Все специфические реакции в неорганической химии для егэ - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

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

По характеру процесса

Соединения

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

4Na + O₂ = 2Na₂O

P₂O₅ + 3H₂O = 2H₃PO₄

Разложения

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

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + 2O₂

Сa(OH)₂ = CaO + H₂O

Замещения

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

CuSO₄ + Fe = FeSO₄ + Cu

2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂

Обмена

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

2KOH + MgCl₂ = Mg(OH)₂↓ + 2KCl

AgF + NaCl = AgCl↓ + NaF

Реакция нейтрализации — реакция обмена между основанием и кислотой, в ходе которой получаются соль и вода:

KOH + H₂SO₄ = K₂SO₄ + H₂O

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР)

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

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

KMnO₄ + HCl → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

K₂SO₃ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → K₂SO₄
+ Cr₂(SO₄)₃ + H₂O

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

KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

KClO₃ → KCl + O₂

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

KOH + Cl₂ → (t) KCl + KClO₃ + H₂O

KOH + Cl₂ → KCl + KClO + H₂O

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

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

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

Обратимые и необратимые реакции

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

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

N₂ + 3H₂ ⇆ 2NH₃

CH₃COOH + C₂H₅OH ⇆ CH₃COOC₂H₅ + H₂O

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

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

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

Примеры необратимых реакций:

BaCl₂ + H₂SO₄ = BaSO₄↓ + 2HCl (выпадает осадок)

NaOH + HCl = NaCl + H₂O (образуется вода)

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

Реакции и агрегатное состояние фаз

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

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

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

Zn_(тв.) + 2HCl_(р-р.) = ZnCl_2(р-р.) + H₂_(газ.)↑

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

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

NaOH_(р-р.) + CH₃COOH_(р-р.) = CH₃COONa_(р-р.) + H₂O_(р-р.)

Реакции и их тепловой эффект

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

Экзотермические реакции

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

2Mg + O₂ = 2MgO + Q

Большинство реакций нейтрализации относятся к экзотермическим:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O + 56 кДж

К экзотермическим реакциям часто относятся реакции горения, соединения.

4NH₃ + 5O₂ = 4NO + 6H₂O + Q

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

N₂ + O₂ ⇄ 2NO — Q

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

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

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂; ΔH < 0 (это значит, что тепло выделяется — реакция экзотермическая)

Эндотермические реакции

Эндотермические реакции (греч. ἔνδον — внутри) — химические реакции, сопровождающиеся поглощением тепла, в результате которых образуются
вещества с более высоким энергетическим уровнем (их внутренняя энергия увеличивается).

К таким реакциям наиболее часто относятся реакции разложения. При написании эндотермических реакций в конце ставят «-Q», либо указывают точное
количество поглощенной энергии. Примеры таких реакций:

2HgO = Hg + O₂ — Q

CaCO₃ = CaO + CO₂↑ — Q

С целью «запутывания» может быть дана энтальпия, она при таких реакциях всегда: ΔH > 0, так как внутренняя
энергия веществ увеличивается. Например:

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

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

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

Источник

Главная
Теория ЕГЭ
Химия — теория ЕГЭ
Неорганические реакции в ЕГЭ по химии

Неорганические реакции в ЕГЭ по химии

20.01.2020

Сборник неорганических реакций из реальных заданий ЕГЭ прошлых лет (по химии).

Собрано более 100 реакций, а также правильных ответов к ним.

Ценность в том, что задания взяты именно из реальных кимов ЕГЭ.

Другая теория по химии для ЕГЭ

Смотреть в PDF:

Или прямо сейчас: cкачать в pdf файле.

Сохранить ссылку:

Комментарии (0)
Добавить комментарий

Добавить комментарий

Комментарии без регистрации. Несодержательные сообщения удаляются.

Имя (обязательное)

E-Mail

Подписаться на уведомления о новых комментариях

Отправить

Источник

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.

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:

1. Реакции, протекающие без изменения состава веществ (A → B)

К таким реакциям в неорганической химии можно отнести аллотропные переходы простых веществ из одной модификации в другую:

S_{ромбическая}→ S_{моноклинная}.

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):

CH₃-CH₂-CH₂-CH₃ → CH₃-CH(CH₃)-CH₃.

2. Реакции, протекающие с изменением состава

Реакции соединения (A + B + … → D) — это такие реакции, в которых из двух и более веществ образуется одно новое сложное вещество. В неорганической химии к реакция соединения относятся реакции горения простых веществ, взаимодействие основных оксидов с кислотными и др. В органической химии такие реакции называются реакциями присоединения. Реакции присоединения — это такие реакции, в ходе которых к рассматриваемой органической молекуле присоединяется другая молекула. К реакциям присоединения относятся реакции гидрирования (взаимодействие с водородом), гидратации (присоединение воды), гидрогалогенирования (присоединение галогеноводорода), полимеризация (присоединение молекул друг к другу с образованием длинной цепочки) и др.

Например, гидратация :

CH₂=CH₂ + H₂O → CH₃-CH₂-OH

Реакции разложения (A → B + C + …) — это такие реакции, в ходе которых из одной сложной молекулы образуется несколько менее сложных или простых веществ. При этом могут образовываться как простые, так и сложные вещества.

Например, при разложении пероксида водорода:

2H₂O₂ → 2H₂O + O₂.

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:

C₃H₈ → C₃H₆ + H₂

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):

C₄H₁₀ → C₂H₄ + C₂H₆

Реакции замещения — это такие реакции, в ходе которых атомы или группы атомов одного вещества замещаются на атомы или группы атомов другого вещества. В неорганической химии эти реакции происходят по схеме:

AB + C = AC + B.

Например, более активные галогены вытесняют менее активные из соединений. Взаимодействие йодида калия с хлором:

2KI + Cl₂ → 2KCl + I₂.

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:

Na₂CO₃ + SiO₂ → Na₂SiO₃ + CO₂

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:

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

По числу частиц и составу продуктов взаимодействия эта реакция больше похожа на реакцию обмена. Тем не менее, по механизму такая реакция является реакцией замещения.

