: Na+1O-2H+1 + H+1Cl-1 → Na+1Cl-1 + H2+1O-2.

3. По тепловому эффекту

Реакции всегда сопровождаются выделением или поглощением энергии, чаще всего в виде тепла.

  • Экзотермические реакции (+Q) — протекают с выделением теплоты.
    К ним относятся почти все реакции соединения, реакции горения, реакции щелочных металлов с водой, реакции нейтрализации.
    Исключения: N2 + O2 ⇄ 2NO (-Q); H2 + I2 ⇄ 2HI (-Q).
  • Эндотермические реакции (-Q) — протекают с поглощением теплоты. Для их протекания требуется нагревание.
    К ним относятся почти все реакции разложения.
    Исключение: разложение дихромата аммония (реакция "вулкан") протекает с выделением тепла и света (+Q).

4. По агрегатному состоянию (фазовому составу)

  • Гомогенные реакции — реагирующие вещества находятся в одной фазе (одном агрегатном состоянии), граница раздела фаз отсутствует.
    Примеры: газ + газ (H2 + Cl2), раствор + раствор (NaOH + HCl).
  • Гетерогенные реакции — реагирующие вещества находятся в разных фазах, реакция идет на границе их раздела.
    Примеры: твердое + газ (C + O2), твердое + жидкость (Zn + HCl), две несмешивающиеся жидкости.

5. По признаку обратимости

Обратимые реакции — это реакции, которые при одних и тех же условиях протекают одновременно в прямом и обратном направлениях (⇄).
Примеры: N2 + 3H2 ⇄ 2NH3, SO2 + H2O ⇄ H2SO3
Необратимые реакции — протекают только в одном направлении до полного превращения реагирующих веществ в продукты реакции.
Примеры: горение органических веществ, реакции ионного обмена, идущие с образованием осадка, газа или воды.

Практика (Задания ОГЭ)

Пример 1: Определение типа реакции и ОВР

Из предложенного перечня выберите две реакции, которые относятся к реакциям замещения и протекают с изменением степени окисления элементов:

  1. Взаимодействие цинка с соляной кислотой
  2. Взаимодействие оксида кальция с водой
  3. Взаимодействие гидроксида натрия с серной кислотой
  4. Взаимодействие железа с раствором сульфата меди(II)
  5. Разложение карбоната кальция при нагревании

Разбор:

1) Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2↑. Реакция простого вещества со сложным. Атомы цинка замещают атомы водорода в кислоте — это реакция замещения. Цинк и водород меняют свои степени окисления. Это ОВР. Подходит.

2) CaO + H2O → Ca(OH)2. Реакция соединения. Не подходит.

3) 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O. Реакция обмена (не ОВР). Не подходит.

4) Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu. Простое вещество реагирует со сложным — реакция замещения. Железо и медь меняют степени окисления. ОВР. Подходит.

5) CaCO3 → CaO + CO2. Реакция разложения. Не подходит.

Ответ: 1, 4.

Пример 2: Тепловой эффект и фазовое состояние

Из предложенного перечня выберите два утверждения, которые верно характеризуют реакцию горения метана (CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O):

  1. Реакция является эндотермической
  2. Реакция относится к реакциям обмена
  3. Реакция является экзотермической
  4. Реакция является гомогенной
  5. Реакция протекает без изменения степеней окисления

Разбор:

1, 3) Это реакция горения (окисления). Все реакции горения идут с выделением огромного количества теплоты. Значит, реакция экзотермическая. Утверждение 3 верно.

2) В реакции из сложного и простого образуются два сложных вещества. Это окисление, не обмен.

4) Метан (газ) и кислород (газ) образуют гомогенную смесь. Реакция идет в одной фазе, следовательно, она гомогенная. Утверждение 4 верно.

5) В реакции участвует простое вещество — кислород (ст. ок. 0), который переходит в соединения. Значит это ОВР, следовательно, утверждение неверно.

Ответ: 3, 4.

Пример 3: Комплексная характеристика

Из предложенного перечня выберите два признака, которые характеризуют реакцию разложения нерастворимого гидроксида меди(II) при нагревании:
Cu(OH)2(тв) → CuO(тв) + H2O(г)

  1. Реакция разложения
  2. Экзотермическая реакция
  3. Эндотермическая реакция
  4. Окислительно-восстановительная реакция
  5. Гомогенная реакция

Разбор:

1) Из одного сложного вещества (гидроксида меди) получаются два более простых. Это реакция разложения. Верно.

2, 3) Большинство реакций разложения (в том числе разложение гидроксидов) протекают только при нагревании и поглощают тепло. Это эндотермическая реакция. Верно.

4) Степени окисления элементов не меняются (Cu+2, O-2, H+1). Не ОВР.

5) В реакции участвует твердое вещество, которое превращается в твердое и газ. Разные фазы делают реакцию гетерогенной.

Ответ: 1, 3.

Перейти к решению Задания 11