Головна » В.В. Пасічник » Реакції органічної та неорганічної хімії. Класифікація хімічних реакцій у неорганічній хімії – документ. ІІ. По зміні ступенів окиснення хімічних елементів, що утворюють речовини

Реакції органічної та неорганічної хімії. Класифікація хімічних реакцій у неорганічній хімії – документ. ІІ. По зміні ступенів окиснення хімічних елементів, що утворюють речовини

Класифікацію хімічних реакцій у неорганічній та органічної хіміїздійснюють на підставі різних класифікуючих ознак, відомості про які наведені у таблиці нижче.

По зміні ступеня окиснення елементів

Перший ознака класифікації - зміни ступеня окислення елементів, що утворюють реагенти і продукти.
а) окиснювально-відновлювальні
б) без зміни ступеня окиснення
Окисно-відновниминазивають реакції, що супроводжуються зміною ступенів окиснення хімічних елементів, що входять до складу реагентів До окисно-відновних в неорганічної хіміївідносяться всі реакції заміщення і ті реакції розкладання та сполуки, в яких бере участь хоча б одна проста речовина. До реакцій, що йдуть без зміни ступенів окиснення елементів, що утворюють реагенти та продукти реакції, відносяться всі реакції обміну.

За кількістю та складом реагентів та продуктів

Хімічні реакції класифікуються за характером процесу, тобто за кількістю та складом реагентів та продуктів.

Реакціями з'єднанняназивають хімічні реакції, внаслідок яких складні молекули виходять з кількох більш простих, наприклад:
4Li + O 2 = 2Li 2 O

Реакціями розкладанняназивають хімічні реакції, внаслідок яких прості молекули виходять із складніших, наприклад:
CaCO 3 = CaO + CO 2

Реакції розкладання можна як процеси, зворотні соединению.

Реакціями заміщенняназивають хімічні реакції, внаслідок яких атом або група атомів у молекулі речовини заміщується на інший атом або групу атомів, наприклад:
Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 ⁭

Їх відмінна ознака- Взаємодія простої речовини зі складним. Такі реакції є і в органічній хімії.
Проте поняття «заміщення» в органіці ширше, ніж у неорганічній хімії. Якщо молекулі вихідної речовини якийсь атом або функціональна група замінюються на інший атом або групу, це також реакції заміщення, хоча з точки зору неорганічної хімії процес виглядає як реакція обміну.
- Обміну (у тому числі і нейтралізації).
Реакціями обмінуназивають хімічні реакції, що протікають без зміни ступенів окиснення елементів і призводять до обміну складових частин реагентів, наприклад:
AgNO 3 + KBr = AgBr + KNO 3

По можливості протікати у зворотному напрямку

По можливості протікати у зворотному напрямку – оборотні та необоротні.

Оборотниминазивають хімічні реакції, що протікають при даній температурі одночасно у двох протилежних напрямках з порівнянними швидкостями. Під час запису рівнянь таких реакцій знак рівності замінюють протилежно спрямованими стрілками. Найпростішим прикладом оборотної реакції є синтез аміаку взаємодією азоту та водню:

N 2 +3H 2 ↔2NH 3

Необоротниминазивають реакції, що протікають у прямому напрямі, у яких утворюються продукти, не взаємодіючі між собою. До незворотних відносять хімічні реакції, внаслідок яких утворюються малодисоційовані сполуки, відбувається виділення великої кількостіенергії, а також ті, в яких кінцеві продукти йдуть зі сфери реакції в газоподібному вигляді або у вигляді осаду, наприклад:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

2 Ca + O 2 = 2 CaO

BaBr 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓ + 2NaBr

По тепловому ефекту

Екзотермічниминазивають хімічні реакції, які з виділенням теплоти. Умовне позначення зміни ентальпії (тепловмісту) ΔH, а теплового ефекту реакції Q. Для екзотермічних реакцій Q > 0, а ΔH< 0.

Ендотермічниминазивають хімічні реакції, що йдуть із поглинанням теплоти. Для ендотермічних реакцій Q< 0, а ΔH > 0.

Реакції сполуки зазвичай будуть реакціями екзотермічними, а реакції розкладання - ендотермічними. Рідкісний виняток - реакція азоту з киснем - ендотермічна:
N2 + О2 → 2NO - Q

По фазі

Гомогенніназивають реакції, що протікають в однорідному середовищі (однорідні речовини, в одній фазі, наприклад р, реакції в розчинах).

Гетерогенниминазивають реакції, що протікають у неоднорідному середовищі, на поверхні зіткнення реагуючих речовин, що знаходяться в різних фазах, наприклад, твердої та газоподібної, рідкої та газоподібної, у двох рідинах, що не змішуються.

По використанню каталізатора

Каталізатор – речовина, що прискорює хімічну реакцію.

Каталітичні реакціїпротікають лише у присутності каталізатора (зокрема і ферментативні).

Некаталітичні реакціїйдуть без каталізатора.

За типом розриву зв'язків

За типом розриву хімічного зв'язку у вихідній молекулі розрізняють гомолітичні та гетеролітичні реакції.

Гомолітичниминазиваються реакції, у яких у результаті розриву зв'язків утворюються частинки, мають неспарений електрон - вільні радикали.

Гетеролітичниминазивають реакції, що протікають через утворення іонних частинок - катіонів та аніонів.