Реакции обмена — это такие реакции, в ходе которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями:

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 — взаимодействие уксусной кислоты с щелочью:

CH₃-CООH + KOH = CH₃-CООК + H₂O

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.

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) — это реакции, в ходе которых степени окисления веществ изменяются. При этом происходит обмен электронами.

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:

CH₃-CH₂-OH + CuO → CH₃-CH=O + H₂O + Cu

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:

CH₃-CH=O + H₂ → CH₃-CH₂-OH

Протолитические реакции и реакции обмена — это такие реакции, в ходе которые степени окисления атомов не изменяются.

Например, нейтрализация едкого натра азотной кислотой:

NaOH + HNO₃ = H₂O + NaNO₃

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:

CaCO₃→ CaO + CO₂– Q

Также эндотермическими являются:

реакции гидролиза;
реакции, идущие только при нагревании;
реакции, протекающие только при очень высоких температурах или под действием электрического разряда.

Например, превращение кислорода в озон:

3O₂ = 2O₃— Q

В органической химии с поглощением теплоты идут реакции разложения. Например, крекинг пентана:

C₅H₁₂ → C₃H₆ + C₂H₆– Q

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.

Гомогенные реакции — это такие реакции, в которых реагирующие вещества и продукты находятся в одной фазе, и столкновение реагирующих частиц происходит во всем объеме реакционной смеси. К гомогенным реакциям относят взаимодействия жидкость-жидкость и газ-газ.

Например, окисление сернистого газа:

2SO_2(г) + O_2(г) = 2SO_3(г)

Гетерогенные реакции — это реакции, в которых реагирующие вещества и продукты находятся в разных фазах. При этом столкновение реагирующих частиц происходит только на границе соприкосновения фаз. К таким реакциям относятся взаимодействия газ-жидкость, газ-твердая фаза, твердая-твердая, и твердая фаза — жидкость.

Например, взаимодействие углекислого газа и гидроксида кальция:

CO_2(г) + Ca(OH)_2(р-р) = CaCO_3(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:

CH_4(г) + H2O_(г) = CO_(г) + 3H_2(г)

Таким образом, паровая конверсия метана — гомогенная реакция.

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.

Каталитические реакции — это реакции, которые идут с участием катализаторов.
Например, разложение бертолетовой соли: 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂.
Некаталитические реакции — это реакции, которые идут без участия катализатора.
Например, горение этана: 2C₂H₆ + 5O₂ = 2CO₂ + 6H₂O.

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.е. 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.д.

Необратимые реакции — это реакции, которые протекают преимущественно в одном направлении, т.е. 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.

111

Создан на
11 января, 2022 От Admin

Классификация химических реакций

Тренажер задания 17 ЕГЭ по химии

1 / 10

Из предложенного перечня выберите две реакции, которые относят к реакциям замещения.

1) взаимодействие оксида натрия с водой

2) взаимодействие оксида меди(II) с соляной кислотой

3) взаимодействие оксида серы(IV) с кислородом

4) взаимодействие оксида меди(II) с алюминием

5) взаимодействие калия с водой

2 / 10

Из предложенного перечня выберите две реакции, которые относят к реакциям обмена.

1) взаимодействие силиката натрия с серной кислотой

2) взаимодействие хлорида меди(II) с цинком

3) взаимодействие оксида цинка с оксидом калия

4) взаимодействие цинка с серной кислотой

5) взаимодействие гидроксида меди(II) с серной кислотой

3 / 10

Из предложенного перечня выберите два типа реакций, к которым можно отнести взаимодействие пропилена с водородом.

1) гидрирования

2) присоединения

3) замещения

4) гидратации

5) изомеризации

4 / 10

Из предложенного перечня выберите два типа реакций, к которым можно отнести горение ацетилена в кислороде.

1) соединения

2) окислительно-восстановительная

3) эндотермическая

4) экзотермическая

5) гетерогенная

5 / 10

Из предложенного перечня выберите два вещества, реакция разложения которых является окислительно-восстановительной.

1) NН₄NО₂

2) Fе(ОН)₃

3) NaHCO₃

4) АgNО₃

5) Н₂SiO₃

6 / 10

Из предложенного перечня выберите два типа реакций, к которым можно отнести взаимодействие карбоната кальция с соляной кислотой.

1) ионного обмена

2) окислительно-восстановительная

3) гетерогенная

4) каталитическая

5) обратимая

7 / 10

Из предложенного перечня выберите две реакции, которые относят к реакциям соединения.

1) взаимодействие аммиака с серной кислотой

2) взаимодействие хлорида аммония с нитратом серебра

3) взаимодействие аммиака с оксидом меди(II)

4) взаимодействие оксида кальция с оксидом углерода(IV)

5) взаимодействие оксида меди(II) с серной кислотой

8 / 10

Из предложенного перечня выберите два типа реакций, к которым можно отнести взаимодействие раствора карбоната натрия с серной кислотой.

1) окислительно-восстановительная

2) гомогенная

3) каталитическая

4) ионного обмена

5) обратимая

9 / 10

Из предложенного перечня выберите все типы реакций, к которым можно отнести взаимодействие раствора
гидроксида натрия с соляной кислотой.

1) экзотермическая

2) гомогенная

3) соединения

4) замещения

5) окислительно-восстановительная

10 / 10

Из предложенного перечня выберите все окислительно-восстановительные реакции разложения.

1) (CuOH)₂CO₃ → CuO + CO₂ + H₂O

2) PCl₅ → PCl₃ + Cl₂

3) CO + 2H₂ → CH₃OH

4) (NH₄)₂CO₃ → NH₃ + H₂O + CO₂

5) Fe(NO₃)₃ → Fe₂O₃ + NO₂ + O₂

Ваша оценка

The average score is 43%

Источник

Материал по химии

Какие реакции нужно знать, чтобы решить ЕГЭ по химии?
1) Взаимодействие металлов с кислородом
2) Взаимодействие металлов с водой
3) Амфотерные металлы
4) Амфотерные оксиды и гидроксиды
5) Комплексные соли
6) Амфотерные соли
7) Углерод на ЕГЭ
Азот на ЕГЭ
9) Фосфор на ЕГЭ
10) Сера на ЕГЭ
11) Замещение неметаллов
12) Взаимодействие неметаллов с другими неметаллами
13) Медь и её соединения
14) Серебро и его соединения
15) Хром и его соединения
16) Железо и его соединения
17) Соединения марганца
18) Неметаллы с щелочами
19) Кислотные оксиды с щелочами
20) Гидриды, фосфиды, нитриды, сульфиды, карбиды
21) Гидролиз бинарных соединений с ковалентной полярной связью
22) Взаимный гидролиз

В данном материале мы рассмотрим только те реакции неорганической химии, что выходят за пределы свойств классов (солей, кислот, оксидов, оснований) и часто встречаются в 8 задании. В материале Вы познакомитесь с самыми популярными реакциями, которые встречаются на экзамене.

