Темы кодификатора ЕГЭ: Классификация химических реакций в органической и неорганической химии.
Химические реакции — это такой вид взаимодействия частиц, когда из одних химических веществ получаются другие, отличающиеся от них по свойствам и строению. Вещества, которые вступают в реакцию — реагенты. Вещества, которые образуются в ходе химической реакции — продукты.
В ходе химической реакции разрушаются химические связи, и образуются новые.
В ходе химических реакций не меняются атомы, участвующие в реакции. Меняется только порядок соединения атомов в молекулах. Таким образов, число атомов одного и того же вещества в ходе химической реакции не меняется.
Химические реакции классифицируют по разным признакам. Рассмотрим основные виды классификации химических реакций.
Департамент образования Ивановской области
Областное государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Южский технологический колледж
ОТКРЫТОГО УРОКА ПО ХИМИИ
«Классификация химических реакций»
Преподаватель: Вдовин Ю.
Южа – 2017 г.
Тема урока: Классификация химических реакций Цели урока: Расширить и углубить знания о химических реакциях, сравнить их с другими видами явлений. Научиться выделять существенные признаки, которые могут быть положены в основу классификации химических реакций. Рассмотреть классификацию химических реакций по различным признакам. Задачи урока: 1. Образовательная – систематизировать, обобщить и углубить знания обучающихся о химических реакциях и их классификации, развить навыки самостоятельной работы, умения записывать уравнения реакций и расставлять коэффициенты, указывать типы реакций, делать выводы и обобщения. Развивающая – развить культуру речи с применением химических терминов и формул, развитие познавательных способностей, мышления, внимания. Воспитательная – воспитание самостоятельности, усидчивости, внимательности, толерантности. Тип урока: Комбинированный Оборудование и реактивы: Реактивы:Нитрат аммония, гидроксид натрия, гидроксид аммония, сульфат меди (II), карбонат натрия, соляная кислота, гексацианоферрат (III) калия, хлорид железа (III), перманганат калия, серная кислота, этанол. Оборудование:Пробирки, склянки с растворами, пипетки, штативы, чашка Петри, фарфоровая чашка для выпаривания, стеклянная палочка, вата, металлический противень. Методы обучения Словесные (беседа, объяснение)Методы проблемного обучения, лабораторный опыт. Формы работы: индивидуальная, фронтальная.
Организационный момент 1 мин 2. Мотивация 2 мин 3. Актуализация знаний 6 мин 4. Изучение нового материала 15 мин 5. Применение и закрепление знаний 15 мин 6. Рефлексия 5 мин 7. Домашнее задание 1 мин ИТОГО: 45 мин
Организационный момент (1 мин)
Б) Техника безопасности;
Мотивация (2 мин)
В окружающем нас мире протекает огромное число реакций. Вот мы просто сидим, стоим, идем куда-либо, а в каждой клеточке нашего тела каждую секунду происходят десятки и сотни тысяч превращений одних веществ в другие.
Почти не уступает живому организму и неодушевленная материя. Где то сейчас, именно в данный момент, происходит химический круговорот: одни молекулы исчезают, другие возникают, и эти процессы никогда не останавливаются.
Если бы в одночасье все они прекратились, то мир стал бы безмолвным. Как же удержать в памяти многообразие химических процессов, как практически ориентироваться в них? Как биологам удается ориентироваться в многообразии живых организмов? (создание проблемной ситуации).
Предполагаемый ответ: В любой науке применяется прием классификации, позволяющий по общим признакам разделить все множество объектов на группы.
Сформулируем тему занятия: Классификация химических реакций.
Любой урок должен преследовать цели.
Давайте сформулируем цели сегодняшнего урока?
Что мы должны рассмотреть?
Чему стоит научиться?
Рассмотреть возможные классификации химических реакций.
Научиться выделять признаки, по которым производится классификация реакций.
А в чем польза классификации химических реакций?
Предполагаемый ответ: Она помогает обобщить, структурировать знания о химических процессах, выделить что-либо общее и предсказать на основе имеющихся знаний что-либо еще неведомое, но схожее с известным.
А где знание классификации химических реакций может быть применено в вашей практике?
Предполагаемый ответ: некоторые классы химических реакций могут быть полезны нам в практической деятельности. Например, на окислительно-восстановительных процессах основано такое важное для вас явление, как гальванотехника. Думаю, понятие «Гальванические элементы» вам до боли знакомы!
Кроме того, знание класса химической реакции того или иного процесса может помочь в управлении этим процессом.
Актуализация знаний (6 мин)
А) Задание с карточками на отличие физических процессов от химических реакций (2 мин).
Задание выполняется студентом на магнитной доске и параллельно группой с презентацией.
