Все химические реакции и уравнения для егэ

Классификация реакций

Существует несколько классификаций реакций, протекающих в неорганической и органической химии.

По характеру процесса

• Соединения

Так называют химические реакции, где из нескольких простых или сложных веществ получается одно сложное вещество. Примеры:

В результате реакции разложения сложное вещество распадается на несколько сложных или простых веществ. Примеры:

В ходе реакций замещения атом или группа атомов в молекуле замещаются на другой атом или группу атомов. Примеры:

К реакциям обмена относятся те, которые протекают без изменения степеней окисления и выражаются в обмене компонентов между веществами. Часто обмен происходит анионами/катионами:

AgF + NaCl = AgCl↓ + NaF

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)

Это те химические реакции, в процессе которых происходит изменение степеней окисления химических элементов, входящих в состав исходных веществ. ОВР подразделяются на:

Межмолекулярные — атомы окислителя и восстановителя входят в состав разных молекул. Примеры:

Внутримолекулярные — атомы окислителя и восстановителя в составе одного сложного вещества. Примеры:

Диспропорционирование — один и тот же атом является и окислителем, и восстановителем

Замечу, что окислителем и восстановителем могут являться только исходные вещества (а не продукты!) Окислитель всегда понижает свою СО, принимая электроны в процессе восстановления. Восстановитель всегда повышает свою СО, отдавая электроны в процессе окисления.

От обилия информации можно запутаться. Я рекомендую сформулировать четко: «Окислитель — понижает СО, восстановитель — повышает СО». Запомнив эту информацию таким образом, вы не будете путаться.

ОВР уравнивают методом электронного баланса, с которым мы подробно познакомимся в разделе «Решения задач».

Обратимые и необратимые реакции

Обратимые реакции — такие химические реакции, которые протекают одновременно в двух противоположных направлениях: прямом и обратном. При записи реакции в таких случаях вместо знака «=» ставят знак обратимости «⇆».

Классическим примером обратимой реакции является синтез аммиака и реакция этерификации (из органической химии):

Необратимые реакции протекают только в одном направлении, до полного расходования одного из исходных веществ. Главное отличие их от обратимых реакций в том, что образовавшиеся продукты реакции не взаимодействуют между собой с образованием исходных веществ.

Иногда сложно бывает отличить обратимую реакцию от необратимой, однако я дам несколько советов, которые советую взять на вооружение. В результате необратимых реакций:

• Образуются малодиссоциирующие вещества (например — вода, однако есть исключения — реакция этерификации)
• Реакция сопровождается выделение большого количества тепла
• В ходе реакции образуется газ или выпадает осадок

Примеры необратимых реакций:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O (образуется вода)

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂ (сопровождается выделением большого количества тепла)

Реакции и агрегатное состояние фаз

Фазой в химии называют часть объема равновесной системы, однородную во всех своих точках по химическому составу и физическим свойствам и отделенную от других частей того же объема поверхностью раздела. Фаза бывает жидкой, твердой и газообразной.

Все реакции можно разделить на гетеро- и гомогенные. Гетерогенные реакции (греч. heterogenes — разнородный) — реакции, протекающие на границе раздела фаз, в неоднородной среде. Скорость таких реакций зависит от площади соприкосновения реагирующих веществ.

К гетерогенным реакциям относятся следующие реакции (примеры): жидкость + газ, газ + твердое вещество, твердое вещество + жидкость. Примером такой реакции может послужить взаимодействие твердого цинка и раствора соляной кислоты:

Гомогенные реакции (греч. homogenes — однородный) — реакции, протекающие между веществами, находящимися в одной фазе.

К гомогенным реакциям относятся (примеры): жидкость + жидкость, газ + газ. Примером такой реакции может служить взаимодействие между растворами уксусной кислоты и едкого натра.

Реакции и их тепловой эффект

Все реакции можно разделить на те, в ходе которых тепло поглощается, или, наоборот, тепло выделяется. Представьте пробирку, охлаждающуюся или нагревающуюся в вашей руке — это и есть тот самый тепловой эффект. Иногда тепла выделяется так много, что реакции сопровождаются воспламенением или взрывом (натрий с водой).