Какие реакции нужно знать, чтобы решить ЕГЭ по химии?

1) Взаимодействие металлов с кислородом

Натрий, как и другие щелочные металлы (кроме лития), а также барий, при взаимодействии с кислородом образуют пероксиды или надпероксиды:

2Na + O₂ = Na₂O₂

Причем, для натрия более характерен пероксид, а для калия – надпероксид:

K + O₂ = KO₂

Пероксиды реагируют с холодной и горячей водой по-разному: с холодной водой происходит реакция обмена:

Na₂O₂+ 2H₂O = 2NaOH + H₂O₂

В горячей воде происходит окислительно-восстановительная реакция:
2Na₂O₂+ H₂O = 4NaOH + O₂↑

2) Взаимодействие металлов с водой

Основные продукты при взаимодействии металлов с водой можно представить в виде следующей схемы:

Задание 8 ЕГЭ по химии

Активные металлы, такие как натрий, калий, кальций, легко реагируют с водой, вытесняя водород. Реакции относятся к экзотермическим (проходят с выделением большого количества тепла), натрий и калий так активно реагируют с водой, что при контакте происходит их возгорание.

2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑

Магний и алюминий тоже образуют гидроксиды, но для реакции необходимо нагревание. Алюминий берут в виде амальгамы.

Mg + 2H₂O = Mg(OH)₂ + H₂↑

Металлы средней активности требуют нагревания для взаимодействия с водой, при этом образуется оксид, а не гидроксид:

Zn + H₂O = ZnO + H₂↑

Железо при взаимодействии с водой образует окалину (смесь оксида железа II и оксида железа III):

3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂

На влажном воздухе железо превращается в бурый гидроксид железа III:

2Fe + 3H₂O + 3O₂ = 2Fe(OH)₃

Задание в формате ЕГЭ с ответом:

K + H₂O →
K₂O + H₂O →
K + O₂ →
K₂O₂ + H₂Oхолод. →

KOH
K₂O
KOH + H₂O₂
KOH + H₂
KO₂

Пример задания из КИМ ЕГЭ:

Ba + O₂ →
BaO + H₂O →
Ba + H₂O →
BaO₂ + H₂O (горяч.) →

Ba(OH) ₂ + O₂
BaO₂
Ba(OH) ₂
BaO
Ba(OH) ₂ + H₂

От активности металла зависит продукт реакции

3) Амфотерные металлы

Алюминий, цинк и бериллий отличаются от других металлов тем, что могут вступать во взаимодействие с концентрированными растворами щелочей, понятие «амфотерные металлы» использовано для облегчения поиска, такое понятие не совсем верно.

2Al + 2NaOH + 6H₂O = 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂

Zn + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Zn(OH)₄] + H₂

Be + 2NaOH + 2H₂O = Na₂[Be(OH)₄] + H₂

4) Амфотерные оксиды и гидроксиды

Амфотерные оксиды и гидроксиды реагируют с концентрированными растворами щелочей, причем продукт зависит от агрегатного состояния исходной щелочи: если она твердая, то применяют сплавление и образуется средняя соль, если же щелочь дана в растворенном виде, то образуется комплексная соль. Эти различия очень часто встречаются в задании 8 на ЕГЭ по химии!

При сплавлении:

Al₂O₃ + 2NaOH = 2NaAlO₂ + H₂O↑

Al(OH)₃ + NaOH = NaAlO₂ + 2H₂O↑

При растворении в концентрированной щелочи:

BeO + 2KOH + H₂O = K₂[Be(OH)₄]

Be(OH)₂ + 2KOH = K₂[Be(OH)₄]

Можно брать любую щелочь и любой амфотерный оксид или гидроксид.

Амфотерные оксиды, при сплавлении с солями, вытесняют летучие кислотные оксиды:

Na₂CO₃ + Al₂O₃ = 2NaAlO₂ + CO₂↑

K₂SO₃ + ZnO = K₂ZnO₂ + SO₂↑

Задание по образцу ФИПИ:

Be + KOH р-р →
BeO + KOH р-р →
BeO + KOH тв. →
Be(OH) ₂ + KOH тв. →

K₂ [Be(OH) ₄] + H₂O
K₂ [Be(OH) ₄] + H₂
K₂O + Be(OH) ₂
K₂ [Be(OH) ₄]
K₂BeO₂ + H₂O

5) Комплексные соли

Комплексные соли разлагаются при нагревании с потерей воды:

Na[Al(OH)₄] = NaAlO₂ + 2H₂O

K₂[Zn(OH)₄] = K₂ZnO₂ + 2H₂O

Комплексные соли реагируют с сильными кислотами в двух вариантах (при избытке и при недостатке кислоты):

Na[Al(OH)₄] + HCl = NaCl + H₂O + Al(OH)₃↓ (при недостатке кислоты)

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

Комплексные соли реагируют со слабыми кислотами и летучими кислотными оксидами, получаемые сульфиды, карбонаты, сульфиты алюминия неустойчивы, поэтому вместо них записывают гидроксид амфотерного металла:

2Na[Al(OH)₄] + H₂S = Na₂S + 2Al(OH)₃ + 2H₂O (при недостатке сероводородной кислоты)

Na[Al(OH)₄] + H₂S = NaHS + Al(OH)₃ + H₂O (при избытке сероводородной кислоты)

2Na[Al(OH)₄] + CO₂ = Na₂CO₃ + 2Al(OH)₃ + H₂O (при недостатке углекислого газа)

