- sunt procese în urma cărora din unele substanțe se formează altele, care se deosebesc de acestea prin compoziție sau structură.

Clasificarea reacțiilor chimice

I. După numărul şi compoziţia reactanţilor

1. Reacții care au loc fără modificarea compoziției substanțelor

a) Obținerea modificărilor alotropice ale unui element chimic:

C (grafit) ↔ C (diamant)

S (rombic) ↔ S (monoclinic)

R (alb) ↔ R (roșu)

Sn (alb) ↔ Sn (gri)

3O 2 (oxigen) ↔ 2O 3 (ozon)

b) Izomerizarea alcanilor:

CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 FeCl3, t → CH3-CH (CH3)-CH2-CH3

pentan → 2-metilbutan

c) Izomerizarea alchenelor:

CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 500°С, Si02 → CH 3 -CH \u003d CH-CH 3

buten-1 → buten-2

CH 3 -CH 2 -CH \u003d CH 2 250°С, Al203 → CH 3 -C (CH 3) \u003d CH 2

buten-1 → 2-metilpropenă

d) Izomerizarea alchinelor (reacția lui A.E. Favorsky):

CH3-CH2-C≡CH← alcool KOH. → CH3-C≡C-CH3

butin-1 ↔ butin-2

e) Izomerizarea haloalcanilor (reacția lui A.E. Favorsky 1907):

CH3-CH 2-CH2Br← 250°С → CH3-CHBr-CH3

1-brompropan ↔ 2-brompropan

2. Reacții care apar cu modificarea compoziției substanțelor

a) Reacțiile combinate sunt acele reacții în care două sau mai multe substanțe formează o substanță complexă.

Obținerea oxidului de sulf (IV):

S + O 2 \u003d SO 2

Producția de oxid de sulf (VI):

2SO2 + O2 t, p, cat. → 2SO3

Obținerea acidului sulfuric:

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Obținerea acidului azotic:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O ↔ 4HNO 3

În chimia organică, astfel de reacții se numesc reacții de adiție.

Reacția de hidrogenare - adăugare de hidrogen:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 t, pisica. Ni → CH3-CH3

etena → etan

Reacția de halogenare - adăugare de halogeni:

CH 2 \u003d CH 2 + Cl 2 → CH 2 Cl-CH 2 Cl

etenă → 1-2-dicloretan

Reacție de hidrohalogenare - adăugare de halogenuri de hidrogen:

etenă → cloretan

Reacția de hidratare - adăugare de apă:

CH2 \u003d CH2 + H2O → CH3-CH2OH

etenă → etanol

Reacția de polimerizare:

nCH2=CH2 t, p, cat. →[-CH2-CH2-] n

etenă (etilenă) → polietilenă

b) Reacțiile de descompunere sunt acele reacții în care dintr-o substanță complexă se formează mai multe substanțe noi.

Descompunerea oxidului de mercur(II):

2HgO t → 2Hg + O2

Descompunerea azotatului de potasiu:

2KNO 3 t → 2KNO2+O2

Descompunerea hidroxidului de fier (III):

2Fe(OH)3 t → Fe2O3 + H2O

Descompunerea permanganatului de potasiu:

2KMnO 4 t → K 2 MnO 4 + MnO 2 + O 2

Chimie anorganică:

Reacția de dehidrogenare - eliminarea hidrogenului:

CH3-CH3 t, pisica. Cr2O3 → CH 2 \u003d CH 2 + H 2

etan → etenă

Reacția de deshidratare - separarea apei:

CH3-CH20H t, H2S04 → CH2 \u003d CH2 + H2O

etanol → etenă

c) Reacțiile de substituție sunt astfel de reacții în urma cărora atomii unei substanțe simple îi înlocuiesc pe atomii unui element dintr-o substanță complexă.

Interacțiunea metalelor alcaline sau alcalino-pământoase cu apa:

2Na + 2H 2 O \u003d 2NaOH + H 2

Interacțiunea metalelor cu acizii (cu excepția acidului sulfuric concentrat și a acidului azotic de orice concentrație) în soluție:

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2

Interacțiunea metalelor cu sărurile metalelor mai puțin active în soluție:

Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu

Recuperarea metalelor din oxizii lor (metale mai active, carbon, hidrogen:

2Al + Cr2O3 t → Al2O3 + 2Cr

3C+2W03 t → 3CO2+2W

H2 + CuO t → H2O + Cu

Chimie anorganică:

Ca rezultat al reacției de substituție, se formează două substanțe complexe:

CH4 + CI2 lumina → CH3CI + HCI

metan → clormetan

C6H6 + Br2 FeBr3 → C6H5Br + HBr

benzen → bromobenzen

Din punctul de vedere al mecanismului de reacție în chimia organică, reacțiile de substituție includ și reacții între două substanțe complexe:

C6H6 + HNO3 t, H2S04 (conc.) → C6H5NO2 + H2O

benzen → nitrobenzen

d) Reacțiile de schimb sunt acele reacții în care două substanțe complexe își schimbă părțile constitutive.

Aceste reacții se desfășoară în soluții de electroliți conform regulii Berthollet, adică dacă

- precipitate (vezi tabelul de solubilitate: M - compus ușor solubil, H - compus insolubil)

CuSO 4 + 2NaOH \u003d Cu (OH) 2 ↓ + Na 2 SO 4

- se eliberează gaz: H 2 S - hidrogen sulfurat;

CO 2 - dioxid de carbon în timpul formării acidului carbonic instabil H 2 CO 3 \u003d H 2 O + CO 2;

SO 2 - dioxid de sulf în formarea acidului sulfuros instabil H 2 SO 3 \u003d H 2 O + SO 2;

NH 3 - amoniac în formarea hidroxidului de amoniu instabil NH 4 OH \u003d NH 3 + H 2 O

H 2 SO 4 + Na 2 S \u003d H 2 S + Na 2 SO 4

Na 2 CO 3 + 2HCl \u003d 2NaCl + H 2 O + CO 2

K 2 SO 3 + 2HNO 3 \u003d 2KNO 3 + H 2 O + SO 2

Ca(OH) 2 + 2NH 4 Cl \u003d CaCl 2 + 2NH 3 + H 2 O

- se formează o substanță cu disociere scăzută (mai des apă, poate acid acetic)