Экзотермические реакции (греч. exo — вне) — химические реакции, сопровождающиеся потерей энергии системой и выделением тепла (той самой энергии) во внешнюю среду. При написании химических реакций в конце экзотермических ставят «+ Q» (Q — тепло), иногда бывает указано точное количество выделяющегося тепла. Например:

2Mg + O₂ = 2MgO + Q

NaOH + HCl = NaCl + H₂O + 56 кДж

К экзотермическим реакциям часто относятся реакции горения, соединения.

Исключением является взаимодействие азота и кислорода, при котором тепло поглощается:

Как уже было отмечено выше, если тепло выделяется во внешнюю среду, значит, система реагирующих веществ потеряло это тепло. Поэтому не должно казаться противоречием, что внутренняя энергия веществ в результате экзотермической реакции уменьшается.

Энтальпией называют (обозначение Н), количество термодинамической (тепловой) энергии, содержащееся в веществе. Иногда с целью «запутывания» в реакции вместо явного +Q при экзотермической реакции могут написать ΔH 0, так как внутренняя энергия веществ увеличивается. Например:

CaCO₃ = CaO + CO₂↑ ; ΔH > 0 (значит реакция эндотермическая, так как внутренняя энергия увеличивается)

Замечу, что не все реакции разложения являются эндотермическими. Широко известная реакция разложения дихромата аммония («вулканчик») является примером экзотермического разложения, при котором тепло выделяется.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Серия уравнений химических реакций, которые нужно знать участникам ЕГЭ по химии

Серия уравнений химических реакций, которые нужно знать участникам ЕГЭ по химии:

Кислоты. Основания. Соли. Оксиды.

Кислотные оксиды (кроме SiO2) реагируют с водой, как амфотерным оксидом с образованием кислот:

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

SO3 + H2O = H2SO4

Для получения азотной кислоты азот оксид азота (IV) должен быть доокислен, например кислородом воздуха:

4NO2 + O2 + 2H2О = 4HNO3

Лабораторный способ получения хлороводорода: к твердому хлориду натрия приливают концентрированную серную кислоту:

NaCl + H2SO4 = NaHSO4 + HCl­

Для получения бромоводорода из бромида натрия, концентрированная серная кислота не подойдет, так как выделяющийся бромоводород будет загрязнен парами брома. Можно использовать концентрированную фосфорную кислоту:

NaBr+ H3PO4 = NaH2PO4 + HBr­

Кислоты реагируют с металлами, стоящими в ряду напряжений до водорода:

Fe + 2 HCl = FeCl2 + H2­

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O

Обратите внимание на валентность переходных элементов в солях.

Щелочные и щелочноземельные металлы взаимодействуют с водой:

K + H2O = KOH + Ѕ H2­

В условиях избытка кислоты могут образовываться и кислые соли:

2Н3РО4 + 2Na = 2NaH2PO4 + Н2­

Органические кислоты также проявляют кислотные свойства:

2СН3СООН + 2Na = 2CH3COONa + Н2­

СНзСООН + NaOH = CH3COONa + Н2О

Комплексные гидроксиды реагируют с кислотами с образованием солей и воды:

Na[Al(OH)4] + HCl = AlCl3 + 4H2O + NaCl

LiOH + HNO3 = LiNO3 + H2O

Многоосновные кислоты в реакции с гидроксидами могут образовывать кислые соли:

Н3РО4 + КОН = КН2РО4 + Н2О

Продуктом реакции аммиака с фосфорной кислотой может также быть кислая соль:

NH3 + H3PO4 = NH4H2PO4

Обратим внимание на свойства оснований, их взаимодействие с кислотами:

2Н3РО4 + ЗСа(ОН)2 = Са3(РО4)2Ї + 6Н2О

с кислотными оксидами:

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3Ї + H2O

Реакция гидроксидов с кислотными оксидами может приводить и к кислым солям:

KOH + CO2 = KHCO3

Основные оксиды реагируют с амфотерными оксидами:

CaO + H2O = Ca(OH)2

Средние соли в воде реагируют с кислотными оксидами с образованием кислых солей:

CaCO3 + CO2 + H2O = Ca(HCO3)2

Более сильные кислоты вытесняют более слабые из их солей:

CH3COONH4 + HCl = CH3COOH + NH4Cl

K2CO3 + H2SO4 = K2SO4 + H2O + CO2­

Кислоты в присутствии серной кислоты реагируют со спиртами с образованием сложных эфиров:

CH3COOH + C2H5OH = CH3COOC2H5 + H2O

Более сильное основание вытесняет более слабое из его солей:

AlCl3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3NaCl

MgCl2 + KOH = MgOHCl + KCl

NH4С1 + NaOH = NaCl + NH3 + H2O

Чтобы получить из основной соли получить среднюю соль нужно подействовать кислотой:

MgOHCl + HCl = MgCl2 + H2O

Гидроксиды металлов (кроме щелочных металлов) разлагаются при нагревании в твердом виде до оксидов:

2Al(OH)3 = Al2O3 + 3H2O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

Гидрокарбонаты при нагревании разлагаются до карбонатов:

2KHCO3 = K2CO3 + H2O + CO2­

Нитраты обычно разлагаются до оксидов (обратите внимание на повышение степени окисления переходного элемента находящегося в промежуточной степени окисления):

2Fe(NO3)2 = Fe2O3 + 4NO2­ + 0,5O2­

2Fe(NO3)3 ® Fe2O3 + 6NO2­ + 1,5 O2­

2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2­ + О2­

Нитраты щелочных металлов разлагаются до нитритов:

NaNO3 = NaNO2 + Ѕ O2­

Карбонаты металлов (кроме щелочных) разлагаются до оксидов:

CaCO3 = CaO + CO2­

При составлении уравнений реакций ионного обмена пользуйтесь таблицей растворимости:

K2SO4 + BaCl2 = BaSO4Ї + 2KCl

[C6H5-NH3]C1 + AgNО3 = [C6H5NH3]NO3 + AgClЇ

Электролиз расплавов солей:

Электролиз растворов солей металлов, стоящих в ряду напряжения после водорода:

2HgSO4 + 2H2O = 2Hg + О2­ + 2H2SO4

1) на катоде: Hg2+ + 2e = Hg°

2) на аноде: 2Н2О – 4е = О2 + 4Н+

Электролиз раствора сульфата натрия

1) на катоде: 2H2O + 2e = H2 + 2OH–

2) на аноде: 2H2O – 4e = O2 + 4H+

3) Составлено общее уравнение электролиза:

СаI2 + 2Н2О = Н2­ + I2 + Са(ОН)2

1) на катоде: 2Н2О + 2e = 2ОН + Н2

2) на аноде: 2I — — 2e = I2

Сравните свойства одноэлементных и кислородсодержащих анионов.

Химические реакции, возможные при электролизе сульфата хрома (III):

Электролиз водных растворов солей карбоновых кислот:

2CH3COONa + 2H2O = CH3CH3­ + 2CO2­ + H2­ + 2NaOH

Пример взаимного гидролиза солей:

A12(SO4)3 + 3K2CO3 + 3H2O = 2A1(OH)3 + 3CO2­ + 3K2SO4

Амфотерные гидроксиды растворяются в водных растворах щелочей:

A1(OH)3 + 3KOH = K3[A1(OH)6]

A1(OH)3 + KOH = K[Al(OH)4]

реагируют с твердыми щелочами при сплавлении:

Al(OH)3 + KOH KAlO2 + 2H2O

Амфотерные металлы реагируют с водными растворами щелочей:

Al + NaOH + 3H2O = Na[Al(OH)4] + 3/2 H2­

Продукт сплавления амфотерного гидроксида со щелочью легко разлагается водой:

KAlO2 + 2H2O = KOH + Al(OH)3Ї

Комплексные гидроксиды реагируют с кислотами:

K[Al(OH)4] + HCl =KCl + Al(OH)3Ї + H2O

СаО + 3С = СаС2 + СО­

Бинарные соединения реагируют с кислотами:

Al2S3 + 3H2SO4 := Al2(SO4)3 + 3H2S­

Mg3N2 + 8HNO3 = Mg(NO3)2 + 2NH4NO3

A14C3 + 12Н2О = 4А1(ОН)3 + ЗСН4­

PCl3 + H2O = 3H3PO3 + 3HCl

Азотная кислота является сильным окислителем:

ЗР + 5HNO3 + 2Н2О = Н3РО4 + 5NO­

P + 5HNO3 = H3PO4 + 5NO2­ + H2O

Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2­ + 2H2O

4Mg + 10HNO3 = 4Mg(NO3)2 + N2O­ + 5H2O

оксиды переходных металлов в промежуточных степенях окисления:

3Cu2O + 14HNO3 = 6Cu(NO3)2 + 2NO+ 7H2O (возможно выделение NО2)

оксиды азота также проявляют окислительные свойства:

5N2O + 2P = 5N, + P2O

но по отношению к кислороду являются восстановителями:

Азот реагирует с некоторыми простыми веществами:

обычно проявляют окислительные свойства:

PH3 + 4Br2 + 4Н2О = Н3РО4 + 8НВг

2P + 5Cl2 = 2PCl5

2P + 3PCl5 = 5PCl3

PH3 + 4Br2 + 4H2O = H3PO4 + 8HBr

2HCl + F2 = 2HF + Cl2

2NH3 + 3Br2 = N2 + 6HBr

Галогены в растворах щелочей диспропорционируют при комнатной температуре:

Cl2 + 2KOH = KCl + H2O + KClO

и при нагревании:

Cl2 + 6KOH = 5KCl + KClO3 + 3H2O

Окислительные свойства перманганата калия:

5Н3РО3 + 2КМnО4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Н3РО4 + ЗН2О

2NH3 + 2KMnO4 = N2 + 2MnO2 + 2KOH + 2H2O

реагирует с простыми веществами:

оксид серы (IV) может быть доокислен кислородом:

2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4

и выступать в роли окислителя:

SO2 + 2H2S = 3S + 2H2O

Концентрированная серная кислота проявляет окислительные свойства:

Cu + H2SO4 = CuSO4 + SO2 +2H2O

4Mg + 5H2SO4 = 4MgSO4 + H2S + 4H2O

Са3(Р04)2 + 5С + 3SiO2 = 3CaSiO3 + 5СО + 2Р

реагируют с галогенами:

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

Алюминий без оксидной пленки растворяется в воде:

Al (без оксидной пленки) + Н2О = Al(OH)3 + 3/2 H2­

методы получения металлов:

Fe2O3 + CO = 2FeO + CO2­

FeO + CO = Fe + CO2­

CuO + H2 = Cu + H2O

Гидроксид железа (II) может быть легко доокислен пероксидом водорода:

2Fe(OH)2 + H2O2 = 2Fe(OH)3

2FeS2 + O2 = Fe2O3 + 4SO2­

Горение органических веществ

2С10Н22 + 31O2 = 20CО2 + 22H2О

Методы получения алканов из простых веществ:

сплавлением солей щелочных металлов с щелочами:

СН3СООК + КОН ® СН4 + К2СО3

Химические свойства алканов — промышленное окисление метана:

CH4 + O2 = CH2O + H2O

Взаимодействие алканов с галогенами:

С2Н6 + Сl2 С2Н5Сl + НСl

Реакция со спиртовыми растворами щелочей:

С6Н5-СНВг-СН3 + КОН С6Н5СН=СН2 + КВг + Н2О

с водными растворами щелочей:

С6Н5-СНВг-СН3 + КОН (водн.) ® С6Н5-СНОН-СН3 + KBr

C6H5Br + KOH ® C6H5OH + KBr

По правилу Зайцева водород отщепляется от наименее гидрированного атома

Из дигалогеналканов можно получить алкины:

СН2=СН2 + Н2О ® СН3СН2ОН

С водным раствором перманганата калия без нагревания образуют гликоли (двухатомные спирты)

ЗС6Н5СН=СН2 + 2КМnО4 + 4Н2О ® ЗС6Н5СН(ОН)-СН2ОН + MnO2Ї + 2KOH

промышленный способ получения ацетилена

2СН4 ® С2Н2 + ЗН2

карбидный способ получения ацетилена:

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

реакция Кучерова — альдегид можно получить только из ацетилена:

С2Н2 + Н2О СН3СНО

Реакция алкинов с концевой тройной связью с аммиачным раствором оксида серебра:

2CH3-CH2-CєCH + Ag2O 2CH3-CH2-CєCAg +H2O

использование полученных продуктов в органическом синтезе:

CH3-CH2-CєCAg + C2H5Br ® CH3-CH2-CєC-C2H5 + AgBr

Бензол и его производные

Получение бензола из алкенов:

3C2H2 C6H6

Нитрование бензола и его производных в присутствие серной кислоты

C6H6 + HNO3 ® C6H5-NO2 + H2O

карбоксильная группа является ориентантом второго рода

реакция бензола и его производных с галогенами:

C6H6 + Cl2 C6H5Cl + HCl

С6Н5С2Н5 + Вг2 С6Н5-СНВг-СН3 + НВг

C6H6 + С2Н5С1 C6H5C2H5 + НС1

C6H6 + CH2=CH-CH3 ® C6H5-CH(CH3)2

Окисление бензола перманганатом калия в присутствии серной кислоты при нагревании:

5C6H5-CH3 + 6KMnO4 + 9H2SO4 = 5C6H5-COOH + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 14H2O

Промышленный способ получения метанола:

при нагревании с серной кислотой в зависимости от условий могут образовываться простые эфиры:

2С2Н5OH C2Н5ОС2Н5 + Н2О

2С2Н5OH CH2=CH2 + H2O

спирты реагируют с щелочными металлами:

С2Н5OH + Na ® C2H5ONa + Ѕ H2

СН3СН2ОН + НСl ® CH3CH2Cl + H2O

с оксидом меди (II):

СН3СН2ОН + СuO ® CH3CHO + Cu + H2O

более сильная кислота вытесняет более слабые из их солей:

C2H5ONa + HCl ® C2H5OH + NaCl

при нагревании смеси спиртов с серной кислотой образуются несимметричные простые эфиры:

Образуют с аммиачным раствором оксида серебра серебряное зеркало:

CH3CHO + Ag2O CH3COONH4 + 2Ag

реагируют со свежеосажденным гидроксидом меди (II):

CH3CHO + 2Cu(OH)2 ® CH3COOH + 2CuOH + H2O

могут быть восстановлены до спиртов:

CH3CHO + H2 ® CH3CH2OH

окисляются перманганатом калия:

ЗСН3СНО + 2КМnО4® 2СН3СООК + СН3СООН + 2МnО2 + Н2О

можно получить восстановлением нитросоединений в присутствии катализатора:

C6H5-NO2 + 3H2 = C6H5-NH2 + 2H2O

реагируют с кислотами:

C6H5-NH2 + HC1 =[C6H5-NH3]C1

Глюкозу можно получить гидролизом крахмала или целлюлозы:

(С6Н10О5)n + n H2O = nC6H12O6

Для глюкозы характерно спиртовое брожение:

C6H12O6 ® 2C2H5OH + 2CO2

реакция серебряного зеркала:

C6H12O6+Ag2O 2AgЇ+C6H12O7

Аминокислоты реагируют как с кислотами:

H2N-CH-COOH+HCl ® Cl — H3N+-CH-COOH

так и c щелочами:

соли аминокислот также способны участвовать в реакциях обмена в водном растворе:

Cl — H3N+-CH-COOH+NaOH ® H2N-CH-COOH +NaCl + H2O

Cl — H3N+-CH-COOH+2NaOH ® H2N-CH-COONa +NaCl + 2H2O

H2N-CH-COONa+HCl ® H2N-CH-COOH +NaCl

H2N-CH-COONa+2HCl ® Cl — H3N+-CH-COOH +NaCl

Классификация химических реакций в неорганической и органической химии

Теория к заданию 19 из ЕГЭ по химии

Классификация химических реакций в неорганической и органической химии

Химические реакции, или химические явления, — это процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие, отличающиеся от них по составу и (или) строению.

При химических реакциях обязательно происходит изменение веществ, при котором рвутся старые и образуются новые связи между атомами.

Химические реакции следует отличать от ядерных реакций. В результате химической реакции общее число атомов каждого химического элемента и его изотопный состав не меняются. Иное дело ядерные реакции — процессы превращения атомных ядер в результате их взаимодействия с другими ядрами или элементарными частицами, например, превращение алюминия в магний:

Классификация химических реакций многопланова, т.е. в ее основу могут быть положены различные признаки. Но под любой из таких признаков могут быть отнесены реакции как между неорганическими, так и между органическими веществами.