Na[Al(OH)₄] + CO₂ = NaHCO₃ + Al(OH)₃ (в условиях избытка углекислого газа)

Попробуйте решить задание ЕГЭ:

Na₂ [Zn(OH) ₄] нагревание →
Na₂ [Zn(OH) ₄] + H₂S изб. →
Na₂ [Zn(OH) ₄] + H₂S нед. →
NaOH тв. + Zn(OH) ₂ →

NaHS + ZnS + H₂O
Na₂S + Zn(OH) ₂ + H₂O
Na₂ZnO₂ + H₂O
Na₂S + Zn + H₂O
Na₂ZnO₂ + H₂

6) Амфотерные соли

Термин «амфотерные соли» некорректен, однако за последний месяц было более четырех тысяч запросов с таким сочетанием слов, под амфотерными солями школьник понимает соли, в анионе которого стоит амфотерный металл, а также комплексные соли, описанные выше. На самом деле, соли в которых амфотерный металл принадлежит аниону следует относить к самым обычным средним солям. Рассмотрим свойства некоторых из них, например, цинката натрия (Na₂ZnO₂) и алюмината калия (KAlO₂).

Реагируют с сильными кислотами:

Na₂ZnO₂ + 4HCl = 2NaCl + ZnCl₂ + 2H₂O

2KAlO₂ + 4H₂SO₄ = K₂SO₄ + Al₂(SO₄)₃ + 4H₂O

Б) Растворяются в воде с образованием соответствующей комплексной соли:

KAlO₂ + 2H₂O = K[Al(OH)₄]

Также под амфотерными солями школьники подразумевают соли, содержащие в катионе металл в третьей валентности (что тоже является неверным, это средние соли) или цинк и бериллий, такие соли могут по-разному реагировать с растворами щелочей, например:

AlCl₃ + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH)₃ (недостаток щелочи, разбавленный раствор щелочи)

AlCl₃ + 4NaOH = NaCl + Na[Al(OH)₄] (избыток щелочи, концентрированный раствор щелочи)

Na₂BeO₂ + H₂SO₄ →
Na₂ [Be(OH) ₄] + H₂SO₄ изб. →
Na₂ [Be(OH) ₄] + H₂SO₄ нед. →
Na₂BeO₂ + H₂O →

Na₂SO₄ + BeSO₄ + H₂O
Na₂SO₄ + Be(OH) ₂
Na₂SO₄ + Be(OH) ₂ + H₂O
Na₂ [Be(OH) ₄]
NaOH + BeSO₄ + H₂O

AlCl₃ + KOH разб. →
AlCl₃ + K₂CO₃ р-р →
AlCl₃ + KOH конц. →
Al₂O₃ + K₂CO₃ тв. →

Al(OH) ₃ + KCl
KCl + KAlO₂ + H₂O
KAlO₂ + CO₂
K[Al(OH) ₄] + KCl
Al(OH) ₃ + KCl + CO₂

Ba(OH) ₂ нед. + AlCl₃ →
Ba(OH) ₂ изб. + AlCl₃ →
Ba(AlO₂)₂ + HCl →
Ba[Al(OH) ₄]₂ + HCl изб. →

Ba(OH) ₂ + AlCl₃ + H₂O
BaCl₂ + Ba[Al(OH) ₄]₂
BaCl₂ + AlCl₃ + H₂O
BaCl₂ + Al(OH) ₃ + H₂O
BaCl₂ + Al(OH) ₃

7) Углерод на ЕГЭ

В задании 8 часто встречаются гидрокарбонаты, рассмотрим их важнейшие свойства на примере гидрокарбоната кальция.

Гидрокарбонаты, как и другие кислые соли, при взаимодействии с щелочами, оксидами, солями, кислотами и при нагревании часто превращаются в средние соли.

Разложение при нагревании:

Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O

Взаимодействие с щелочами:

Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃ + 2H₂O

Ca(HCO₃)₂ + 2NaOH → CaCO₃ + Na₂CO₃ + 2H₂O

Взаимодействие с кислотами:

Ca(HCO₃)₂ + 2HCl → CaCl₂ + 2CO₂ + 2H₂O

Реакция с карбонатами. Эти реакции идут с образованием кислых солей, необходимый для их образования водород поступает из воды, поэтому составители используют такие обозначения как CO₂ р-р или CaCO₃ влажн., реакция идет по следующей схеме:

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

Углекислый газ

Восстановление углерода активными металлами и углеродом:

CO₂ + 2Mg → 2MgO + C

CO₂ + C → 2CO

Реакции с монооксидом углерода:

CO или угарный газ – хороший восстановитель, реагирует с окислителями:

CO + CuO = CO₂ + Cu

CO + Cl₂ = COCl₂

CO + Br₂ = COBr₂

2CO + O₂ = 2CO₂

Монооксид углерода проявляет и окислительные свойства:

СO + H₂ = CH₃OH

Вступает в реакции без изменения степени окисления:

CO + NaOHтв. = HCOONa (при сплавлении)

KHCO₃ + Ca(OH) ₂ →
Mg(HCO₃)₂ + H₂CrO₄ →
MgCO₃ + H₂CrO₄ →
Ca(HCO₃)₂ + KOH →

Cr₂O₃ + MgCO₃ + H₂O
KOH + Ca(HCO₃)₂
CaCO₃ + K₂CO₃ + H₂O
MgCrO₄ + H₂O + CO₂
CaO + K₂CO₃ + H₂O

Mg + CO₂ →
MgO + CO₂ →
Mg(HCO₃)₂ + NaOH →
MgCl₂ + Na₂CO₃ →

MgO + C
MgCO₃
Mg + CO
MgCO₃ + Na₂CO₃ + H₂O
MgCO₃ + NaCl

Азот на ЕГЭ

Очень популярной в заданиях ЕГЭ по химии является азотная кислота, в отличие от обычных кислот, в качестве окислителя выступает не протон водорода, а азот в высшей степени окисления.