Вглядитесь в эти известные всем Вам явления. Разделите их на группы. Укажите название группам и дайте определение каждой группе.
Название группы Процессы Определение
Б) Повтор техники безопасности
Проведение лабораторных опытов (3 мин)
А как можно узнать, что у нас идет химическая реакция?
Предполагаемый ответ №1: по критериям.
Предполагаемый ответ №2: По выпадению осадка, выделению газа и т.
А теперь я предлагаю Вам погрузиться в атмосферу эмпиризма и побыть экспериментаторами. Перед Вами стоят пробирки и склянки с реактивами. В рабочем поле, в задании №2 указаны методики опыта. Проделайте эти опыты. Результаты ваших экспериментов занесите в таблицу «Признаки протекания химических реакций».
Признак протекания Схема реакции А Появление запаха Б Выпадение осадка В Растворение осадка Г Выделение газа Д Изменение цвета Е Излучение света Ж Выделениеили поглощение тепла
Изучение нового материала (15 мин)
Да, химические реакции классифицируются по разным типам, поэтому одну и ту же химическую реакцию можно рассматривать и классифицировать по разному.
А) Классификация по числу и составу реагентов и их продуктов:
На одном слайде представлены примеры химических реакций.
Ребята сравнивают уравнения реакций и формулируют определения классов на основе данного сравнительного анализа. Аналогично происходит и с другими типами.
Б) По тепловому эффекту
В) По изменению степени окисления
– Без изменения степени окисления
Г) По фазовому составу
Д) По использованию катализатора
Е) По направлению:
– Не обратимые
Применение и закрепление знаний (15 мин)
А теперь пришло время применить наши знания.
Ребята выполняют задания 3-5 рабочего поля.
Напротив каждого термина, относящегося к классу химических реакций, вклейте нужное определение.
Реакции соединения Реакции, в результате которых из двух и более веществ образуется одно сложное вещество Реакции разложения Реакции, в результате которых из сложного вещества образуется несколько новых веществ. Реакции замещения Реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе. Реакции обмена Реакции, в которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями. Экзотермические реакции Реакции, протекающие с выделением теплоты. Эндотермические реакции Реакции, протекающие с поглощением теплоты. Каталитические реакции Реакции, идущие с участием катализатора. Некаталитические реакции Реакции, идущие без катализатора. Окислительно-восстановительные Реакции, протекающие с изменением степеней окисления элементов, образующих вещества, участвующие в реакции. Обратимые реакции Химические реакции, которые протекают одновременно в двух противоположных направлениях-прямом и обратном. Необратимые реакции Химические реакции, в результате которых исходные вещества практически полностью превращаются в конечные продукты. Гомогенные реакции Реакции, которые протекают в однородной среде, например в смеси газов или в растворах. Гетерогенные реакции Реакции, которые протекают между веществами в неоднородной среде.
Проверка работы происходит по слайду презентации.
Соотнесите химические реакции с их классом:
Реакции соединения Реакции разложения Реакции замещения Реакции обмена Экзотермические реакции Эндотермические реакции Каталитические реакции Окислительно-восстановительные Обратимые реакции Гетерогенные реакции
Проверка работы происходит по слайду при обмене работами с соседом по парте.
Охарактеризуйте следующие химические реакции по их уравнению:
По завершению заданий следует еще раз вернуться к цели урока.
Давайте еще раз вспомним цели нашего урока?
Достигли ли мы целей?
Рефлексия (5 мин)
По итогам урока обучающимся предлагается выбрать на столах кружок, который отображает их усвоение материала:
Зеленый – все понял, желтый – понял, но есть вопросы, красный – ничего не понял
По итогам работы на уроке озвучиваем и выставляем оценки.
У В. Маяковского есть такая философская мысль: если звезды зажигаются в небе, значит, это кому-нибудь нужно. Если химики изучают классификацию химических реакций, то, следовательно, это кому – то нужно. И здесь у меня возникает желание предложить вам небольшое сообщение, в котором на примерах нужно показать значение всех типов реакции в реальной жизни, в ее богатстве и разнообразии.
Презентация к уроку PPTX / 5. 35 Мб Раздаточные материалы PDF / 369. 77 Кб Круги для рефлексии DOCX / 48. 67 Кб Полоски с физическими явлениями и химическими реакциями PDF / 56. 95 Кб
- Классификация по числу и составу реагирующих веществ
- Классификация химических реакций по агрегатному состоянию реагирующих веществ (по фазовому составу)
- Классификация химических реакций по изменению степени окисления элементов, образующих вещества
- Классификация химических реакций по участию катализатора
- Классификация реакций по способности протекать в обратном направлении
- Классификация реакций по тепловому эффекту
Классификация по числу и составу реагирующих веществ
По составу и числу реагирующих веществ разделяют реакции, протекающие без изменения состава веществ, и реакции, протекающие с изменением состава веществ:
К таким реакциям в неорганической химии можно отнести аллотропные переходы простых веществ из одной модификации в другую:
В органической химии к таким реакциям относятся реакции изомериза-ции, когда из одного изомера под действием катализатора и внешних факторов получается другой (как правило, структурный изомер).