Cu(OH) 2 + 2HNO 3 = Cu(NO 3) 2 + 2H 2 O

Reacția de schimb dintre un acid și un alcalin, în urma căreia se formează sare și apă, se numește reacție de neutralizare:

H 2 SO 4 + 2NaOH \u003d Na 2 SO 4 + H 2 O

II. Prin modificarea stărilor de oxidare ale elementelor chimice care formează substanţe

1. Reacții care au loc fără modificarea stărilor de oxidare ale elementelor chimice

a) Reacții de combinare și descompunere, dacă nu există substanțe simple:

Li 2 O + H 2 O \u003d 2LiOH

2Fe(OH)3 t → Fe2O3 + 3H2O

b) în chimie organică:

Reacții de esterificare:

2. Reacții care apar cu modificarea gradului de oxidare a elementelor chimice

a) Reacții de substituție, precum și compuși și descompuneri, dacă există substanțe simple:

Mg 0 + H 2 +1 SO 4 \u003d Mg + 2 SO 4 + H 2 0

2Ca 0 + O 2 0 \u003d 2Ca +2 O -2

C-4H4+1 t → C0 + 2H20

b) în chimie organică:

De exemplu, reacția de reducere a aldehidelor:

CH 3 C + 1 H \u003d O + H 2 0 t, Ni → CH3C-1 H2+1 OH

III. Prin efect termic

1. Exoterme - reacții care merg odată cu eliberarea de energie -

Aproape toate reacțiile compuse:

C + O 2 \u003d CO 2 + Q

O exceptie:

Sinteza oxidului nitric (II):

N 2 + O 2 \u003d 2NO - Q

Hidrogen gazos cu iod solid:

H 2 (g) + I 2 (tv) \u003d 2HI - Q

2. Endotermic - reactii care au loc cu absorbtia energiei -

Aproape toate reacțiile de descompunere:

CaCO 3 t → CaO + CO 2 - Q

IV. După starea de agregare a reactanţilor

1. Reacții eterogene - merg între substanțe în diferite stări agregate (faze)

CaC 2 (tv) + 2H 2 O (l) \u003d C 2 H 2 + Ca (OH) 2 (soluție)

2. Reacții omogene care apar între substanțe aflate în aceeași stare de agregare

H2 (g) + F2 (g) = 2HF (g)

V. Conform participării catalizatorului

1. Reacții necatalitice - fără participarea unui catalizator

C 2 H 4 + 3O 2 \u003d 2CO 2 + 2H 2 O

2. Reacții catalitice care au loc cu participarea unui catalizator

2H2O2 MnO2 → 2H2O+O2

VI. Către

1. Reacții ireversibile - se desfășoară în condiții date într-o direcție până la capăt

Toate reacțiile de ardere și reacțiile reversibile cu formarea unui precipitat, a unui gaz sau a unei substanțe cu disociere scăzută

4P + 5O 2 \u003d 2P 2 O 5

2. Reacții reversibile - se desfășoară în condiții date în două direcții opuse

Cele mai multe dintre aceste reacții sunt.

În chimia organică, semnul reversibilității se reflectă în denumirile: hidrogenare - dehidrogenare, hidratare - deshidratare, polimerizare - depolimerizare, precum și esterificare - hidroliză și altele.

HCOOH + CH 3 OH ↔ HCOOH 3 + H 2 O

VII. Conform mecanismului de curgere

1. Reacții radicale (mecanismul radicalilor liberi) - merg între radicalii și moleculele formate în timpul reacției.

Interacțiunea hidrocarburilor saturate cu halogenii:

CH4 + CI2 lumina → CH3CI + HCI

2. Reacții ionice - merg între ionii prezenți sau formați în timpul reacției

Reacțiile ionice tipice sunt reacțiile în soluții de electroliți, precum și interacțiunea hidrocarburilor nesaturate cu apa și halogenuri de hidrogen:

CH 2 \u003d CH 2 + HCl → CH 2 Cl-CH 3

SARCINI DIFFICILE DE UTILIZARE ÎN CHIMIE

După cum au arătat rezultatele examenului de repetiție la chimie, cele mai dificile sarcini au fost cele care vizează testarea cunoștințelor proprietăților chimice ale substanțelor.

Aceste sarcini includ sarcina

C3 - "Lant de substante organice",

C2 - „Reacții între substanțele anorganice și soluțiile acestora”.

La rezolvarea sarcinii C3 „Lanțul de substanțe organice”, elevul trebuie să scrie cinci ecuații ale reacțiilor chimice, dintre care una este redox.

Luați în considerare compilarea uneia dintre aceste ecuații redox:

CH 3 CHO X 1

Pentru a scrie o ecuație pentru o reacție redox care implică substanțe organice, trebuie să învățați cum să determinați gradul de oxidare într-o substanță organică prin formula sa structurală. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți legătura chimică, să știți ce este electronegativitatea.

Formula structurală ajută la estimarea deplasării electronilor pentru fiecare dintre legături. Deci atomul de carbon al grupării metil (–CH 3) va deplasa electronul de-a lungul fiecărei legături către el însuși. Astfel, starea de oxidare a carbonului grupării metil va fi (-3). Atomul de carbon al grupării carbonil (CO) va da 2 electroni atomului de oxigen, dar compensează parțial deficitul acceptând 1 electron de la atomul de hidrogen. Prin urmare, starea sa de oxidare va fi +1:

În produsul de reacție, starea de oxidare a carbonului grupării metil nu se va schimba. Gruparea carbonil a atomilor se va transforma intr-o grupare carboxil cu hidrogen substituit cu sodiu, datorita mediului alcalin (-COONa). Atomul de carbon al grupării carboxil va deplasa doi electroni către oxigenul carbonil și un electron către oxigenul grupării hidroxil substituite. Astfel, starea de oxidare a atomului de carbon al grupării carboxil va fi egală cu (+3)

Prin urmare, o moleculă etanală donează 2 electroni:

C +1 -2e \u003d C +3

Să luăm acum în considerare procesele care au loc cu permanganatul de sodiu. Rețineți că permanganatul de sodiu este dat în schemă, nu permanganatul de potasiu. Proprietățile permanganatului de sodiu ar trebui să fie similare cu cele ale permanganatului de potasiu, care, în funcție de aciditatea mediului, este capabil să producă diferite produse:

Deoarece în cazul nostru permanganatul de sodiu este utilizat într-un mediu alcalin, produsul de reacție va fi un ion manganat - MnO 4 2-.