гомолітичні (рівний розрив, кожен атом по 1 електрону отримує)
гетеролітичний (нерівний розрив – одному дістається пара електронів)

Радикальними(ланцюговими) називають хімічні реакції за участю радикалів, наприклад:

CH 4 + Cl 2 hv →CH 3 Cl + HCl

Іонниминазивають хімічні реакції, що протікають за участю іонів, наприклад:

KCl + AgNO 3 = KNO 3 + AgCl↓

Електрофільними називають гетеролітичні реакції органічних сполук з електрофілами - частинками, що несуть цілий чи дрібний позитивний заряд. Вони поділяються на реакції електрофільного заміщення та електрофільного приєднання, наприклад:

C 6 H 6 + Cl 2 FeCl3 → C 6 H 5 Cl + HCl

H 2 C =CH 2 + Br 2 → BrCH 2 -CH 2 Br

Нуклеофільними називають гетеролітичні реакції органічних сполук з нуклеофілами – частинками, що несуть цілий чи дрібний негативний заряд. Вони поділяються на реакції нуклеофільного заміщення та нуклеофільного приєднання, наприклад:

CH 3 Br + NaOH → CH 3 OH + NaBr

CH 3 C(O)H + C 2 H 5 OH → CH 3 CH(OC 2 H 5) 2 + H 2 O

Класифікація органічних реакцій

Класифікація органічних реакцій наведена у таблиці:

>> Хімія: Типи хімічних реакцій в органічній хімії

Реакції органічних речовинможна формально розділити на чотири основні типи: заміщення, приєднання, відщеплення (елімінування) та перегрупування (ізомеризації). Очевидно, що все різноманіття реакцій органічних сполук неможливо звести до рамок запропонованої класифікації (наприклад, реакції горіння). Однак така класифікація допоможе встановити аналогії з вже знайомими вам із курсу неорганічної хімії класифікаціями реакцій, що протікають між неорганічними речовинами.

Як правило, основну органічну сполуку, що бере участь у реакції, називають субстратом, а інший компонент реакції умовно розглядають як реагент.

Реакції заміщення

Реакції, у яких здійснюється заміна одного атома чи групи атомів у вихідній молекулі (субстраті) інші атоми чи групи атомів, називаються реакціями заміщення.

В реакції заміщення вступають граничні та ароматичні сполуки, такі, як, наприклад, алкани, циклоалкани або арени.

Наведемо приклади таких реакцій.

Зміст уроку конспект урокуопорний каркас презентація уроку акселеративні методи інтерактивні технології Практика завдання та вправи самоперевірка практикуми, тренінги, кейси, квести домашні завдання дискусійні питання риторичні питання від учнів Ілюстрації аудіо-, відеокліпи та мультимедіафотографії, картинки графіки, таблиці, схеми гумор, анекдоти, приколи, комікси притчі, приказки, кросворди, цитати Доповнення рефератистатті фішки для допитливих шпаргалки підручники основні та додаткові словник термінів інші Вдосконалення підручників та уроківвиправлення помилок у підручникуоновлення фрагмента в підручнику елементи новаторства на уроці заміна застарілих знань на нові Т олько для вчителів ідеальні урокикалендарний план на рік методичні рекомендаціїпрограми обговорення Інтегровані уроки

Урок 114

Тема навчального заняття : Класифікація хімічних реакцій в органічній та неорганічній хімії.

Тривалість: 45 хв

Мета уроку: Повторити і узагальнити уявлення про хімічну реакцію, як про процес перетворення, розглянути деякі з численних класифікацій хімічних реакцій по різним ознакам.

Завдання уроку:

1) Освітня – систематизувати, узагальнити та поглибити знання учнів про хімічні реакції та їх класифікацію, розвинути навички самостійної роботи, вміння записувати рівняння реакцій та розставляти коефіцієнти, вказувати типи реакцій, робити висновки та узагальнення.

2) Розвиваюча – розвивати мовні навички, здатність до аналізу; розвиток пізнавальних здібностей, мислення, уваги, уміння використати вивчений матеріал для пізнання нового.3) Виховна - Виховання самостійності, співпраці, моральних якостей - колективізму, здатності до взаємовиручки.

Засоби навчання: Підручник О.С. Габрієлян. Хімія - 10, 11. М.: Дрофа 2008 р.; таблиці розчинності, Періодичної системихімічних елементів Д.І. Менделєєва, комп'ютер,

Методи: - Організація УПД: бесіда, пояснення

Контроль: фронтальне опитування, міні-самостійні роботи на закріплення.

Тип уроку: Повторення, закріплення та систематизація знань отриманих раніше.

Форма уроку:

Етапи уроку: 1. Організаційна частина: Ціль - Підготувати учнів до початку роботи на уроці.2. Підготовка до сприйняття раніше вивченої теми. Ціль - Актуалізація раніше отриманих знань через відновлення опорних знань - цілепокладання.3. Повторення та закріплення раніше вивченого матеріалу. Ціль – повторення, закріплення та систематизація знань раніше отриманих.4. Підбиття підсумків, оцінка діяльності учнів, домашнє завдання. Ціль – аналіз, самоаналіз, застосування теоретичних знань учнів практично.

План роботи:

Організаційний момент……………………………………………………….2 хв

Мотивація………………………………………………………………………...3 хв

Вивчення матеріалів……………………………………………………………30 хв

Закріплення …………………………………………………………………..…..5 хв

Висновки ……………………………………………………………………….…...3 хв

Домашнє завдання ………………………………………………………….….…2 хв

Хід навчального заняття

Привітання, облік відвідуваності

Організація уваги студентів

Підготовка до уроку

Мотивація

Навчальним запитують.