В общем, схему реакции кислоты с металлами можно представить в следующем виде:

HNO₃ + Me → Me^+x(NO₃)_x + H₂O + особый продукт

Особые продукты зависят от характера металла, приведем из в виде таблицы:

Таблица – свойства азотной кислоты

Реагент	HNO₃концентрированная	HNO₃ разбавленная
Активные металлы (металлы IA и IIА-группы в таблице Менделеева)	N₂O (редко NO)	NH₄NO₃ (редко N2 или NH3)
Неактивные металлы Cu, Ag, Hg	NO₂	NO
Cr, Al, Fe	На холоде реакция не идёт в следствие пассивации, При нагревании образуется NO₂, а металл приобретает степень окисления +3	NO (редко N2, N2O)
Металлы средней активности (все остальные металлы, например, Zn, Ni, Co)	NO₂	NO (редко N₂, N₂O)
Au, Pt	Реакция не идет	Реакция не идет

Примеры реакций металлов с азотной кислотой:

4HNO₃ разб. + Al = Al(NO₃)₃ + NO + 2H₂O (при любой температуре)

6HNO₃ конц. + Al = Al(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O (реакция идет только при нагревании)

10HNO₃ разб. + 4Mg = 4Mg(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + 3H₂O

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

C другими восстановителями азотные кислоты ведут себя аналогичным образом: у концентрированной продуктом является NO₂, а у разбавленной – NO:

FeO + 4HNO₃ конц. = Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

3FeO + 10HNO₃ разб. = 3Fe(NO₃)₃ + NO + 5H₂O

Азотная кислота реагирует и с неметаллами, например, с серой и углеродом:

6HNO₃ конц. + S = H₂SO₄ + 6NO₂ + 2H₂O

4HNO₃ конц. + С = CO₂ + 4NO₂ + 2H₂O

CuO + HNO₃ конц. →
CuO + HNO₃ разб. →
Cu + HNO₃ конц. →
Cu + HNO₃ разб. →

Cu(NO₃)₂ + H₂O + NO₂
CuO + NO₂ + O₂
Cu(NO₃)₂ + H₂O
Cu(NO₃)₂ + H₂O + NO
CuNO₃ + H₂O + NO

FeO + HNO₃ конц. →
Fe + HNO₃ конц. tºC →
Fe(NO₃)₂ + HNO₃ конц. →
FeO + HNO₃ разб. →

Fe(NO₃)₂ + H₂O + NO₂
Fe(NO₃)₃ + H₂O + NO₂
Fe(NO₃)₂ + H₂O + NO
Fe(NO₃)₃ + H₂O + NO
Fe(NO₃)₂ + H₂O

9) Фосфор на ЕГЭ

Фосфор выступает в роли окислителя и восстановителя в реакции с щелочами:

4P + 3NaOH + 3H₂O → 3NaH₂PO₂ + PH₃↑

Это одна из самых популярных окислительно-восстановительных реакций с фосфором на ЕГЭ по химии.

оксид фосфора III реагирует с холодными растворами щелочей и водой без изменения степени окисления:

P₂O₃ + 2KOH + H₂O → 2KH₂PO₃

P₂O₃ + 3H₂O → 2H₃PO₃ (или HPO₂)

Соединения фосфора III – хорошие восстановители, стремятся превратиться в соединения фосфора V:

P₂O₃ + окислитель → PO₄^3‒ + продукты восстановления

P₂O₃ + 4KMnO₄ + 10KOH → 2K₃PO₄ + 4K₂MnO₄ + 5H₂O

P₂O₃+ 4HNO₃ + H₂O → 2H₃PO₄ + 4NO₂

Оксид фосфора V реагирует с водой, образуя ряд кислот:

P₂O₅ + H₂O → 2HPO₃ – метафосфорная (в сильном недостатке воды)

P₂O₅ + 2H₂O → H₄P₂O₇ – пирофосфорная (в небольшом недостатке воды)

P₂O₅ + 3H₂O → 2H₃PO₄ – ортофосфорная (в избытке воды)

Фосфаты могут образовывать кислые соли, при взаимодействии с фосфорной кислотой:

2K₃PO₄ + H₃PO₄ → 3K₂HPO₄

K₃PO₄ + 2H₃PO₄(большой избыток) → 3KH₂PO₄

NaH₂PO₄ + NaOH нед. →
NaH₂PO₄ + NaOH изб. →
NaH₂PO₄ изб. + NaOH →
NaH₂PO₄ нед. + NaOH →

Na₃PO₄ + H₂O
NaH₂PO₃ + H₂O
Na₃PO₄ + P₂O₅
NaH₂PO₂ + H₂O
Na₂HPO₄ + H₂O

P₂O₅ + H₂O нед. →
P₂O₃ + KOH →
P + KOH →
P₂O₅ нед. + H₂O →

K₂HPO₃ + H₂O
KH₂PO₂ + PH₃
HPO₃
H₃PO₄
HPO₂

10) Сера на ЕГЭ

Таблица ‒ Серная кислота

Свойства	Разбавленная H₂SO₄	Концентрированная H₂SO₄
Окислительные свойства	Окислитель за счет протона водорода	Окислитель за счет серы
Активные металлы	2Na + H₂SO₄ = Na₂SO₄ + H₂	8Na + 5H₂SO₄ = 4Na₂SO₄ + 4H₂O + H₂S↑
Металлы средней активности	Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂	3Zn + 4H₂SO₄ = 3ZnSO₄ + 4H₂O + S↓ (в зависимости от концентрации кислоты может выделиться SO₂ или H₂S)
Al, Cr, Fe	Как с другими металлами до водорода: Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂	На холоде реакция не идет (пассивация), при нагревании: 2Fe + 6H₂SO₄ = Fe₂(SO₄)₃ + 6H₂O + 3SO₂
Металлы средней активности	Реакция не идет, так как эти металлы не могут вытеснить водород	Cu + 2H₂SO₄ = CuSO₄ + 2H₂O + SO₂

Обменная реакция с концентрированной серной кислотой:

NaCl + H₂SO₄ конц. = NaHSO₄ + HCl↑ (при сильном нагревании)

Остальные обменные реакции стандартны и в этом материале рассмотрены не будут.