Să determinăm gradul de oxidare a ionului de mangan în permanganatul de potasiu NaMnO 4 folosind regula egalității numărului de sarcini pozitive și negative din unitatea structurală neutră a substanței. Patru oxigeni fiecare (-2) vor da opt sarcini negative, deoarece starea de oxidare a potasiului este +1, atunci manganul va avea +7:

Na +1 Mn +704-2

După ce am scris formula manganatului de sodiu Na 2 MnO 4, determinăm starea de oxidare a manganului:

Na2+1Mn+6O4-2

Astfel, manganul a acceptat un electron:

Ecuațiile rezultate ne permit să determinăm factorii din fața formulelor din ecuația reacției chimice, care se numesc coeficienți:

C +1 -2e \u003d C +3 1

Mn +7 +1e=Mn +6 2

Ecuația reacției va lua următoarea formă:

2NaMnO4 +CH3CHO+3NaOH=CH3COONa+2Na2MnO4+2H2O

Sarcina C2 cere participantului USE să cunoască proprietățile diferitelor proprietăți ale substanțelor anorganice asociate cu apariția atât a reacțiilor redox între substanțe care sunt atât în ​​aceeași, cât și în stări diferite de agregare, cât și a reacțiilor de schimb care au loc în soluții. Astfel de proprietăți pot fi unele proprietăți individuale ale substanțelor simple și ale compușilor acestora, de exemplu, reacția litiului sau magneziului cu azotul:

2Li + 3N 2 \u003d 2Li 3 N

2Mg + N 2 \u003d Mg 2 N 2

arderea magneziului în dioxid de carbon:

2Mg+CO 2 \u003d 2MgO+C

O dificultate deosebită pentru studenți este cauzată de cazurile complexe de interacțiune a soluțiilor de substanțe de săruri supuse hidrolizei. Deci, pentru interacțiunea unei soluții de sulfat de magneziu cu carbonat de sodiu, puteți scrie până la trei ecuații ale proceselor posibile:

MgSO 4 + Na 2 CO 3 \u003d MgCO 3 + Na 2 SO 4

2MgSO 4 + 2Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d (MgOH) 2 CO 3  + 2Na 2 SO 4 + CO 2

2MgSO 4 +2Na 2 CO 3 +2H 2 O \u003d 2Mg (OH) 2  + 2Na 2 SO 4 + 2CO 2

În mod tradițional, este dificil de scris ecuații care implică compuși complecși. Deci soluțiile de hidroxizi amfoteri într-un exces de alcali au toate proprietățile alcalinelor. Ele sunt capabile să reacționeze cu acizi și oxizi acizi:

Na + HCl \u003d NaCl + Al (OH) 3  + H 2 O

Na + 2HCl \u003d NaCl + Al (OH) 2 Cl + 2H 2 O

Na + 3HCl \u003d NaCl + Al (OH) Cl 2 + 3H 2 O

Na + 4HCl \u003d NaCl + AlCl 3 + 4H 2 O

Na + CO 2 \u003d NaHCO 3 + Al (OH) 3 

2Na + CO 2 \u003d Na 2 CO 3 + 2Al (OH) 3  + H 2 O

Soluțiile de sare care au o reacție acidă a mediului, datorită hidrolizei, sunt capabile să dizolve metalele active, de exemplu, magneziu sau zinc:

Mg + MgCl 2 + 2H 2 O \u003d 2MgOHCI + H 2

La examen, este recomandabil să rețineți proprietățile oxidante ale sărurilor ferice:

2FeCl 3 + Cu \u003d CuCl 2 + 2FeCl 2

Cunoașterea complecșilor de amoniac poate fi utilă:

CuSO 4 + 4NH 3 \u003d SO 4

AgCl + 2NH 3 \u003d Cl

În mod tradițional, provoacă dificultăți asociate cu manifestarea proprietăților de bază ale soluției de amoniac. Ca rezultat, pot apărea reacții de schimb în soluții apoase:

MgCl 2 + 2NH 3 + 2H 2 O \u003d Mg (OH) 2 + 2NH 4 Cl

În concluzie, prezentăm o serie de ecuații ale reacțiilor chimice pe care participanții la examenul de chimie trebuie să le cunoască:

CHIMIE GENERALĂ

Acizi. Fundamente. Sare. Oxizi.

Oxizii acizi(cu excepția SiO2) reacționează cu apa ca oxid amfoter pentru a forma acizi:

P 2 O 5 + 3H 2 O \u003d 2H 3 PO 4

SO 3 + H 2 O \u003d H 2 SO 4

Pentru obtinerea acid azotic oxidul nitric de azot (IV) trebuie oxidat, de exemplu, cu oxigenul atmosferic:

4NO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4HNO 3

metoda de laborator producerea de acid clorhidric: acid sulfuric concentrat se adaugă la clorură de sodiu solidă:

NaCl + H2SO4 \u003d NaHSO4 + HCl

Pentru primind bromură de hidrogen din bromură de sodiu, acidul sulfuric concentrat nu este adecvat, deoarece bromura de hidrogen eliberată va fi contaminată cu vapori de brom. Puteți utiliza acid fosforic concentrat:

NaBr + H3P04 = NaH2P04 + HBr

Acizii reacţionează cu metalele într-o serie de tensiuni până la hidrogen:

Fe + 2 HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Și oxizii lor:

Fe 2 O 3 + 6HCl \u003d 2FeCl 3 + 3H 2 O

Acordați atenție valenței elementelor de tranziție în săruri.

