Конспект урока для учащихся 11 класса по химии по теме "Классификация химических реакций"

Химия              11 класс Урок №25 Классификация химических реакций Старый портфель: Химические реакции ­   это явления, в результате которых из одних веществ образуются другие. Химическая формула  – это условная запись состава вещества с помощью химических знаков и индексов. Индекс  в   химической   формуле   –   цифра,   записываемая   снизу   слева   от   символа химического элемента, показывающая число атомов данного элемента. Коэффициент  – число перед химической формулой, показывающее количество молекул или других частиц этого вещества. Простые вещества – вещества, образованные атомами одного вида. Сложные вещества – вещества, образованные атомами разного вида. Аллотропия   –  явление   существования   химического   элемента   в   виде   двух   или   более простых веществ. Изомеры  – это вещества, имеющие одинаковый состав, но разное строение и, поэтому, разные свойства. Степень   окисления  предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна. Количество   теплоты,   которое   выделяется   или   поглощается   в   результате   химической реакции, называется тепловым эффектом реакции. Радикалы – частицы с неспаренными электронами. Ионы – заряженные частицы, в которые превращаются атомы или молекулы в результате отдачи или присоединения электронов. Новый портфель: Химические реакции ­  это процессы, в результате которых из одних веществ образуются другие, отличающиеся от них по составу и (или) строению. ­   это   условный   заряд   атома   в   молекуле,   вычисленный   в Химические реакции Реакции, идущие без изменения состава Реакции, идущие с изменением состава вещества вещества Классификация химических реакций, идущих без изменения состава вещества Процессы получения аллотропных модификаций одного химического С (графит)   С (алмаз) элемента ↔ Реакции изомеризации (переход (миграция) отдельных атомов или групп атомов от одного участка молекулы к другому без изменения ее качественного и количественного состава) 1. Изомеризация углеродного скелета                                                                            to, AlCl3 СН3­СН2­СН2­СН2­СН3     СН→ 3­СН­СН2­СН3 н­пентан  →                                       СН3     2­метилбутан (изобутан) 2. Перемещение функциональных групп (изомеризация галогеналканов (реакция Фаворского))                                                          250oC СН3­СН2­СН2­Br   ↔ СН3­СН2­СН3                  1­ бромпропан                                                                          Br                                                                     2­ бромпропан   3. Изменение положения кратных связей (изомеризация алкинов (реакция Фаворского))                                             КОН, спирт ≡  СН                    бутин­1                                            бутин­2  2 ­ СН3          С ­ СН       СН 3 ­ С  ≡ ↔  С – СН 3 4. Перераспределение кратных связей (реакция Фаворского)                                            КОН, to СН   ­ СН3        С ­ СН ≡       ↔ СН2  = С = СН ­ СН3                       CH3                                     CH3         3­метилбутин­1                       3­метилбутадиен­1,2  5. Изменение природы функциональной группы           О                               О                          200о, Al2O3      || Н2С           СН2                     HC – CH3        этиленоксид                           уксусный альдегид 6. Прочие реакции изомеризации 6.1.Получение мочевины (карбамида) из цианата аммония (реакция Вёлера)                                                        O                                                   60oC            ǁ NH4OCN       H→ 2N­C­NH2 6.2.Изомеризация оптических изомеров и другие Классификация химических реакций, идущих с изменением состава вещества По числу и составу исходных и образующихся веществ По изменению степени окисления атомов элементов По тепловому эффекту По обратимости процесса По наличию катализатора По фазе                                                               протекания                       По механизму               По виду энергии, инициирующей            реакцию Классификация химических реакций по фазе определение соединения В реакциях соединения из нескольких исходных веществ образуется одно сложное вещество Реакции разложения приводят к распаду одного исходного сложного вещества на несколько продуктов. исходные вещества Два или более простых или сложных вещества Одно сложное вещество продукты реакции Одно сложное вещество Два или более простых или сложных вещества Реакциями обмена называют взаимодействие между двумя сложными веществами, при котором они обмениваются атомами или группами атомов. Два сложных вещества Два новых сложных вещества Реакции замещения – это реакции между простым и сложным веществами, протекающие с образованием двух новых веществ – простого и сложного. В неорганической химии  ­ два вещества: простое и сложное, в органической химии может быть как простое и сложное, так и два сложных вещества, но с условием сохранения углеродного скелета В неорганической химии ­ два новых вещества: простое и сложное, в органической химии – два сложных вещества, но с условием сохранения углеродного скелета В неорганической химии А + ВС = АС + В В органической химии Гомогенные  Гетерогенные  Реакции, в которых