Рассмотрим классификацию химических реакций по различным признакам.

Классификация химических реакций по числу и составу реагирующих веществ. Реакции, идущие без изменения состава вещества

В неорганической химии к таким реакциям можно отнести процессы получения аллотропных модификаций одного химического элемента, например:

В органической химии к этому типу реакций могут быть отнесены реакции изомеризации, которые идут без изменения не только качественного, но и количественного состава молекул веществ, например:

1. Изомеризация алканов.

Реакция изомеризации алканов имеет большое практическое значение, т.к. углеводороды изостроения обладают меньшей способностью к детонации.

2. Изомеризация алкенов.

3. Изомеризация алкинов (реакция А. Е. Фаворского).

4. Изомеризация галогеналканов (А. Е. Фаворский).

5. Изомеризация цианата аммония при нагревании.

Впервые мочевина была синтезирована Ф. Велером в 1882 г. изомеризацией цианата аммония при нагревании.

Реакции, идущие с изменением состава вещества

Можно выделить четыре типа таких реакций: соединения, разложения, замещения и обмена.

1. Реакции соединения — это такие реакции, при которых из двух и более веществ образуется одно сложное вещество.

В неорганической химии все многообразие реакций соединения можно рассмотреть на примере реакций получения серной кислоты из серы:

1) получение оксида серы (IV):

$S+O_2=SO_2$ — из двух простых веществ образуется одно сложное;

2) получение оксида серы (VI):

$2SO_2+O_2<⇄>↖2SO_3$ — из простого и сложного веществ образуется одно сложное;

3) получение серной кислоты:

$SO_3+H_2O=H_2SO_4$ — из двух сложных веществ образуется одно сложное.

Примером реакции соединения, при которой одно сложное вещество образуется из более чем двух исходных, может служить заключительная стадия получения азотной кислоты:

В органической химии реакции соединения принято называть реакциями присоединения. Все многообразие таких реакций можно рассмотреть на примере блока реакций, характеризующих свойства непредельных веществ, например этилена:

1) реакция гидрирования — присоединение водорода:

2) реакция гидратации — присоединение воды:

3) реакция полимеризации:

2. Реакции разложения — это такие реакции, при которых из одного сложного вещества образуется несколько новых веществ.

В неорганической химии все многообразие таких реакций можно рассмотреть на примере блока реакций получения кислорода лабораторными способами:

1) разложение оксида ртути (II):

$2HgO<→>↖2Hg+O_2↑$ — из одного сложного вещества образуются два простых;

2) разложение нитрата калия:

$2KNO_3<→>↖2KNO_2+O_2↑$ — из одного сложного вещества образуются одно простое и одно сложное;

3) разложение перманганата калия:

$2KMnO_4<→>↖K_2MnO_4+MnO_2+O_2↑$ — из одного сложного вещества образуются два сложных и одно простое, т.е. три новых вещества.

В органической химии реакции разложения можно рассмотреть на примере блока реакций получения этилена в лаборатории и промышленности:

1) реакция дегидратации (отщепления воды) этанола:

2) реакция дегидрирования (отщепления водорода) этана:

3) реакция крекинга (расщепления) пропана:

3. Реакции замещения — это такие реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы какого-либо элемента в сложном веществе.

В неорганической химии примером таких процессов может служить блок реакций, характеризующих свойства, например, металлов:

1) взаимодействие щелочных и щелочноземельных металлов с водой:

2) взаимодействие металлов с кислотами в растворе:

3) взаимодействие металлов с солями в растворе:

Предметом изучения органической химии являются не простые вещества, а только соединения. Поэтому как пример реакции замещения приведем наиболее характерное свойство предельных соединений, в частности метана, — способность его атомов водорода замещаться на атомы галогена:

Другой пример — бромирование ароматического соединения (бензола, толуола, анилина):

Обратим внимание на особенность реакций замещения у органических веществ: в результате таких реакций образуются не простое и сложное вещества, как в неорганической химии, а два сложных вещества.