Metalele alcaline și alcalino-pământoase interacționează cu apa:

K + H 2 O \u003d KOH + ½ H 2

În condiții de exces de acid, se pot forma și săruri acide:

2H 3 PO 4 + 2Na \u003d 2NaH 2 PO 4 + H 2

Acizii organici prezintă, de asemenea, proprietăți acide:

2CH 3 COOH + 2Na \u003d 2CH 3 COONa + H 2

CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Hidroxizii complecși reacționează cu acizii formând săruri și apă:

Na + HCl \u003d AlCl 3 + 4H 2 O + NaCl

LiOH + HNO 3 \u003d LiNO 3 + H 2 O

Acizii polibazici în reacție cu hidroxizi pot forma săruri acide:

H3RO4 + KOH = KN 2 RO 4 + H 2 O

Produsul de reacție al amoniacului cu acidul fosforic poate fi, de asemenea, o sare acidă:

NH 3 + H 3 PO 4 \u003d NH 4 H 2 PO 4

Să acordăm atenție proprietăților bazelor, interacțiunii lor cu acizii:

2H 3 RO 4 + ZCa (OH) 2 \u003d Ca 3 (RO 4) 2 ¯ + 6H 2 O

cu oxizi acizi:

Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3  + H 2 O

2Ca(OH) 2 + CO 2 \u003d (CaOH) 2 CO 3 + H 2 O

Reacția hidroxizilor cu oxizii acizi poate duce și la săruri acide:

KOH + CO2 = KHCO3

Oxizii bazici reacţionează cu oxizii amfoteri:

CaO + H2O \u003d Ca (OH) 2

Sărurile medii din apă reacționează cu oxizii acizi pentru a forma săruri acide:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O \u003d Ca (HCO 3) 2

Acizii mai puternici îi înlocuiesc pe cei mai slabi din sărurile lor:

CH 3 COONH 4 + HCl \u003d CH 3 COOH + NH 4 Cl

K 2 CO 3 + H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + H 2 O + CO 2

Acizii în prezența acidului sulfuric reacţionează cu alcoolii pentru a forma esteri:

CH 3 COOH + C 2 H 5 OH \u003d CH 3 COOC 2 H 5 + H 2 O

O bază mai puternică o înlocuiește pe una mai slabă din sărurile sale:

AlCI3 + 3NaOH = Al(OH)3 + 3NaCl

MgCl 2 + KOH \u003d MgOHCl + KCl

NH 4 C1 + NaOH \u003d NaCl + NH 3 + H 2 O

Pentru a obține de la sarea principală pentru a obține sarea de mijloc, trebuie să acționați cu acid:

MgOHCl + HCl \u003d MgCl2 + H2O

Hidroxizii metalelor (cu excepția metalelor alcaline) se descompun atunci când sunt încălziți în formă solidă la oxizi:

2Al(OH) 3 \u003d Al 2 O 3 + 3H 2 O

2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O

Bicarbonații, când sunt încălziți, se descompun în carbonați:

2KHCO 3 \u003d K 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Nitrații se descompun de obicei în oxizi (observați creșterea stării de oxidare a unui element de tranziție într-o stare intermediară de oxidare):

2Fe (NO 3) 2 \u003d Fe 2 O 3 + 4NO 2 + 0,5O 2

2Fe(NO 3) 3  Fe 2 O 3 + 6NO 2 + 1,5 O 2

2Cu (NO 3) 2 \u003d 2CuO + 4NO 2 + O 2

Nitrații de metale alcaline se descompun în nitriți:

NaNO 3 \u003d NaNO 2 + ½ O 2

Carbonații metalici (cu excepția celor alcaline) se descompun în oxizi:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

Când compilați ecuații pentru reacțiile de schimb ionic, utilizați tabelul de solubilitate:

K 2 SO 4 + BaCl 2 \u003d BaSO 4  + 2KCl

C1 + AgNO 3 = NO 3 + AgCl

Electroliză

Electroliza sărurilor topite:

2KCl \u003d 2K + Cl 2

Electroliza soluțiilor de săruri metalice din seria de tensiune după hidrogen:

2HgSO 4 + 2H 2 O \u003d 2Hg + O 2 + 2H 2 SO 4

1) la catod: Hg 2+ + 2e = hg°

2) la anod: 2H 2 O - 4e = O2 + 4H+

Electroliza soluției de sulfat de sodiu

1) la catod: 2H 2 O + 2e \u003d H 2 + 2OH -

2) la anod: 2H 2 O - 4e \u003d O 2 + 4H +

3) Compilat ecuația generală a electrolizei:

2H 2 O \u003d 2H 2 + O 2

la hidrogen:

CaI 2 + 2H 2 O \u003d H 2 + I 2 + Ca (OH) 2

1) la catod: 2H 2 O + 2e \u003d 2OH + H 2

2) la anod: 2I - - 2e = I 2

Comparați proprietățile unui singur element și ale anionilor care conțin oxigen.

Reacții chimice posibile în timpul electrolizei sulfatului de crom (III):

1) Cr 3+ + e = Cr 2+

2) Cr 2+ + 2e \u003d Cr °

3) Cr 3+ + 3 e= Cr°

4) 2H ++ 2e \u003d H 2

Electroliza soluțiilor apoase de săruri ale acizilor carboxilici:

2CH 3 COONa + 2H 2 O \u003d CH 3 CH 3 + 2CO 2 + H 2 + 2NaOH

Hidroliză

Exemplu de hidroliză reciprocă a sărurilor:

A1 2 (SO 4) 3 + 3K 2 CO 3 + 3H 2 O \u003d 2A1 (OH) 3 + 3CO 2 + 3K 2 SO 4

Amfoter

Hidroxizii amfoteri se dizolvă în soluții apoase de alcalii:

A1(OH)3 + 3KOH = K3

A1(OH)3 + KOH = K

reacționează cu alcalii solide în timpul fuziunii:

Al(OH)3 + KOH KAlO2 + 2H2O

Metalele amfotere reacţionează cu soluţii apoase de alcalii:

Al + NaOH + 3H2O \u003d Na + 3/2 H2

Produsul de fuziune a hidroxidului amfoter cu alcalii se descompune ușor de apă:

KAlO 2 + 2H 2 O \u003d KOH + Al (OH) 3 

Hidroxizii complecși reacţionează cu acizii:

K + HCl \u003d KCl + Al (OH) 3  + H 2 O

Conexiuni binare

Cum să primiți:

CaO + 3C \u003d CaC 2 + CO

Compușii binari reacţionează cu acizii:

Al 2 S 3 + 3H 2 SO 4: \u003d Al 2 (SO 4) 3 + 3H 2 S

Mg 3 N 2 + 8HNO 3 \u003d Mg (NO 3) 2 + 2NH 4 NO 3

A1 4 C 3 + 12H 2 O \u003d 4A1 (OH) 3 + ZSN 4

PCl 3 + H 2 O \u003d 3H 3 PO 3 + 3HCl

CHIMIE ANORGANICĂ

Azot

Acidul azotic este un agent oxidant puternic:

oxidează nemetale:

ZR + 5HNO3 + 2H2O = H 3 RO 4 + 5NO

P+5HNO3 = H3P04 + 5NO2 + H2O

Cu + 4HNO 3 \u003d Cu (NO 3) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O

4Mg + 10HNO 3 \u003d 4Mg (NO 3) 2 + N 2 O + 5H 2 O

oxizi ai metalelor de tranziție în stări intermediare de oxidare:

3Cu 2 O + 14HNO 3 \u003d 6Cu (NO 3) 2 + 2NO + 7H 2 O (este posibilă eliberarea de NO 2)

oxizii de azot prezintă, de asemenea, proprietăți oxidante:

5N 2 O + 2P \u003d 5N, + P 2 O

dar în ceea ce privește oxigenul sunt agenți reducători:

2NO + O 2 \u003d 2NO 2

Azotul reacționează cu unele substanțe simple:

N 2 + 3H 2 \u003d 2NH 3

3Mg + N2 = Mg3N2

Halogeni

prezintă de obicei proprietăți oxidante:

PH 3 + 4Br 2 + 4H 2 O \u003d H 3 RO 4 + 8HBr

2P + 5Cl2 = 2PCl5

2P + 3PCl5 = 5PCl3

PH 3 + 4Br 2 + 4H 2 O \u003d H 3 PO 4 + 8HBr

CI2 + H2 \u003d 2HCl

2HCl + F 2 \u003d 2HF + Cl 2

2NH3 + 3Br2 = N2 + 6HBr

Halogenii în soluții alcaline sunt disproporționați la temperatura camerei:

Cl 2 + 2KOH \u003d KCl + H 2 O + KClO

si cand este incalzit:

Cl 2 + 6KOH \u003d 5KCl + KClO 3 + 3H 2 O

Proprietăți oxidante ale permanganatului de potasiu:

5H 3 RO 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 \u003d K 2 SO 4 + 2MnSO 4 + 5H 3 RO 4 + ZN 2 O

2NH 3 + 2KMnO 4 \u003d N 2 + 2MnO 2 + 2KOH + 2H 2 O

Sulf

reactioneaza cu substante simple:

3S + 2A1 = A1 2 S 3

oxidul de sulf (IV) poate fi oxidat în continuare cu oxigen:

2SO 2 + O 2 \u003d 2SO 3

2SO 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 2H 2 SO 4

și acționează ca un agent de oxidare:

SO 2 + 2H 2 S \u003d 3S + 2H 2 O

Acidul sulfuric concentrat prezintă proprietăți oxidante:

Cu + H 2 SO 4 \u003d CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O

4Mg + 5H 2 SO 4 \u003d 4MgSO 4 + H 2 S + 4H 2 O

Fosfor

primind fosfor:

Ca 3 (P0 4) 2 + 5C + 3SiO 2 \u003d 3CaSiO 3 + 5CO + 2P

Metalele

reacționează cu halogenii:

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

Aluminiul fără peliculă de oxid se dizolvă în apă:

Al (fără peliculă de oxid) + H 2 O \u003d Al (OH) 3 + 3/2 H 2

metode de obtinere a metalelor:

Fe 2 O 3 + CO \u003d 2FeO + CO 2

FeO + CO \u003d Fe + CO 2

CuO + H 2 \u003d Cu + H 2 O

Hidroxidul de fier (II) poate fi ușor oxidat cu peroxid de hidrogen:

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

arderea piritei:

2FeS 2 + O 2 = Fe 2 O 3 + 4SO 2

CHIMIE ORGANICA

Arderea materiei organice

2C 10 H 22 + 31O 2 \u003d 20CO 2 + 22H 2 O

Alcani

Metode de obținere a alcanilor din substanțe simple:

C + 2H2 = CH4

fuziunea sărurilor de metale alcaline cu alcalii:

CH 3 SOOK + KOH  CH 4 + K 2 CO 3

Proprietățile chimice ale alcanilor - oxidarea industrială a metanului:

CH 4 + O 2 \u003d CH 2 O + H 2 O

Interacțiunea alcanilor cu halogenii:

C2H6 + CI2C2H5CI + Hcl

Izomerizarea alcanilor:

haloalcani

Reacția cu soluții alcoolice de alcalii:

DIN 6 H 5 -SNVg-SN 3 + KOH C 6 H 5 CH=CH 2 + KVg + N 2 DESPRE

cu soluții apoase de alcalii:

C 6 H 5 -CHBg-CH 3 + KOH (apos)  C 6 H 5 -CHOH-CH 3 + KBr

C 6 H 5 Br + KOH  C 6 H 5 OH + KBr

Conform regulii lui Zaitsev, hidrogenul este separat de atomul cel mai puțin hidrogenat

Alchinele pot fi obținute din dihaloalcani:

Reacția Wurtz:

Alchenele

Adăugați hidrogen:

adăugarea de halogeni:

adăugați halogenuri de hidrogen:

adaugă apă:

CH 2 \u003d CH 2 + H 2 O  CH 3 CH 2 OH

Cu o soluție apoasă de permanganat de potasiu fără încălzire, ei formează glicoli (alcooli dihidroxilici)

ZS 6 H 5 CH \u003d CH 2 + 2KMnO 4 + 4H 2 O  ZC 6 H 5 CH (OH) -CH 2 OH + MnO 2  + 2KOH

Alchinele

procedeu industrial de producere a acetilenei

2CH 4  C 2 H 2 + ZN 2

metoda cu carbură pentru producerea acetilenei:

CaC 2 + 2H 2 O \u003d Ca (OH) 2 + C 2 H 2

Reacția Kucherov - aldehida poate fi obținută numai din acetilenă:

C2H2 + H20CH3CHO

Reacția alchinelor cu o legătură triplă terminală cu o soluție de amoniac de oxid de argint:

2CH 3 -CH 2 -CCH + Ag 2O 2CH 3 -CH 2 -CCAg + H 2O

utilizarea produselor obținute în sinteza organică:

CH3-CH2-CCAg + C2H5Br  CH3-CH2-CC-C2H5 + AgBr

Benzenul și derivații săi

Obținerea benzenului din alchene:

din acetilena:

3C2H2C6H6

Nitrarea benzenului și a derivaților săi în prezența acidului sulfuric

C 6 H 6 + HNO 3  C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O

gruparea carboxil este un orientant de al doilea fel

Reacția benzenului și a derivaților săi cu halogenii:

C6H6 + CI2C6H5CI + HCI

C 6 H 5 C 2 H 5 + Br 2 C 6 H 5 -SNVg-CH 3 + HBr

haloalcani:

C 6 H 6 + C 2 H 5 C1 C 6 H 5 C 2 H 5 + HC1

alchene:

C 6 H 6 + CH 2 \u003d CH-CH 3  C 6 H 5 -CH (CH 3) 2

Oxidarea benzenului cu permanganat de potasiu în prezența acidului sulfuric la încălzire:

5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 = 5C 6 H 5 -COOH + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 + 14H 2 O

Alcoolii

Metodă industrială de producere a metanolului:

CO + 2H2 = CH30H

la încălzire cu acid sulfuric, în funcție de condiții, se pot forma eteri:

2C2H5OH C2H5OS2H5 + H2O

sau alchene:

2C2H5OH CH2 \u003d CH2 + H2O

alcoolii reactioneaza cu metalele alcaline:

C 2 H 5 OH + Na  C 2 H 5 ONa + ½ H 2

cu halogenuri de hidrogen:

CH 3 CH 2 OH + Hcl  CH 3 CH 2 Cl + H 2 O

cu oxid de cupru (II):

CH 3 CH 2 OH + СuO  CH 3 CHO + Cu + H 2 O

acidul mai puternic îi înlocuiește pe cei mai slabi din sărurile lor:

C 2 H 5 ONa + HCl  C 2 H 5 OH + NaCl

când un amestec de alcooli cu acid sulfuric este încălzit, se formează eteri nesimetrici:

Aldehide

Ele formează o oglindă de argint cu o soluție de amoniac de oxid de argint:

CH3CHO + Ag2O CH3COONH4 + 2Ag

reacționează cu hidroxidul de cupru (II) proaspăt precipitat:

CH 3 CHO + 2Cu(OH) 2  CH 3 COOH + 2CuOH + H 2 O

poate fi redus la alcool:

CH 3 CHO + H 2  CH 3 CH 2 OH

oxidat cu permanganat de potasiu:

ZSN 3 CHO + 2KMnO 4  2CH 3 COOK + CH 3 COOH + 2MnO 2 + H 2O

Amine

poate fi obținut prin reducerea compușilor nitro în prezența unui catalizator:

C 6 H 5 -NO 2 + 3H 2 \u003d C 6 H 5 -NH 2 + 2H 2 O

reactioneaza cu acizii

C 6 H 5 -NH 2 + HC1 \u003d C1

Statistica susține fără milă că nici măcar fiecare „elev excelent” din școală nu reușește să treacă examenul la chimie cu un scor mare. Sunt cazuri când nu au depășit limita inferioară și chiar au „refuzat” examenul. De ce? Care sunt trucurile și secretele pregătirii corecte pentru certificarea finală? Ce 20% din cunoștințele de la examen sunt mai importante decât restul? Să ne dăm seama. Mai întâi - cu chimie anorganică, câteva zile mai târziu - cu organic.

1. Cunoașterea formulelor substanțelor și a denumirilor acestora

2. Aplicarea regulii de opoziție a proprietăților

Chiar și fără a cunoaște detaliile anumitor interacțiuni chimice, multe sarcini ale părții A și ale părții B pot fi efectuate cu precizie, cunoscând doar această regulă: substanțe care interacționează cu proprietăți opuse, adică acide (oxizi și hidroxizi) - cu cele bazice, iar, invers, bazice - cu cele acide. Amfoter - cu atât acid, cât și bazic.

Se formează numai nemetale acid oxizi si hidroxizi.
Metalele sunt mai diverse în acest sens și totul depinde de activitatea și starea lor de oxidare. De exemplu, în crom, după cum se știe, în starea de oxidare +2 - proprietățile oxidului și hidroxidului sunt bazice, în +3 - amfoter, în +6 - acid. Este mereu amfoter beriliu, aluminiu, zinc și, prin urmare, oxizii și hidroxizii acestora. Doar de bază oxizi și hidroxizi - în metale alcaline, alcalino-pământoase, precum și în magneziu și cupru.

De asemenea, regula proprietăților opuse poate fi aplicată sărurilor acide și bazice: cu siguranță nu vă veți înșela dacă observați că o sare acidă va reacționa cu un alcali, iar una bazică cu un acid.

3. Cunoașterea seriei „deplasare”.

• Seria de deplasare a metalelor: un metal într-o serie de activități La stânga se deplasează din soluţie sare doar metalul care se află în dreapta lui: Fe + CuSO4 \u003d Cu + FeSO4
• Seria de deplasare a acizilor: numai un acid mai puternic se va deplasa din soluţie săruri ale altui acid, mai puțin puternic (volatil, precipitant). Majoritatea acizilor fac față și sărurilor insolubile: Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2 + H2O
• Seria de deplasare a nemetalelor: un nemetal mai puternic (în principal halogeni) îl va înlocui pe unul mai slab de soluţie săruri: Cl2 + 2 NaBr = Br2 + 2 NaCl

Partea C a examenului de chimie începe cu sarcina C1, care implică compilarea unei reacții redox (care conține deja o parte din reactivi și produse). Este formulat astfel:

C1. Folosind metoda echilibrului electronic, scrieți o ecuație pentru reacție. Determinați agentul oxidant și agentul reducător.

Adesea, solicitanții cred că această sarcină nu necesită o pregătire specială. Cu toate acestea, conține capcane care vă împiedică să obțineți un scor complet pentru el. Să vedem la ce să fim atenți.

Informații teoretice.