Например, изомеризация бутана в 2-метилпропан (изобутан):
Например, гидратация :
Например, при разложении пероксида водорода:
В органической химии разделяют собственно реакции разложения и реакции отщепления. Реакции отщепления (элиминирования) — это такие реакции, в ходе которых происходит отрыв атомов или атомных групп от исходной молекулы при сохранении ее углеродного скелета.
Например, реакция отщепления водорода (дегидрирование) от пропана:
Как правило, в названии таких реакций есть приставка «де». Реакции разложения в органической химии происходят, как правило, с разрывом углеродной цепи.
Например, реакция крекинга бутана (расщепление на более простые молекулы при нагревании или под действием катализатора):
AB + C = AC + B.
Например, более активные галогены вытесняют менее активные из соединений. Взаимодействие йодида калия с хлором:
Замещаться могут как отдельные атомы, так и молекулы.
Например, при сплавлении менее летучие оксиды вытесняют более летучие из солей. Так, нелетучий оксид кремния вытесняет оксид углерода из карбоната натрия при сплавлении:
В органической химии реакции замещения — это такие реакции, в ходе которых часть органической молекулы замещается на другие частицы. При этом замещенная частица, как правило, соединяется с частью молекулы-заместителя.
Например, реакция хлорирования метана:
По числу частиц и составу продуктов взаимодействия эта реакция больше похожа на реакцию обмена. Тем не менее, по механизму такая реакция является реакцией замещения.
AB + CD = AC + BD
К реакциям обмена относятся реакции ионного обмена, протекающие в растворах; реакции, иллюстрирующие кислотно-основные свойства веществ и другие.
Пример реакции обмена в неорганической химии — нейтрализация соляной кислоты щелочью:
NaOH + HCl = NaCl + H2O
Пример реакции обмена в органической химии — щелочной гидролиз хлорэтана:
CH3-CH2-Cl + KOH = CH3-CH2-OH + KCl
Классификация химических реакций по агрегатному состоянию реагирующих веществ (по фазовому составу)
Вещества могут существовать в трех основных агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. По фазовому состоянию разделяют реакции гомогенные и гетерогенные.
Например, окисление сернистого газа:
2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г)
Например, взаимодействие углекислого газа и гидроксида кальция:
CO2(г) + Ca(OH)2(р-р) = CaCO3(тв) + H2O
Для классификации реакций по фазовому состоянию полезно уметь определять фазовые состояния веществ. Это достаточно легко сделать, используя знания о строении вещества, в частности, о типах кристаллической решетки.
Вещества с ионной, атомной или металлической кристаллической решеткой, как правило твердые при обычных условиях; вещества с молекулярной решеткой, как правило, жидкости или газы при обычных условиях.
Обратите внимание, что при нагревании или охлаждении вещества могут переходить из одного фазового состояния в другое. В таком случае необходимо ориентироваться на условия проведения конкретной реакции и физические свойства вещества.
Например, получение синтез-газа происходит при очень высоких температурах, при которых вода — пар:
CH4(г) + H2O(г) = CO(г) + 3H2(г)
Таким образом, паровая конверсия метана — гомогенная реакция.
Классификация химических реакций по изменению степени окисления элементов, образующих вещества
По изменению степени окисления элементов химические реакции делят на окислительно-восстановительные реакции, и реакции, идущие без изменения степеней окисления химических элементов.
В неорганической химии к таким реакциям относятся, как правило, реакции разложения, замещения, соединения, и все реакции, идущие с участием простых веществ. Для уравнивания ОВР используют метод электронного баланса (количество отданных электронов должно быть равно количеству полученных) или метод электронно-ионного баланса.
В органической химии разделяют реакции окисления и восстановления, в зависимости от того, что происходит с органической молекулой.
Реакции окисления в органической химии — это реакции, в ходе которых уменьшается число атомов водорода или увеличивается число атомов кислорода в исходной органической молекуле.
Например, окисление этанола под действием оксида меди:
Реакции восстановления в органической химии — это реакции, в ходе которых увеличивается число атомов водорода или уменьшается число атомов кислорода в органической молекуле.
Например, восстановление уксусного альдегида водородом:
Например, нейтрализация едкого натра азотной кислотой:
NaOH + HNO3 = H2O + NaNO3
Классификация химических реакций по участию катализатора
Катализатор — это такое вещество, которое ускоряет реакцию, но не входит в состав продуктов реакции. Катализатор участвует в реакции, но практически не расходуется в ходе реакции. Условно схему действия катализатора К при взаимодействии веществ A + B можно изобразить так:
A + K = AK;
AK + B = AB + K.