1) Що таке хімічна реакція? (термін «реакція» з латині означає «протидія», «відсіч», «дія у відповідь»).2) Ознаки хімічних реакцій? а) Зміна фарбування. б) Поява запаху. в) Утворення осаду. г) Виділення газу. д) Виділення чи поглинання тепла. е) Виділення світла.3)А які ж умови виникнення та перебігу хімічних реакцій?

а) Нагрівання. б) Подрібнення та перемішування. в) Розчинення. г) Додавання каталізатора. д) Тиск.Викладач дякує учням за відповіді.

Формування інтересу до матеріалу заняття студентів

Запис теми уроку у зошит

Вивчення нового матеріалу

Без хімічних реакцій неможливе життя. У навколишньому світі протікає величезна кількість реакцій. Щоб орієнтуватися у величезному царстві хімічних реакцій потрібно знати їх типи. У будь-якій науці застосовується прийом класифікацій, що дозволяють загальним ознакамрозділити безліч об'єктів на групи. І сьогодні на уроці ми поговоримо про типи хімічних реакцій і за якими признакам їх класифікують. ДОДАТОК 1

1 ознака хімічної реакції: «Число та склад вихідних та отриманих речовин». Визначити яку речовину пропущено, вирівняти хімічну реакцію, визначити тип хімічної реакції?а)2 КОН +Н2 SO 4 = K2 SO4 + 2 H2 Oобмін б) С2Н2 + Н2О =СН3СОН з'єднання в)2 Na + 2 HCI = 2 NaCI + H2 заміщення г) СН4 = З +2 Н2 розкладання 2 ознака хімічної реакції: "Зміна ступеня окиснення". Зрівняти запропоновану реакцію за допомогою електронного балансу та вказати окислювач та відновник. Н2S + 8 HNO3 = H2 SO4 + 8 NO2 + 4 H2 OОВР S- Відновник;N- Окислювач. Н2О + СО2 = Н2СО3не ОВР 3 ознака хімічної реакції: "Тепловий ефект". Визначити, яка із запропонованих реакцій є екзотермічною?1) СН4 + 2 О2 = СО2 + 2 Н2О+ Qекзотермічна 2) 2 HgO = 2 Hg + O2 - Qендотермічна 4 ознака хімічної реакції: "Агрегатний стан речовин". Визначити тип хімічної реакції щодо агрегатного стану речовин.1) 3 C2 H2 = C6 H6 гетерогенна 2) Zn + S = ZnSгомогенна 5 ознака хімічної реакції: "Введення інших речовин". Визначити серед запропонованих реакцій каталітичну?а)N2 + 3 H2 = 2 NH3 каталітична б) СН4 + 2 О2 = СО2 + 2 Н2Онекаталітична 6 ознака хімічної реакції: «Зворотність». Визначити серед запропонованих: яка оборотна, тобто. що йде у двох напрямках, а яка незворотня, що йде до кінця. а) С2Н2 + Н2 = С2Н4оборотна б) 2Na + 2 H2 O = 2 NaOH + H2 незворотня

Учні працюють з реакціями за 6 ознаками та вносять результати до таблиці, заздалегідь виданої для кожного(додаток 2 ).

4. Застосування хімічних реакцій у будівництві (повідомлення учнів)

Пояснення викладача. Демонстрація слайдів

Прослуховування пояснення викладача, перегляд слайдів. Запис у зошит визначення.

Закріплення

Учні на чистих листочках виконують диференційоване завдання(Додаток 3).

Організація роботи студентів. Контроль

Виконання завдання у зошиті.

Висновки та підсумки уроку

Навчальним запитують: 1 ) Про яке явище ми сьогодні вели мову? 2) З якими поняттями ми сьогодні працювали? 3) Які вміння на уроці застосовували? 4)Чи ми досягли завдань, поставлених на початку уроку?

Оцінка діяльності студентів на уроці

Самооцінка оцінки діяльності на уроці

Домашнє завдання

УВ. Маяковського є така філософська думка:Якщо зірки запалюються у небі, значить, це комусь потрібно. Якщо хіміки вивчають класифікацію хімічних реакцій, то, отже, це кому потрібно. І тут у мене виникає бажання запропонувати вам невеликийреферат , в якому на прикладах потрібно показати значення всіх типів реакцій у реального життя, у її багатстві та різноманітності

(Творче домашнє завдання).

ДОДАТОК 1

Хімічні реакції, або хімічні явища, - це процеси, в результаті яких з одних речовин утворюються інші, що відрізняються від них за складом та (або) будовою.

При хімічних реакціях обов'язково відбувається зміна речовин, у якому рвуться старі та утворюються нові зв'язки між атомами.

Розглянемо класифікацію хімічних реакцій за різними ознаками.

I. За кількістю та складом реагуючих речовин

Реакції, що йдуть без зміни складу речовин

У неорганічній хімії до таких реакцій можна віднести процеси одержання одного хімічного елемента, наприклад:

C (графіт) C (алмаз)
P (білий) P (червоний)
3O2 (кисень) 2O3 (озон)

В органічній хімії до цього типу реакцій можуть бути віднесені реакції ізомеризації, які йдуть без зміни як якісного, а й кількісного складумолекул речовин, наприклад:

Ізомеризація.

Реакція ізомеризації алканів має велике практичне значення, так як вуглеводні изостроения мають меншу здатність до детонації.

Реакції, що йдуть зі зміною складу речовини

Можна виділити чотири типи таких реакцій:з'єднання, розкладання, заміщення та обміну.