Permanganat de potasiu ca agent oxidant.

+ agenți reducători
într-un mediu acid	într-un mediu neutru	într-un mediu alcalin
(sarea acidului implicat în reacție)		Manganat sau, -

Dicromat și cromat ca agenți de oxidare.

(mediu acid și neutru), (mediu alcalin) + agenți reducători se dovedește întotdeauna
mediu acid	mediu neutru	mediu alcalin
Sărurile acelor acizi care participă la reacție:		în soluție sau topitură

Creșterea stărilor de oxidare ale cromului și manganului.

Acid azotic cu metale.

- nu se eliberează hidrogen, se formează produse de reducere a azotului.

Acid sulfuric cu metale.

- diluat acidul sulfuric reacționează ca un acid mineral obișnuit cu metalele la stânga în seria de tensiune, în timp ce se eliberează hidrogen;
- când reacţionează cu metalele concentrat acid sulfuric nu se eliberează hidrogen, se formează produse de reducere a sulfului.

Disproporționare.

Reacții de disproporționare sunt reacţii în care la fel elementul este atât un agent oxidant, cât și un agent reducător, atât crescând cât și coborând starea sa de oxidare:

Disproporție de nemetale - sulf, fosfor, halogeni (cu excepția fluorului).

Disproporție de oxid nitric (IV) și săruri.

Activitatea metalelor și a nemetalelor.

Pentru analizarea activității metalelor se utilizează fie seria electrochimică a tensiunilor metalice, fie poziția lor în Tabelul Periodic. Cu cât metalul este mai activ, cu atât va dona mai ușor electroni și cu atât va fi mai bine ca agent reducător în reacțiile redox.

Seria electrochimică de tensiuni ale metalelor.

Caracteristici ale comportamentului unor agenți oxidanți și reducători.

a) sărurile și acizii clorului care conțin oxigen în reacțiile cu agenți reducători se transformă de obicei în cloruri:

b) dacă substanțele participă la reacția în care același element are o stare de oxidare negativă și pozitivă, acestea apar în starea de oxidare zero (se eliberează o substanță simplă).

Aptitudini necesare.

1. Aranjarea stărilor de oxidare.
   Trebuie amintit că gradul de oxidare este ipotetic sarcina unui atom (adică condiționat, imaginar), dar nu ar trebui să depășească bunul simț. Poate fi întreg, fracționar sau zero.

   Exercitiul 1: Aranjați stările de oxidare ale substanțelor:

2. Aranjarea stărilor de oxidare în substanţele organice.
   Amintiți-vă că ne interesează doar stările de oxidare ale acelor atomi de carbon care își schimbă mediul în procesul redox, în timp ce sarcina totală a atomului de carbon și a mediului său non-carbon este luată ca 0.

   Sarcina 2: Determinați starea de oxidare a atomilor de carbon înconjurați împreună cu mediul non-carbon:

   2-metilbuten-2: - =

   acetonă:

   acid acetic: -

3. Nu uitați să vă puneți întrebarea principală: cine donează electroni în această reacție și cine îi acceptă și în ce se transformă ei? Pentru ca electronii să nu ajungă de nicăieri sau să zboare spre nicăieri nu funcționează.

   Exemplu:

   În această reacție, trebuie să vedem că iodură de potasiu poate fi numai agent reducător, deci nitritul de potasiu va accepta electroni, coborând gradul său de oxidare.
   Mai mult, în aceste condiții (soluție diluată) azotul trece de la cea mai apropiată stare de oxidare.

4. Întocmirea unei balanțe electronice este mai dificilă dacă unitatea de formulă a unei substanțe conține mai mulți atomi ai unui agent oxidant sau reducător.
   În acest caz, acest lucru trebuie luat în considerare în semireacție prin calcularea numărului de electroni.
   Cea mai frecventă problemă este cu dicromatul de potasiu, când intră în rolul unui agent oxidant:

   Acesti doi nu pot fi uitati cand sunati, pentru ca ele indică numărul de atomi de un anumit tip din ecuație.

   Sarcina 3: Ce coeficient trebuie pus înainte și înainte

   
   

   Sarcina 4: Ce coeficient din ecuația de reacție va sta în fața magneziului?

5. Determinați în ce mediu (acid, neutru sau alcalin) are loc reacția.
   Acest lucru se poate face fie despre produsele de reducere a manganului și cromului, fie prin tipul de compuși care au fost obținuți în partea dreaptă a reacției: de exemplu, dacă în produsele pe care le vedem acid, oxid acid- înseamnă că acesta nu este cu siguranță un mediu alcalin, iar dacă hidroxidul de metal precipită, cu siguranță nu este acid. Și, bineînțeles, dacă în partea stângă vedem sulfați de metal, iar în dreapta - nimic ca compușii de sulf - aparent, reacția se desfășoară în prezența acidului sulfuric.

   Sarcina 5: Determinați mediul și substanțele din fiecare reacție:

6. Amintiți-vă că apa este un călător liber, poate atât să participe la o reacție, cât și să se formeze.

   Sarcina 6:Pe ce parte a reacției va fi apa? La ce va merge zincul?

   Sarcina 7: Oxidarea moale și dură a alchenelor.
   Adăugați și egalizați reacțiile, după plasarea stărilor de oxidare în molecule organice:

   (soluție rece)

   (soluție apoasă)

7. Uneori, un produs de reacție poate fi determinat doar prin compilarea unui echilibru electronic și înțelegerea ce particule avem mai multe:

   Sarcina 8:Ce alte produse vor fi disponibile? Adăugați și egalizați reacția:

8. Care sunt reactanții din reacție?
   Dacă schemele pe care le-am învățat nu dau un răspuns la această întrebare, atunci trebuie să analizăm ce agent oxidant și agent reducător sunt puternici sau nu foarte puternici în reacție?
   Dacă agentul de oxidare este de rezistență medie, este puțin probabil ca acesta să poată oxida, de exemplu, sulful de la până, de obicei oxidarea merge până la.
   În schimb, dacă este un agent reducător puternic și poate recupera sulful de la până la , atunci numai până la .

   Sarcina 9: În ce se va transforma sulful? Adăugați și egalizați reacțiile:

   (conc.)