реагирующие вещества и продукты   реакции   находятся   в   одном агрегатном состоянии (в одной фазе) Реакции, в которых реагирующие вещества и продукты   реакции   находятся   в   разных агрегатных состояниях (в разных фазах)  → ZnCl2 (р­р) + H2↑ Типы химических реакций по числу и составу исходных и образующихся веществ H2 (г) + F2 (г) = 2HF (г) Zn (тв.) + 2HCl (р­р)  разложения замещения обмена схема реакции пример реакции А + В = С С = А + В может быть как А + ВС = АС + В,  так и  АВ + СД = АД + СВ C + O2   CO→ 2↑ 2CO + O2 → 2CO2↑ CO2 + H2O ↔ H2CO3 → 4NO2 + 2H2O + O2   4HNO 3 nCH2=CH2 → (­CH2­CH2­)n 2H2O  2Н2О2   +↑  2→ H2 O2↑  2→ H2О + O2↑ Cu(OH)2   → CuO + K2MnO4 + MnO2 + H2O 2KMnO4 → O2↑ C2H5OH   →  CH→ 2=CH2 + H2O АВ + СД = АД + СВ 2C + Fe3O4   2→ CO2↑ + 3Fe  → ZnCl2 + Zn + 2HCl  H2↑ → Fe + CuSO4  + Cu  FeSO 4 Условия протекания реакций обмена в растворах электролитов до конца (правило Бертолле): 1. Если образуется осадок 2NaOH + CuSO4 → Na2SO4 + Cu(OH)2↓ 2. Если образуется газ Na2CO3 + 2HNO3 → 2NaNO3 + H2CO3 H2CO3   → H2O + CO2↑ 3. Если образуется вода NaOH + HCl  H2O  → NaCl + Классификация химических реакций по тепловому эффекту экзотермические эндотермические реакции, идущие с выделением теплоты           реакции, идущие с поглощением теплоты             С(тв) + 2H2(г) = CH4(г) + Q               CaCO3(ТВ) = CaO(ТВ) + CO2(г) – Q Классификация химических реакций по изменению степени окисления идущие без изменения                               окислительно­восстановительные    степени окисления           элементов) +2  ­2       +1  ­2 CaO + H2O  0 = S+4O2  S→ +4         4   1   окисление      +2  ­2 +1                 Ca(OH) (идущие   с   изменением   степени   окисления → 2 ­2 S0 + O2 S0 ­ 4e­       Восстановитель 0 + 4 e­  O2  2О→ ­2   4  1    восстановление        Окислитель  Классификация химических реакций по механизму протекания радикальные Идут с участием образующихся в ходе ионные Идут между уже имеющимися или образующимися в ходе реакции ионами СH3­Cl + NaOH   CH→ 3OH + NaCl   реакции радикалов 1 2 3 Хлорирование метана Классификация химических реакций по виду энергии, инициирующей реакцию фотохимические радиационные электрохимически термохимические Инициирует энергия света Инициируются излучениями большой энергии – рентгеновскими е Инициирует электрический ток Инициирует тепловая энергия Фотосинтез, Получение озона в тропосфере → NO2  О2 + О   NO + O  О→ 3 лучами, ядерными излучениями Взаимодействие бензола с водой под действием радиоактивных излучений С6Н6 + 2[∙ОН] →  С→ 6Н5ОН + Н2О Электролиз  расплава NaCl   Cl→ 2 Анод 2Cl— ­2e—  Катод    2Na+ +   2e— → 2Na0 2Na+ + 2Cl—  2Na0 + Cl2  → 0 0  СО→ 2 + Q С + О2  2HgO 2→ Hg + O2 ­ Q Памятка: Как определить степень окисления углерода в органическом веществе Для того, чтобы его использовать, нужно нарисовать сначала структурную формулу органического вещества: Метод стрелок Под   черточками   между   символами   элементов   понимают   их   общие   электронные   пары, которые между одинаковыми атомами можно считать распределенными поровну, а между разными   –   смещенными   к   одному   из   атомов,   обладающему   большей электроотрицательностью.   Н   и   О   наибольшую   Среди   трех   элементов   С, элетроотрицательность   имеет   кислород,   затем   углерод,   а   самое   малое   значение электроотрицательности   у   водорода.   Поэтому,   если   показать   стрелочкой   смешение электронов   в   сторону   более   электроотрицательных   атомов,   мы   получим   следующую картинку: Как можно заметить, между атомами углерода мы не стали рисовать стрелку, оставив обычную черточку, поскольку считается, что общая электронная пара между двумя атомами углерода практически не смещена ни к одному из них. Будет интерпретировать последний рисунок следующим образом: каждый атом, из которого стрелка исходит, «теряет» один электрон, а каждый атом, в который стрелка входит, «принимает» электрон. При этом помним, что заряд электрона отрицателен и равен -1. Таким образом, первому атому углерода достается от трех атомов водорода по одному электрону (три входящих стрелки), в результате чего он приобретает условный заряд, т.е. степень окисления, равную -3, а каждый атома водорода — +1 (по одной исходящей стрелке). Второму атому углерода достается от «верхнего» атома водорода один электрон (стрелка от H к С), и еще один электрон атом углерода «теряет», передавая его атому кислорода (стрелка от С к О). Таким образом, в атом углерода «входит» один электрон и один из него «выходит». Поэтому степень окисления второго атома углерода равна 0, как в отдельном атоме. К атому кислорода направлены две стрелки, значит, он имеет степень окисления, равную -2, а от всех атомов водорода исходит по одной стрелке. То есть степень окисления всех атомов водорода равна +1. В последний атом углерода входит одна стрелка от Н и исходит две стрелки к О, таким образом, «входит» один электрон и «выходят» два. Значит, степень окисления равна +1. Нужно отметить, что на самом деле оба описанных метода весьма условны, как, собственно, и условно само понятие «степень окисления» в случае органических веществ. Тем не менее, в рамках школьной программы данные методы вполне справедливы и, главное, позволяют использовать их при расстановке коэффициентов в реакциях ОВР с органическими веществами. Домашнее задание: 1. Изучить §11 2. Письменно выполнить упражнение 6 с.118