Реакції з'єднання- Це такі реакції, при яких з двох і більше речовин утворюється одна складна речовина. У неорганічній хімії все різноманіття реакцій сполуки можна розглянути, наприклад, на прикладі реакцій одержання сірчаної кислоти із сірки:

Одержання оксиду сірки (IV):

S + O2 = SO2 – із двох простих речовин утворюється одна складна.

Одержання оксиду сірки (VI):

2SO2 + O2

2SO3

– із простого та складного речовин утворюється одна складна.

Прикладом реакції з'єднання, при якій одна складна речовина утворюється більш ніж з двох вихідних, може бути заключна стадія отримання азотної кислоти:

4NO2 + О2 + 2Н2O = 4HNO3

В органічній хімії реакції сполуки прийнято називати "реакціями приєднання". Все різноманіття таких реакцій можна розглянути на прикладі блоку реакцій, що характеризують властивості ненасичених речовин, наприклад:

Реакція гідрування – приєднання водню:

Реакції розкладання- Це такі реакції, при яких з однієї складної речовини утворюється кілька нових речовин.

У неорганічній хімії все різноманіття таких реакцій можна розглянути на блоці реакцій одержання кисню лабораторними способами:

Розкладання оксиду ртуті (II):

2HgO

2Hg + O2

– з однієї складної речовини утворюються дві прості.

В органічній хімії реакції розкладання можна розглянути на блоці реакцій отримання етилену в лабораторії та промисловості:

Реакція дегідратації (відщеплення води) етанолу:

Реакція дегідрування (відщеплення водню) етану:

Реакції заміщення- Це такі реакції, в результаті яких атоми простої речовини замінюють атоми якогось елемента в складному речовині. B неорганічної хімії прикладом таких процесів може бути блок реакцій, що характеризують властивості, наприклад, металів:

Взаємодія лужних або лужноземельних металів із водою:
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2

Взаємодія металів із кислотами в розчині:

Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

Предметом вивчення органічної хімії є прості речовини, лише сполуки. Тому як приклад реакції заміщення наведемо найбільше характерна властивістьграничних сполук, зокрема метану, – здатність його атомів водню заміщуватися на атоми галогену:

CH3Cl

HCl

хлорметан

В органічній хімії до реакцій заміщення відносять деякі реакції між двома складними речовинами, наприклад нітрування бензолу:

+ HNO3

C6H5NO2

H2O

бензол

нітробензол

Вона є формально реакцією обміну. Те, що це реакція заміщення, стає зрозумілим лише під час розгляду її механізму.

Реакції обміну – це такі реакції, за яких два складні речовиниобмінюються своїми складовими частинами.

Ці реакції характеризують властивості електролітів і в розчинах протікають за правилом Бертолле, тобто в тому випадку, якщо в результаті утворюється осад, газ або малодисоціююча речовина (наприклад, Н2О).

В неорганічній хімії це може бути блок реакцій, що характеризують, наприклад, властивості лугів:

Реакція нейтралізації, що йде з утворенням солі та води:

NaOH + HNO3 = NaNO3 + Н2O

або в іонному вигляді:

OH– + H+ = H2O

Реакція між лугом і сіллю, що йде з утворенням газу:

2NH4Cl + Са(ОН)2 = CaCl2 + 2NH3 + 2Н2O

B органічної хімії можна розглянути блок реакцій, що характеризують, наприклад, властивості оцтової кислоти: Реакція, що йде з утворенням слабкого електроліту – H2O:

Na(CH3COO) + H2O

Реакція, що йде з утворенням газу:

2CH3COOH + CaCO3 → 2CH3COO– + Ca2+ + CO2 + H2O

Реакція, що йде з утворенням осаду:

2CH3COOH + K2SiO3 → 2K(CH3COO) + H2SiO3↓

ІІ. По зміні ступенів окиснення хімічних елементів, що утворюють речовини

За цією ознакою розрізняють такі реакції:

Реакції, що йдуть зі зміною ступенів окиснення елементів, або окиснювально-відновлювальні реакції. До них відноситься безліч реакцій, у тому числі всі реакції заміщення, а також ті реакції з'єднання та розкладання, в яких бере участь хоча б одна проста речовина, наприклад:

Реакції, що йдуть без зміни ступенів окиснення хімічних елементів. До них, наприклад, відносяться всі реакції іонного обміну, а також багато реакцій сполуки, наприклад:

Li 2 O + Н 2 O = 2LiOH ,

багато реакцій розкладання:

Fe 2 O 3 + 3H 2 O

реакції етерифікації:

HCOOH + CH 3 OH

HCOOCH 3 + H 2 O

ІІІ. По тепловому ефекту

По тепловому ефекту реакції ділять на екзотермічні та ендотермічні.

1.Екзотермічні реакції протікають із виділенням енергії.

До них відносяться майже всі реакції з'єднання. Рідкісний виняток становлять ендотермічні реакції синтезу оксиду азоту (II) з азоту та кисню та реакція газоподібного водню з твердим йодом:

N 2 + O 2 = 2 NO – Q

Екзотермічні реакції, що протікають із виділенням світла, відносять дореакцій горіння , наприклад:

4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 + Q

Гідрування етилену – приклад екзотермічної реакції:

CH 3 -CH 3

+ Q

Вона йде за кімнатної температури.

2.Ендотермічні реакції протікають із поглинанням енергії.