В зависимости от наличия катализатора различают каталитические и некаталитические реакции.
Все реакции, протекающие с участием в клетках живых организмов, протекают с участием особых белковых катализаторов — ферментов. Такие реакции называют ферментативными.
Более подробно механизм действия и функции катализаторов рассматриваются в отдельной статье.
Классификация реакций по способности протекать в обратном направлении
Обратимые реакции — это реакции, которые могут протекать и в прямом, и в и обратном направлении, т. когда при данных условиях продукты реакции могут взаимодействовать друг с другом. К обратимым реакциям относятся большинство гомогенных реакций, этерификация; реакции гидролиза; гидрирование-дегидрирование, гидратация-дегидратация; получение аммиака из простых веществ, окисление сернистого газа, получение галогеноводородов (кроме фтороводорода) и сероводорода; синтез метанола; получение и разложение карбонатов и гидрокарбонатов, и т.
Необратимые реакции — это реакции, которые протекают преимущественно в одном направлении, т. продукты реакции не могут взаимодействовать друг с другом при данных условиях. Примеры необратимых реакций: горение; реакции, идущие со взрывом; реакции, идущие с образованием газа, осадка или воды в растворах; растворение щелочных металлов в воде; и др.
Классификация химических реакцийТренажер задания 17 ЕГЭ по химии
1 / 10Из предложенного перечня выберите два типа реакций, к которым можно отнести взаимодействие цинка с раствором сульфата меди(II).
2 / 10Из предложенного перечня выберите два вещества, взаимодействие которых с концентрированной йодоводородной кислотой не является окислительно-восстановительной реакцией. 1) перманганат калия2) нитрат серебра3) нитрат железа(III)4) сульфид калия5) сульфат меди(II)
3 / 10Из предложенного перечня выберите две схемы, которые соответствуют реакциям соединения.
4 / 10Из предложенного перечня выберите два типа реакций, к которым можно отнести взаимодействие оксида натрия с водой.
5 / 10Из предложенного перечня выберите два типа реакций, к которым можно отнести взаимодействие анилина с бромной водой.
6 / 10Из предложенного перечня выберите две реакции, которые не являются окислительно-восстановительными. 1) взаимодействие оксида меди(II) и оксида углерода(II)2) взаимодействие сероводорода и оксида серы(IV)3) разложение оксида серебра(I)4) разложение гидроксида меди(II)5) разложение гидрокарбоната аммония
7 / 10Из предложенного перечня выберите два типа реакций, к которым можно отнести взаимодействие водорода с формальдегидом.
8 / 10Из предложенного перечня выберите два типа реакций, к которым можно отнести взаимодействие пропилена с водородом.
9 / 10Из перечисленных типов реакций выберите два типа, которым соответствует взаимодействие оксида серы(IV) с кислородом.
10 / 10Из предложенного перечня выберите два типа реакций, к которым можно отнести взаимодействие хлороводорода с аммиаком.
Классификация реакций по тепловому эффекту
По тепловому эффекту реакции разделяют на экзотермические и эндотермические.
Экзотермические реакции — это реакции, сопровождающиеся выделением энергии в форме теплоты (+Q). К таким реакциям относятся почти все реакции соединения.
Исключения — реакция азота с кислородом с образованием оксида азота (II) — эндотермическая:
N2 + O2 = 2NO – Q
Реакция газообразного водорода с твердым йодом также эндотермическая:
H2 + I2 = 2HI – Q
Экзотермические реакции, в ходе которых выделяется свет, называют реакциями горения.
Например, горение метана:
CH4 + O2 = CO2 + H2O
Также экзотермическими являются:
- реакции щелочных металлов с водой;
- реакции, сопровождающиеся взрывом;
- разложение дихромата аммония («вулканчик»);
- образование аммиака: N2 + 3H2 = 2NH3
- реакции нейтрализации;
- синтез метанола;
- алюмотермия
- реакции, в которых из менее стабильных веществ образуются более стабильные;
- в органической химии — реакции присоединения, реакции горения, окисления и др.
Эндотермические реакции — это реакции, сопровождающиеся поглощением энергии в форме теплоты (— Q). Как правило, с поглощением теплоты идет большинство реакций разложения (реакции, требующие длительного нагревания).
Например, разложение известняка:
Также эндотермическими являются:
- реакции гидролиза;
- реакции, идущие только при нагревании
- реакции, протекающие толькопри очень высоких температурах или под действием электрического разряда.
Например, превращение кислорода в озон:
3O2 = 2O3 — Q