9. Verificați dacă în reacție există atât un agent oxidant, cât și un agent reducător.

   Sarcina 10: Câte alte produse sunt în această reacție și care?

10. Dacă ambele substanțe pot prezenta atât proprietățile unui agent reducător, cât și ale unui agent oxidant, este necesar să se ia în considerare care dintre ele Mai mult oxidant activ. Apoi al doilea va fi restauratorul.

    Sarcina 11: Care dintre acești halogeni este agentul oxidant și care este agentul reducător?

11. Dacă unul dintre reactanți este un agent oxidant tipic sau un agent reducător, atunci cel de-al doilea își va „face voia”, fie donând electroni agentului de oxidare, fie acceptându-i de la agentul reducător.

    Peroxidul de hidrogen este o substanță cu natură duală, în rolul unui agent oxidant (care îi este mai caracteristic) trece în apă, iar ca agent reducător - trece în oxigenul gazos liber.

    Sarcina 12: Ce rol joacă peroxidul de hidrogen în fiecare reacție?

Secvența de aranjare a coeficienților în ecuație.

Mai întâi notați coeficienții obținuți din balanța electronică.
Amintiți-vă că le puteți dubla sau reduce numaiîmpreună. Dacă vreo substanță acționează atât ca mediu, cât și ca agent oxidant (reductor), aceasta va trebui egalată ulterior, când aproape toți coeficienții sunt aranjați.
Hidrogenul este egalizat penultima și verificăm doar oxigenul!

Fă-ți timp numărând atomii de oxigen! Nu uitați să înmulțiți mai degrabă decât să adăugați indici și coeficienți.
Numărul de atomi de oxigen din stânga și din dreapta trebuie să convergă!
Dacă acest lucru nu se întâmplă (cu condiția să le numeri corect), atunci există o greșeală undeva.

Posibile greșeli.

1. Aranjarea stărilor de oxidare: verificați cu atenție fiecare substanță.
   Adesea greșit în următoarele cazuri:

   a) stări de oxidare în compușii cu hidrogen ai nemetalelor: fosfină - stare de oxidare a fosforului - negativ;
   b) în substanţe organice - se verifică din nou dacă se ţine cont de întregul mediu al atomului;
   c) amoniac si saruri de amoniu - contin azot mereu are o stare de oxidare;
   d) săruri de oxigen și acizi ai clorului - în ele clorul poate avea o stare de oxidare;
   e) peroxizi și superoxizi - în ei, oxigenul nu are o stare de oxidare, se întâmplă și în - chiar;
   f) oxizi dubli: - în ei, metalele au două diferite stări de oxidare, de obicei doar una dintre ele este implicată în transferul de electroni.

   Sarcina 14: Adăugați și egalizați:

   Sarcina 15: Adăugați și egalizați:

2. Alegerea produselor fără a ține cont de transferul de electroni - adică, de exemplu, în reacție există doar un agent de oxidare fără un agent reducător, sau invers.

   Exemplu: clorul liber este adesea pierdut într-o reacție. Se pare că electronii au ajuns la mangan din spațiul cosmic...

3. Produse incorecte din punct de vedere chimic: nu se poate obține o substanță care interacționează cu mediul!

   a) în mediu acid nu se pot obţine oxid metalic, bază, amoniac;
   b) în mediu alcalin nu se va obţine acid sau oxid acid;
   c) într-o soluţie apoasă nu se formează un oxid, darămite un metal care reacţionează violent cu apa.

   Sarcina 16: Găsiți în reacții eronat produse, explicați de ce nu pot fi obținute în aceste condiții:

Răspunsuri și soluții la sarcini cu explicații.

Exercitiul 1:

Sarcina 2:

2-metilbuten-2: - =

acetonă:

acid acetic: -

Sarcina 3:

Deoarece există 2 atomi de crom în molecula de dicromat, ei donează de 2 ori mai mulți electroni - adică. 6.

Sarcina 4:

Deoarece într-o moleculă doi atomi de azot, acest deuce trebuie luat in considerare in balanta electronica - i.e. înainte de magneziu ar trebui să fie coeficient .

Sarcina 5:

Dacă mediul este alcalin, atunci va exista fosfor sub formă de sare- fosfat de potasiu.

Dacă mediul este acid, atunci fosfina se transformă în acid fosforic.

Sarcina 6:

Din moment ce zincul este amfoter metal, în soluție alcalină se formează hidroxocomplex. Ca urmare a dispunerii coeficienților, rezultă că apa trebuie să fie prezentă în partea stângă a reacției:

Sarcina 7:

Electronii cedează doi atomiîntr-o moleculă de alchenă. Prin urmare, trebuie să luăm în considerare general numărul de electroni donați de întreaga moleculă:

(soluție rece)

Vă rugăm să rețineți că din 10 ioni de potasiu, 9 sunt distribuiți între două săruri, astfel încât alcalii se vor dovedi unul singur moleculă.

Sarcina 8:

În procesul bilanţului, vedem asta 2 ioni au 3 ioni sulfat. Aceasta înseamnă că, pe lângă sulfatul de potasiu, altul acid sulfuric(2 molecule).

Sarcina 9:

(permanganatul nu este un agent oxidant foarte puternic în soluție; rețineți că apa treceîn timpul ajustării la dreapta!)

(conc.)
(acidul azotic concentrat este un agent oxidant foarte puternic)

Sarcina 10:

Nu uita asta manganul acceptă electroni, în care clorul ar trebui să le dea departe.
Clorul este eliberat sub formă de substanță simplă.

Sarcina 11:

Cu cât este mai mare nemetalul în subgrup, cu atât mai mult agent oxidant activ, adică Clorul este agentul de oxidare în această reacție. Iodul trece în cea mai stabilă stare de oxidare pozitivă pentru el, formând acid iod.

Sarcina 12:

(peroxidul este un agent oxidant, deoarece agentul reducător este )

(peroxidul este un agent reducător, deoarece agentul de oxidare este permanganatul de potasiu)

(peroxidul este un agent oxidant, deoarece rolul unui agent reducător este mai caracteristic nitritului de potasiu, care tinde să se transforme în nitrat)

Sarcina totală a unei particule în superoxid de potasiu este . Prin urmare, el nu poate decât să dea.