Очевидно, що до них відноситимуться майже всі реакції розкладання, наприклад:

CaO + CO 2

– Q

Кількість виділеної або поглиненої внаслідок реакціїенергії називаютьтепловим ефектом реакції , а рівняння хімічної реакції із зазначенням цього ефекту називаютьтермохімічним рівнянням , наприклад:

H 2 (г) + Cl 2 (г) = 2HCl(г) + 92,3 кДж

N 2 (г) + O 2 (г) = 2NO(г) – 90,4 кДж

IV. По агрегатному стану реагуючих речовин (фазовому складу)

По агрегатному стану реагуючих речовин розрізняють:

Гетерогенні реакції - Реакції, в яких реагують речовини і продукти реакції знаходяться в різних агрегатних станах (в різних фазах):

2Al(т) + 3CuCl 2 (р-p) = 3Cu(т) + 2AlCl3(р-p)

CaC 2 (т) + 2H 2 O(ж) = C 2 H 2 + Ca(OH) 2 (р-p)

Гомогенні реакції – реакції, в яких реагуючі речовини та

продукти реакціїзнаходяться в одному агрегатному стані (в одній фазі):

H 2 (г) + F 2 (г) = 2HF(г)

V. За участю каталізатора

За участю каталізатора розрізняють:

Некаталітичні реакції , що йдуть без участі каталізатора:

2Hg + O 2

2. Каталітичні реакції , що йдуть за участю каталізатора:

C 2 H 5 OH

CH 2 =CH 2

+ H 2 O

Етанол Етен

Оскільки всі біохімічні реакції, які у клітинах живих організмів, йдуть з участю спеціальних біологічних каталізаторів білкової природи – , всі вони відносяться до каталітичних або, точніше, ферментативних. Слід зазначити, що понад 70% хімічних виробництв використовують каталізатори.

VI. У напрямку

У напрямку розрізняють:

Необоротні реакції протікають у умовах лише в одному напрямку.

До них можна віднести всі реакції обміну, що супроводжуються утворенням осаду, газу або малодисоціюючої речовини (води) та всі реакції горіння.

Оборотні реакції у цих умовах протікають одночасно у двох протилежних напрямках.

Таких реакцій переважна більшість.

В органічній хімії ознака оборотності відображають назви – антоніми процесів:

гідрування – дегідрування,

гідратація – дегідратація,

Зворотні всі реакції етерифікації (протилежний процес, як ви знаєте, носитьназвагідролізу

Малюнок 1. Класифікація хімічних реакцій

Класифікація хімічних реакцій, як та інші класифікації, умовна. Вчені домовилися розділити реакцію певні типи за виділеними ними ознаками. Але більшість хімічних перетворень можна зарахувати до різних типів. Наприклад, складемо характеристику процесу синтезу аміаку:

Це реакція сполуки, окислювально-відновна, екзотермічна, оборотна, каталітична, гетерогенна (точніше, гетерогенно-каталітична), що протікає із зменшенням тиску в системі. Для успішного управління процесом необхідно враховувати усі наведені відомості. Конкретна хімічна реакція завжди багатоякісна, її характеризують різні ознаки.

Додаток 2

Класифікація реакцій

Тип реакції

Приклад

не супроводжуються зміною складу

Алотропні модифікації

C (графіт) C (алмаз)

зі зміною складу речовин

з виділенням чи поглинанням тепла

Зі зміною ступеня окиснення

У напрямку

По зміні фазового складу

По використанню каталізатора

Додаток 3

Запишіть термохімічне рівняння реакції горіння метану, якщо відомо, що за згоряння 5,6 л цього газу (н. у.) виділяється 225 кДж теплоти.

При з'єднанні 18 г алюмінію у кисні виділяється 547 кДж теплоти. Складіть термохімічне рівняння цієї реакції.

Цілі уроку.Узагальнити уявлення про хімічну реакцію як про процес перетворення однієї або кількох вихідних речовин-реактивів на відрізняються від них за хімічним складом або будовою речовини - продукти реакції. Розглянути деякі з численних класифікацій хімічних реакцій за різними ознаками. Показати застосовність таких класифікацій для неорганічних та органічних реакцій. Розкрити відносний характер різних типів хімічних реакцій та взаємозв'язок різних класифікацій хімічних процесів.

Поняття про хімічні реакції, їх класифікація за різними ознаками порівняно для неорганічних та органічних речовин

Хімічна реакція - це зміна речовин, у якому розриваються старі і утворюються нові хімічні зв'язку між частинками («томами, іонами), у тому числі побудовані речовини (слайд 2).

Хімічні реакції класифікуються:
1. За кількістю та складом реагентів та продуктів (слайд 3)
а) розкладання (слайд 4)
Реакції розкладання в органічній хімії, на відміну реакцій розкладання в неорганічної хімії, мають свою специфіку. Їх можна розглядати як процеси, зворотні до приєднання, оскільки в результаті найчастіше утворюються кратні зв'язки або цикли.
б) з'єднання (слайд 5)
Щоб вступити в реакцію приєднання, органічна молекула повинна мати кратний зв'язок (або цикл), ця молекула буде головною (субстрат). Молекула простіше (часто неорганічна речовина, реагент) приєднується за місцем розриву кратного зв'язку або розкриття циклу
в) заміщення (слайд 6)
Їхня відмітна ознака - взаємодія простої речовини зі складною. Такі реакції є і в органічній хімії.
Проте поняття «заміщення» в органіці ширше, ніж у неорганічній хімії. Якщо молекулі вихідної речовини якийсь атом або функціональна група замінюються на інший атом або групу, це також реакції заміщення, хоча з точки зору неорганічної хімії процес виглядає як реакція обміну.
г) обміну (зокрема і нейтралізації) (слайд 7)
Рекомендується провести у формі лабораторної роботивідповідно до рівнянь реакцій, запропонованих у презентації