В органической химии к реакциям замещения относят и некоторые реакции между двумя сложными веществами, например, нитрование бензола:

Она формально является реакцией обмена. То, что это реакция замещения, становится понятным только при рассмотрении ее механизма.

4. Реакции обмена — это такие реакции, при которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями.

Эти реакции характеризуют свойства электролитов и в растворах протекают по правилу Бертолле, т.е. только в том случае, если в результате образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество (например, $Н_2О$).

В неорганической химии это может быть блок реакций, характеризующих, например, свойства щелочей:

1) реакция нейтрализации, идущая с образованием соли и воды:

или в ионном виде:

2) реакция между щелочью и солью, идущая с образованием газа:

или в ионном виде:

3) реакция между щелочью и солью, идущая с образованием осадка:

или в ионном виде:

В органической химии можно рассмотреть блок реакций, характеризующих, например, свойства уксусной кислоты:

1) реакция, идущая с образованием слабого электролита — $H_2O$:

2) реакция, идущая с образованием газа:

3) реакция, идущая с образованием осадка:

Классификация химических реакций по изменению степеней окисления химических элементов, образующих вещества

Реакции, идущие с изменением степеней окисления элементов, или окислительно-восстановительные реакции.

К ним относится множество реакций, в том числе все реакции замещения, а также те реакции соединения и разложения, в которых участвует хотя бы одно простое вещество, например:

Как вы помните, сложные окислительно-восстановительные реакции составляются с помощью метода электронного баланса:

В органической химии ярким примером окислительно-восстановительных реакций могут служить свойства альдегидов:

1. Альдегиды восстанавливаются в соответствующие спирты:

2. Альдегиды окисляются в соответствующие кислоты:

Реакции, идущие без изменения степеней окисления химических элементов.

К ним, например, относятся все реакции ионного обмена, а также:

• многие реакции соединения:

• многие реакции разложения:

Классификация химических реакций по тепловому эффекту

По тепловому эффекту реакции делят на экзотермические и эндотермические.

Эти реакции протекают с выделением энергии.

К ним относятся почти все реакции соединения. Редкое исключение составляют эндотермические реакции синтеза оксида азота (II) из азота и кислорода и реакция газообразного водорода с твердым иодом:

Экзотермические реакции, которые протекают с выделением света, относят к реакциям горения, например:

Гидрирование этилена — пример экзотермической реакции:

Она идет при комнатной температуре.

Эндотермические реакции

Эти реакции протекают с поглощением энергии.

Очевидно, что к ним относятся почти все реакции разложения, например:

а) обжиг известняка:

б) крекинг бутана:

Количество выделенной или поглощенной в результате реакции энергии называют тепловым эффектом реакции, а уравнение химической реакции с указанием этого эффекта называют термохимическим уравнением, например:

Классификация химических реакций по агрегатному состоянию реагирующих веществ (фазовому составу)

Это реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в разных агрегатных состояниях (в разных фазах):

Это реакции, в которых реагирующие вещества и продукты реакции находятся в одном агрегатном состоянии (в одной фазе):

Классификация химических реакций по участию катализатора

Некаталитические реакции идут без участия катализатора:

Каталитические реакции идут с участием катализатора:

Так как все биологические реакции, протекающие в клетках живых организмов, идут с участием особых биологических катализаторов белковой природы — ферментов, все они относятся к каталитическим или, точнее, ферментативным.

Следует отметить, что более $70%$ химических производств используют катализаторы.

Классификация химических реакций по направлению

Необратимые реакции протекают в данных условиях только в од ном направлении.

К ним можно отнести все реакции обмена, сопровождающиеся образованием осадка, газа или малодиссоциирующего вещества (воды), и все реакции горения.

Обратимые реакции в данных условиях протекают одновременно в двух противоположных направлениях.

Таких реакций подавляющее большинство.

В органической химии признак обратимости отражают названия-антонимы процессов:

• гедрирование — дегидрирование;
• гидратация — дегидратация;
• полимеризация — деполимеризация.

Обратимы все реакции этерификации (противоположный процесс, как вы знаете, носит название гидролиза) и гидролиза белков, сложных эфиров, углеводов, полинуклеотидов. Обратимость лежит в основе важнейшего процесса в живом организме — обмена веществ.