2. По тепловому ефекту (слайд 8)
а) ендотермічні
б) екзотермічні (зокрема реакції горіння)
У презентації запропоновані реакції з неорганічної та органічної хімії Реакції сполуки будуть реакціями екзотермічними, а реакції розкладання – ендотермічними (відносність цього висновку підкреслить рідкісний виняток – реакція азоту з киснем – ендотермічна:
N 2 + 0 2 -> 2 NO- Q

3. По використанню каталізатора (слайд 9)
б) некаталітичні

4. У напрямку (слайд 10)
а) каталітичні (у тому числі й ферментативні)
б) некаталітичні

5. По фазі (слайд 11)
а) гомогенні
б) гетерогенні

6. За зміною ступеня окиснення елементів, що утворюють реагенти та продукти (слайд 12)
а) окиснювально-відновлювальні
б) без зміни ступеня окиснення
До окислювально-відновним у неорганічній хімії відносяться всі реакції заміщення і ті реакції розкладання та сполуки, в яких бере участь хоча б одна проста речовина. У більш узагальненому варіанті (вже з урахуванням органічної хімії): всі реакції за участю простих речовин. І навпаки, до реакцій, що йдуть без зміни ступенів окиснення елементів, що утворюють реагенти та продукти реакції, відносяться всі реакції обміну.

Закріплення вивченої теми (слайд13-21).

Підсумок уроку.

Урок 2. «Карбонові кислоти: класифікація та номенклатура, будова карбоксильної групи, фізичні, Хімічні властивості, способи отримання граничних одноосновних карбонових кислот» (Слайд 1)

Цілі уроку.Дати поняття про карбонові кислоти та їх класифікацію порівняно з мінеральними кислотами. Розглянути основи міжнародної та тривіальної номенклатури та ізомерію цього типу органічних сполук. Розібрати будову карбоксильної групи та спрогнозувати хімічну поведінку карбонових кислот. Розглянути загальні властивості карбонових кислот, порівняно з властивостями мінеральних кислот. Дати поняття про особливі властивості карбонових кислот (реакції з радикалу та утворення функціональних похідних). Познайомити учнів із найбільш характерними представниками карбонових кислот та показати їх значення у природі та в житті людини.

Поняття про карбонові кислоти, їх класифікація за різними ознаками

Карбонові кислоти- клас органічних сполук, молекули якого містять карбоксільну групу - COOH. Склад граничних одноосновних карбонових кислот відповідає загальній формулі (Слайд 2)

Карбонові кислоти класифікуються:
За кількістю карбоксильних груп карбонові кислотиділяться на (Слайд 3):

монокарбонові або одноосновні (оцтова кислота)
дикарбонові або двоосновні (щавлева кислота)

Залежно від будови вуглеводневого радикалу, з яким пов'язана карбоксильна група, карбонові кислоти поділяються на:

аліфатичні (оцтова або акрилова)
аліциклічні (циклогексанкарбонові)
ароматичні (бензойна, фталева)

Приклади кислот (Слайд 4)

Ізомерія та будова карбонових кислот
1.Ізомерія вуглецевого ланцюга (Слайд 5)
2. Ізомерія положення кратного зв'язку, наприклад:
СН 2 = СН - СН 2 - СООН Бутен-3-ова кислота (вінілоцтова кислота)
СН 3 – СН = СН – СООН Бутен-2-ова кислота (кротонова кислота)

3. Цис-, транс-ізомерія, наприклад:

Будова(Слайд 6)
Карбоксильна група СООН складається з карбонільної групи С=О та гідроксильної групи ВІН.
У групі З атом вуглецю несе частковий позитивний заряд і притягує до себе електронну пару атома кисню в групі ВІН. При цьому електронна щільність на атомі кисню зменшується, зв'язок О-Нпослаблюється:

У свою чергу група ВІН "гасить" позитивний заряд на групі СО.

Фізичні та хімічні властивості карбонових кислот
Нижчі карбонові кислоти – рідини з гострим запахом, добре розчинні у воді. З підвищенням відносної молекулярної маси розчинність кислот у питній воді зменшується, а температура кипіння підвищується. Вищі кислоти, починаючи з пеларгонової

З 8 Н 17 СООН - тверді речовинибез запаху, нерозчинні у воді.
Найбільш важливі хімічні властивості, характерні більшості карбонових кислот (Слайд 7,8):
1) Взаємодія з активними металами:
2 CH 3 COOH + Mg(CH 3 COO)2 Mg + H 2

2) Взаємодія з оксидами металів:
2СН 3 СООН + СаО(СН 3 СОО) 2 Са + Н 2 О

3) Взаємодія з основами:
CH 3 COOH + NaOHCH 3 COONa + H 2 O

4) Взаємодія із солями:
CH 3 COOH + NaHCO 3 CH 3 COONa + СО 2 + Н 2 О

5) Взаємодія зі спиртами (реакція етерифікації):
CH 3 COOH + СН 3 СН 2 ОНCH 3 COOСН 2 СН 3 + H 2 O

6) Взаємодія з аміаком:
CH 3 COOH + NH 3 CH 3 COONH 4
При нагріванні амонійних солей карбонових кислот утворюються їх аміди:
CH 3 COONH 4 CH 3 CONH 2 + H 2 O
7) Під дією SOC l2 карбонові кислоти перетворюються на відповідні хлорангідриди.
CH 3 COOH + SOC l2 CH 3 COCl + HCl + SO 2

4. Міжкласова ізомерія : наприклад: З 4 Н 8 Про 2
СН 3 – СН 2 – СО – О – СН з метиловий ефір пропанової кислоти
СН 3 - СО - О - CH 2 - СН 3 етиловий ефір етанової кислоти
С3Н 7 – СООН бутанова кислота

(Слайд 9,10)
1. Окислення альдегідів та первинних спиртів - загальний спосіботримання карбонових кислот:

2. Інший загальний спосіб - гідроліз галогензаміщених вуглеводнів, що містять три атоми галогену в одного атома вуглецю:

3 NaCl
3. Взаємодія реактиву Гриньяра з СО2:

4. Гідроліз складних ефірів:

5. Гідроліз ангідридів кислот:

Способи одержання карбонових кислот
Для окремих кислотіснують специфічні способи одержання (Слайд 11):
Для отримання бензойної кислотиможна використовувати окислення монозаміщених гомологів бензолу кислим розчином перманганату калію:

Оцтову кислотуодержують у промислових масштабах каталітичним окисненням бутану киснем повітря:

Мурашину кислотуотримують нагріванням оксиду вуглецю (II) з порошкоподібним гідроксидом натрію під тиском та обробкою отриманого форміату натрію сильною кислотою:

Застосування карбонових кислот(Слайд 12)

Закріплення вивченої теми (слайд13-14).

Кожен учитель стикається з проблемою нестачі навчального часу. Точніше навіть не стикається, а постійно працює за умов його хронічного нестачі. Причому з роками останній неухильно збільшується внаслідок ущільнення навчального матеріалу, скорочення кількості годин, що відводяться на вивчення хімії, та ускладнення завдань навчання, покликаного забезпечувати різнобічний розвиваючий вплив на особистість учня.

Для вирішення цього постійно посилюється суперечності важливо, з одного боку, переконливо розкрити перед учнем значимість освіти, необхідність особистісної зацікавленості у ньому та перспективності саморуху у його придбанні. З іншого боку – інтенсифікувати здійснюваний у шкільництві навчально – виховний процес (УВП). Першого можна досягти в тому випадку, якщо навчання буде побудовано так, що учень ЗАХОЧЕ і ЗМОЖЕ усвідомити себе СУБ'ЄКТОМ ВЧЕННЯ, тобто таким учасником УВП, який розуміє та приймає його цілі, володіє способами їх досягнення і прагне розширення спектра цих способів. Таким чином, провідними умовами перетворення учня на суб'єкт вчення (в рамках предметного навчання хімії) є його компетентність у змісті аналізованих навчальних питань та способи оволодіння ним та орієнтація на досягнення цілісних знань з предмета.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Класифікація хімічних реакцій у неорганічній та органічній хімії.

/на допомогу молодому вчителю/

Ціль: систематизувати знання учнів про підходи до класифікації хімічних реакцій. Освітні завдання: · повторити та узагальнити відомості про класифікацію хімічних реакцій за ознакою – кількістю вихідних та отриманих речовин; розглянути закони збереження маси речовин та енергії при хімічних реакціях як окремий випадок прояву загального закону природи.

Виховні завдання: · Довести провідну роль теорії у пізнанні практики; · показати учням взаємозв'язок протилежних процесів; · Довести матеріальність досліджуваних процесів;

Розвиваючі завдання: · розвиток логічного мисленняшляхом порівняння, узагальнення, аналізу, систематизації.

Тип уроку: урок комплексного застосування знань.

Методи та прийоми: бесіда, письмова робота, фронтальне опитування.

Хід уроку I. Організаційний момент

ІІ. Мотивація навчальної діяльностіучнів, повідомлення теми, мети, завдань уроку.

ІІІ. Перевірка знань учнями фактичного матеріалу.

Фронтальна бесіда: 1. Які типи хімічних реакцій вам відомі? (Реакції розкладання, з'єднання, заміщення та обміну). 2. Дайте визначення реакції розкладання? (Реакції розкладання – реакції, при яких з однієї складної речовини утворюються дві і нові простих або менш складних речовин). 3. Дайте визначення реакції з'єднання? (Реакції сполуки – реакції, при яких дві або кілька речовин утворюють одну складнішу речовину). 4. Дайте визначення реакції заміщення? (Реакції заміщення – реакції, у яких атоми простої речовини заміщають атоми однієї з елементів у складному речовині). 5Дайте визначення реакції обміну? (Реакції обміну – реакції, у яких дві складні речовини обмінюються своїми складовими частинами). 6. Якою є основа цієї класифікації? (основою класифікації є кількість вихідних та утворених речовин)

IV. Перевірка знань учнями основних понять, законів, теорій, умінь пояснювати їхню сутність.

Поясніть суть протікання хімічних реакцій. (Сутність хімічних реакцій зводиться до розриву зв'язків у вихідних речовинах та виникнення нових хімічних зв'язків у продуктах реакції. При цьому загальне числоатомів кожного елемента залишається постійним, отже, маса речовин у результаті хімічних реакцій не змінюється.
Ким і коли було встановлено цю закономірність? (У 1748 року російським ученим М.В.Ломоносовим – закон збереження маси речовин).

V. Перевірка глибини осмислення знань, ступеня узагальнення.

Завдання: визначте тип хімічної реакції (сполуки, розкладання, заміщення, обміну). Дайте пояснення зробленим вами висновків. Розставте коефіцієнти. (ІКТ)

1 ВАРІАНТ	2 ВАРІАНТ	3 ВАРІАНТ
Mg + O 2 = MgO	Fe + CuCl 2 = Cu + FeCl 2	Cu + O 2 = CuO
K + H 2 O = KOH + H 2	P + O 2 = P 2 O 5	Fe 2 O 3 + HCl = FeCl 3 + H 2 O
Fe + H 2 SO 4 = FeSO 4 +H 2	Mg + HCl = MgCl 2 + H 2	Ba + H 2 O = Ba(OH) 2 + H 2
Zn + Cu(NO 3 ) 2 = Cu+Zn(NO 3 ) 2	Al 2 O 3 + HCl = AlCl 3 +H 2 O	SO 2 + H2O ↔ H 2 SO 3
CaO + H 2 O = Ca(OH) 2	P 2 O 5 + H 2 O = H 3 PO 4	CuCl 2 + KOH = Cu(OH) 2 +KCl
CaO + H 3 PO 4 = Ca 3 (PO 4 ) 2 + H 2 O	Ba(OH) 2 + HNO 3 = Ba(NO 3 ) 2 + H 2 O	Ca(OH) 2 + HNO 3 = Ca(NO 3 ) 2 + H 2 O
NaOH + H 2 S = Na 2 S + H 2 O	Ca + H 2 O = Ca(OH) 2 +H 2	AgNO 3 + NaBr = AgBr↓ + NaNO 3
BaCl 2 + Na 2 SO 4 = BaSO 4 ↓+ NaCl	AgNO 3 + KCl = AgCl + KNO 3	Cu + Hg(NO 3 ) 2 = Cu(NO 3 ) 2 + Hg
CO 2 + H2O ↔ H 2 CO 3	Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + H 2 O	Mg + HCl = MgCl 2 + H 2

VI Класифікація хімічних реакцій в органічній хімії.

А: У неорганічній хімії реакції сполуки, а органічної хімії такі реакції часто називають реакціями приєднання (Реакції, у яких дві і більше молекул реагуючих речовин з'єднуються в одну) У них зазвичай беруть участь сполуки, що містять подвійний чи потрійний зв'язок. Різновиди реакцій приєднання: гідрування, гідратація, гідрогалогенування, галогенування, полімеризація. Приклади даних реакцій:

1.Гідрування - реакція приєднання молекули водню з кратного зв'язку:

Н 2 С = СН 2 + Н 2 → СН 3 - СН 3

етилен етан

НС ≡ СН + Н 2 → СН 2 = СН 2

ацетилен етилен

2.Гідрогалогенування - реакція приєднання галогеноводороду по кратному зв'язку

Н 2 С = СН 2 + НCl→ CН 3 ─CH 2 Cl

етилен хлоретан

(за правилом В.В.Марковникова)

Н 2 С = СН─СН 3 + НCl→ СН 3 ─CHCl─СН 3

пропілен 2 - хлорпропан

HC≡CH + HCl → H 2 C=CHCl

ацетилен хлорвініл

HC≡C─СН 3 + HCl → H 2 C=CCl─СН 3

пропін 2-хлорпропен

3.Гідратація – реакція приєднання води з кратного зв'язку

Н 2 С = СН 2 + Н 2 О → CН 3 ─CH 2 ВІН (первинний спирт)

етен етанол

(при гідратації пропену та інших алкенів утворюються вторинні спирти)

HC≡CH + H 2 О → H 3 C─CНО

ацетилен альдегід – етаналь (реакція Кучерова)

4.Галогенування – реакція приєднання молекули галогену за кратним зв'язком

Н 2 С = СН─СН 3 + Cl 2 → СН 2 Cl─CHCl─СН3

пропілен 1,2 – дихлорпропан

HC≡C─СН 3 + Cl 2 → HCCl=CCl─СН 3

пропін 1,2-дихлорпропен

5.Полімеризація – реакції, в ході яких молекули речовин з невеликою молекулярною масою з'єднуються одна з одною з утворенням молекул речовин із високою молекулярною масою.

n СН 2 =СН 2 → (-СН 2 -СН 2 -)n

Етилен поліетилен

Б: В органічній хімії до реакцій розкладання (відщеплення) відносяться: дегідратація, дегідрування, крекінг, дегідрогалогенування.

Відповідні рівняння реакцій:

1.Дегідратація (відщеплення води)

З 2 Н 5 ВІН → C 2 H 4 + Н 2 O (H 2 SO 4 )

2.Дегідрування (відщеплення водню)

З 6 Н 14 → З 6 Н 6 + 4Н 2

гексан бензол

3.Крекінг

C 8 H 18 → C 4 H 10 + C 4 H 8

октан бутан бутен

4. Дегідрогалогенування (відщеплення галогеноводороду)

C 2 H 5 Br → C 2 H 4 + НВг (NaOH, спирт)

Брометан етилен

В: В органічній хімії реакції заміщення розуміються ширше, тобто може заміщати не один атом, а група атомів або заміщається не атом, а група атомів. До різновиду реакції заміщення можна віднести нітрування та галогенування граничних вуглеводнів, ароматичних сполук, спиртів та фенолу:

З 2 Н 6 + Cl 2 → C 2 H 5 Cl +HCl

етан хлоретан

З 2 Н 6 + HNO 3 → C 2 H 5 NO 2 +H 2 O (реакція Коновалова)

етан нітроетан

C 6 H 6 + Br 2 → C 6 H 5 Br + HBr

бензол бромбензол

З 6 Н 6 + HNO 3 → C 6 H 5 NO 2 +H 2 O

бензол нітробензол

C 2 H 5 OH + HCl → C 2 H 5 Cl + H 2 O

Етанол хлоретан

C 6 H 5 ВІН + 3Br 2 → C 6 H 2 Br 3 + 3HBr

фенол 2,4,6 - трібромфенол