Сероводород:

SO₂ + 2H₂S = 3S↓ + 2H₂O

2H₂S + 3O₂ = 2H₂O + 2SO₂ (кислород в избытке)

2H₂S + O₂ = 2H₂O + 2S↓ (кислород в недостатке)

KCl тв. + H₂SO₄ конц. →
KI + H₂SO₄ конц. →
Fe + H₂SO₄ конц. tºC →
FeO + H₂SO₄ конц. →

Cl₂ + K₂SO₄ + H₂O
KHSO₄ + HI
KHSO₄ + HCl
I₂ + K₂SO₄ + H₂S
Fe₂ (SO₄)₂ + H₂O + SO₂
FeSO₄ + H₂O

11) Замещение неметаллов

Часто в задании 8 ЕГЭ по химии встречается замещение брома на хлор, или йода на хлор или бром. Галогены могут вытеснять друг друга и другие неметаллы из соединений. Чтобы понимать, какие неметаллы могут вытеснить другие неметаллы, нужно помнить о том, что в ПС Д.И. Менделеева элементы стоят таким образом, что чем правее и выше стоит элемент, тем сильнее проявляются его неметаллические свойства, и тем выше его электроотрицательность. Более электроотрицательные неметаллы могут вытеснять менее электроотрицательные. Так, хлор и бром стоят выше в таблице Менделеева, чем йод, поэтому могут вытеснить его из соединений:

2NaI + Br₂ = 2NaBr + I₂

2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂

Хлор может вытеснить бром:

2NaBr + Cl₂ = 2NaCl + Br₂

Йод не может вытеснить другие галогены, так как расположен в ПС ниже хлора, брома и фтора, но йод может вытеснить те элементы-неметаллы, что стоят левее в Периодической системе, например, серу:

H₂S + I₂ = 2HI + S

Можно использовать ряд электроотрицательности неметаллов, на реальном ЕГЭ его не будет, легче запомнить Периодический закон, тем более что эти знания также нужны для выполнения задания 2 ЕГЭ по химии.

12) Взаимодействие неметаллов с другими неметаллами

Более электроотрицательные неметаллы могут окислить менее электроотрицательные неметаллы. То есть те элементы, которые стоят в ПС выше и правее отнимают электроны у тех неметаллов, которые стоят ниже и левее.

Например, хлор, бром и фтор могут окислить йод, серу, фосфор (наиболее популярные на ЕГЭ реакции). В таблице представлены наиболее популярные продукты:

Таблица – взаимодействие неметаллов

Восстановители	Окислители
F₂	Cl₂	Br₂	I₂	O₂	S
I₂	IF₇ IF₅	ICl₅ ICl₃ ICl	IBr₅ IBr₃ IBr	‒	‒	‒
S	SF₆	SCl₄	SBr₄	‒	SO₂	‒
P	PF₅	PCl₅ PCl₃	PBr₅ PBr₃	PI₃	P₂O₃ P₂O₅	P₂S₃ P₂S₅
Si	SiF₄	SiCl₄	SiBr₄	SiI₄	SiO₂	SiS₂
H₂	HF	HCl	HBr	HI	H₂O	H₂S

S + O₂ →
SO₂ + O₂ →
H₂S + SO₂ →
S + P →

S + H₂O
SO₂
P₂S₃
SO₃
S₃P₂

13) Медь и её соединения

2CuCl₂ + 4KI = 2CuI↓ + I₂ + 4KCl

Cu(OH)₂ + 4NH₃ = [Cu(NH₃)₄](OH)₂ – темно-синий комплекс

Cu₂O + 4NH₃ + H₂O = 2[Cu(NH₃)₂]OH – прозрачный раствор

3CuO + 2NH₃ = 3Cu + N₂ + 3H₂O

14) Серебро и его соединения

AgCl + 2NH₃ = [Ag(NH₃)₂]Cl

8AgNO₃ + PH₃ + 4H₂O = H₃PO₄ + 8Ag + 8HNO₃

15) Хром и его соединения

Соединения хрома II – хорошие восстановители, при взаимодействии с окислителями превращаются в соединения хрома III

4CrO + O₂ = 2Cr₂O₃

CrO + 4HNO₃ = Cr(NO₃)₃ + 2H₂O + NO₂

соединения хрома III проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства:

2Na₃[Cr(OH)₆] + 3Br₂ + 4NaOH = 6NaBr + 8H₂O + 2Na₂CrO₄(хром в степени окисления +3 является восстановителем)

2CrCl₃ + H₂ = 2CrCl₂ + 2HCl (хром в степени окисления +3 является восстановителем)

Дихроматы – соли, окрашивающие растворы в оранжевый цвет и хроматы – соли желтого цвета устойчивы в разных средах: в кислой среде устойчивы оранжевые дихроматы, а в щелочной – желтые хроматы. В зависимости от среды, они могут взаимно превращаться:

Хромат превращается в дихромат в кислой среде, раствор меняет цвет с желтого на оранжевый.

2Na₂CrO₄ + H₂SO₄ = Na₂Cr₂O₇ + Na₂SO₄ + H₂O

Дихромат превращается в хромат в щелочной среде, раствор меняет цвет с оранжевого на желтый.

K₂Cr₂O₇ + 2KOH = 2K₂CrO₄ + H₂O

В ЕГЭ по химии стали уже традиционными задания с соединениями хрома, особенно с дихроматами, в основном встречается их окислительно-восстановительные свойства:

16) Железо и его соединения

Железо реагирует с концентрированной азотной и серной кислотой только при нагревании, с разбавленными кислотами реагирует при нормальных условиях, например:

Fe + 6HNO₃ конц = Fe(NO₃)₃ + 3NO₂ + 3H₂O (при нагревании)

Взаимодействие железа с галогенами и галогенводородами:

Таблица – Железо с галогенами и галогеноводородами

С галогенами	С галогенводородом
2Fe + 3Cl₂ = 2FeCl₃	Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂
2Fe + 3Br₂ = 2FeBr₃	Fe + 2HBr = FeBr₂ + H₂
Fe + I₂ = FeI₂	Fe + 2HI = FeI₂ + H₂

Соединения двухвалентного железа – хорошие восстановители, с окислителями превращаются в соединения трехвалентного железа:

FeO + 4HNO₃ конц = Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 2H₂O

2FeCl₂ + Cl₂ = 2FeCl₃

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃

Железная окалина – двойной оксид Fe₃O₄ или FeO·Fe₂O₃, проявляет как окислительные (за счет оксида железа III), так и восстановительные (за счет железа II) свойства, а также растворяется в кислотах, образуя две соли (железа II и железа III)

Fe₃O₄ + 4H₂SO₄ разб. = FeSO₄ + Fe₂(SO₄)₃ + 4H₂O (оксиды железа растворились в разбавленной серной кислоте без изменения степени окисления)

Fe₃O₄ + 8KI + 4H₂SO₄ = 3FeI₂ + 4K₂SO₄ + I₂ + 4H₂O (железная окалина проявляет окислительные свойства за счет наличия железа III)

Fe₃O₄ + 10HNO₃конц = 3Fe(NO₃)₃ + NO₂ + 5H₂O (железная окалина проявляет восстановительные свойства за счет железа II)

Fe + I₂ →
Fe + Cl₂ →
Fe + HCl →
Fe + O₂ →

FeI₃
FeCl₂
FeI₂
FeCl₃
FeO
Fe₃O₄

Fe + CuSO₄ →
Fe + H₂SO₄ р-р →
Fe + H₂SO₄ конц. tºC →
Fe + H₂O + O₂ →

FeSO₄ + Cu
FeSO₄ + H₂
Fe₂(SO₄)₃ + Cu
Fe₂ (SO₄)₃ + H₂
Fe₂(SO₄)₃ + SO₂ + H₂O
Fe(OH) ₃

17) Соединения марганца

Марганец в степени окисления +7 проявляет окислительные свойства. Продукты его восстановления зависят от среды:

Примеры реакция перманганата калия:

2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ = 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

2KMnO₄ + 6KI + 4H₂O = 2MnO₂ + 3I₂ + 8KOH

2KMnO₄ + SO₂ + 4KOH = K2SO₄ + 2K₂MnO₄ + 2H₂O

Марганец в степени окисления +4 проявляет как окислительные. Так и восстановительные свойства.

Окислительные свойства чаще проявляет в кислой среде, восстанавливаясь до катиона +2.

MnO₂ + 4HCl = MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

MnO₂ + 2KI + 2H₂SO₄ = MnSO₄+ I₂ + K₂SO₄ + 2H₂O

MnO₂ + H₂O₂ + H₂SO₄ → O₂ + MnSO₄ + 2H₂O

В) Марганец в степени окисления +4 проявляет и восстановительные свойства, окисляясь до +6 в щелочной среде, и до +7 в кислой:

MnO₂ + Br₂ + 4KOH = K₂MnO₄ + 2KBr + 2H₂O

Соединения марганца II, например, MnSO₄ проявляет как окислительные, так и восстановительные свойства.

Окислительные свойства проявляет в реакциях с более активными металлами, например, с алюминием:

3MnSO₄ + 2Al = 3Mn + Al₂(SO4)₃

Восстановительные свойства проявляет при взаимодействии с типичными окислителями.

2MnSO₄ + 5PbO₂ + 3H₂SO₄ = 2HMnO₄ + 5PbSO₄ + 2H₂O

3MnSO₄ + 2KMnO₄ + 2H₂O = 5MnO₂ + K₂SO₄ + 2H₂SO₄

3MnSO₄ + 2KClO₃ + 12KOH = 3K₂MnO₄ + 2KCl + 3K₂SO₄ + 6H₂O

18) Неметаллы с щелочами

Галогены с щелочами:

Хлор, бром и йод реагируют с щелочами при разных условиях. На холоде окисления галогена происходит чаще до степени окисления +1 (восстановление в любых условиях происходит до степени окисления ‒1). Описать данную реакцию можно уравнением:

Г₂ + 2NaOH = NaГ + NaГO + H₂O (вместо гидроксида натрия можно взять любую щелочь, содержащую одновалентный металл: K, Cs, Rb)

2Г₂ + 2Ca(OH)₂ = CaГ₂ + Ca(ГO)₂ + 2H₂O (вместо гидроксида кальция можно брать гидроксид бария и стронция).

Где Г = I, Cl, Br

Например:

Cl₂ + 2NaOH = NaCl + NaClO + H₂O

2Cl₂ + 2Ca(OH)₂ = CaCl₂ + Ca(ClO)₂ + 2H₂O

При нагревании окисление галогена часто проходит до степени окисления +5:

3Г₂ + 6NaOH = 5NaГ + NaГO₃ + 3H₂O

6Г₂+ 6Ca(OH)₂= 5CaГ₂ + Ca(ГO₃)₂ + 6H₂O

Например:

3Cl₂ + 6NaOH = 5NaCl + NaClO₃ + 3H₂O

6Cl₂ + 6Ca(OH)2 = 5CaCl₂+ Ca(ClO₃)₂ + 6H₂O

Обращайте внимание на температуру, от Вашей внимательности зависят Ваши баллы на ЕГЭ по химии!

Сера, селен и теллур тоже реагируют с щелочами по одной схеме:

3Э + 6NaOH = 2Na₂Э + Na₂ЭO₃ + 3H₂O

3Э + 3Ca(OH)₂ = 2CaЭ + CaЭO₃ + 3H₂O

Например:

3S + 6NaOH = 2Na₂S + Na₂SO₃ + 3H₂O

3S + 3Ca(OH)₂ = 2CaS + CaSO₃ + 3H₂O

Фосфор с щелочами:

4P + 3NaOH + 3H₂O = 3NaH₂PO₂ + PH₃↑

Кремний с щелочами:

Si + 2NaOH + H₂O = Na₂SiO₃ + 2H₂

S + NaOH →
SO₂ + NaOH →
SO₃ + NaOH →
H₂S + NaOH →

NaHS + S + H₂O
Na₂SO₄ + H₂O
Na₂S + Na₂SO₃ + H₂O
Na₂SO₃ + H₂O
Na₂S + H₂O

P + NaOH →
P₂O₃ + NaOH →
P₂O₅ + NaOH изб. →
P₂O₅ + NaOH нед. →

NaH₂PO₂
NaH₂PO₃
Na₃P
Na₃PO₄
NaH₂PO₄

19) Кислотные оксиды с щелочами

Кислотные оксиды реагируют с щелочами, образуя соль и воду, к нестандартным реакциям относят взаимодействие диоксида азота с щелочами, продукты которого зависят от наличия в среде кислорода:

2NO₂ + 2NaOH = NaNO₂ + NaNO₃+ H₂O

4NO₂ + 4NaOH + O₂ = 4NaNO₃ + 2H₂O

NaOH + Cl₂O →
NaOH + NO₂ + O₂ →
NaOH + Cl₂O₃ →
NaOH + HNO₃ →

NaClO + H₂O
NaCl + HCl
NaClO₂ + H₂O
NaNO₃ + H₂O
NaNO₂ + NaNO₃ + H₂O

NaOH + SO₂ →
NaOH + SO₃ →
NaOH + NO₂ →
NaOH + P₂O₅ →

NaNO₃ + NaNO₂ + H₂O
Na₂SO₄ + H₂O
NaNO₂ + H₂O
NaH₂PO₄
NaH₂PO₃
Na₂SO₃ + H₂O

20) Гидриды, фосфиды, нитриды, сульфиды, карбиды

Многие неметаллы реагируют с активными металлами, образуя соли или солеподобные вещества, легко гидролизующиеся в воде или кислотах.

Для начала рассмотрим схемы образования этих веществ. В них неметалл часто проявляет низшую степень окисления (значение низшей степени окисления легко определяется по номеру группы: для этого от номера группы нужно отнять 8, например, для азота это будет 5 ‒ 8 = ‒3)

Таблица – Степени окисления, которые принимают неметаллы при взаимодействии с активными металлами:

N и P

S, Se, Te

F, Cl, Br, I

‒4

(с Na, K, Al)

‒1

(с Ca, Mg)

‒4

‒3

‒2

‒1

Карбиды

Силициды

Нитриды и фосфиды

Сульфиды, селениды, теллуриды

Фториды, хлориды, бромиды, йодиды

Степени окисления активных металлов равны номеру группы, в которой они стоят в ПС.

4Na + C = Na₄C

4Al + 3C = Al₄C₃

Ca + 2C = CaC₂

4K + Si = K₄Si

3Ca + N₂ = Ca₃N₂

3K + P = K₃P

2Al + 3S = Al₂S₃

Ba + Cl₂ = BaCl₂

Практически все эти вещества, за исключением некоторых сульфидов и галогенидов (хлоридов, бромидов, йодидов, фторидов) неустойчивы в растворах и подвергаются мгновенному гидролизу, который стоит рассматривать как обычную обменную реакцию с водой:

K₃P + 3HOH = 3KOH + PH₃↑

Na₄Si + 4HOH = 4NaOH + SiH₄↑

Ca₃N₂ + 6HOH = 3Ca(OH)₂ + 2NH₃↑

Продукт гидролиза карбидов зависит от степени окисления углерода в исходном веществе: если она равна ‒1, то образуется ацетилен (C₂H₂), а если ‒4, то метан (CH₄).

Al₄C₃ + 12HOH = 4Al(OH)₃ + 3CH₄↑

CaC₂ + 2HOH = Ca(OH)₂ + C₂H₂↑

Так же происходит их кислотный гидролиз:

Al₄C₃ + 12HCl = 4AlCl₃ + 3CH₄↑

Ba₃P₂ + 3H₂SO₄ = 3BaSO₄ + 2PH₃↑

MgC₂ + H₂O →
Na₄C + H₂O →
Mg₃P₂ + H₂O →
Na₃P + H₂O →

NaOH + C₂H₂
Mg(OH) ₂ + CH₄
Mg(OH) ₂ + PH₃
NaOH + CH₄
Mg(OH) ₂ + C₂H₂
NaOH + PH₃

21) Гидролиз бинарных соединений с ковалентной полярной связью

При гидролизе бинарных соединений неметаллов важно помнить, что степень окисления неметаллов не изменяется, из неметалла с положительной степенью окисления образуется кислотный гидроксид (кислородсодержащая кислота), из отрицательно заряженного неметалла образуется бескислородная кислота:

PCl₅ + 4H₂O = H₃PO₄ + 5HCl

SF₆ + 4H₂O = H₂SO₄ + 6HF

ICl₃ + 2H₂O = HIO₂ + 3HCl

Для образования гидроксидов неметаллов можно воспользоваться следующей таблицей:

Степень окисления неметалла

Э⁺¹

Э⁺³

Э⁺⁴

Э⁺⁵

Э⁺⁶

Э⁺⁷

Соответствующая кислота (кислотный гидроксид)

НЭО

HЭO₂

Или

H₃ЭO₃

H₂ЭO₃

HЭO₃

Или

H₃ЭO₄

H₂ЭO₄

HЭO₄

Примеры

HClO

HClO₂

H₃PO₃

H₂SO₃

HIO₃

H₃PO₄

H₂SO₄

HClO₄

ICl + H₂O →
ICl₃ + H₂O →
ICl₅ + H₂O →
ICl₇ + H₂O →

HClO₃ + HI
HIO + HCl
HIO₄ + HCl
HIO₂ + HCl
HIO₃ + HCl

PCl₃ + H₂O →
SCl₄ + H₂O →
SiCl₄ + H₂O →
PCl₅ + H₂O →

H₂SO₄ + HCl
H₂SiO₃ + HCl
H₃PO₃ + HCl
SO₂ + HCl
HPO₃ + HCl

22) Взаимный гидролиз

При взаимодействии некоторых солей могут образоваться новые соли, неустойчивые в растворах, в таких случаях в таблице растворимости на пересечении катиона и аниона мы видим прочерк (не существует или необратимо разлагается водой), например, сульфид алюминия:

Сульфид алюминия образуется в реакциях между растворимыми сульфидами и солями алюминия:

3Na₂S + 2AlCl₃ = 6NaCl + Al₂S₃

Но данная запись неверна, так как сульфида алюминия не существует в растворах, записываем уравнение гидролиза этой соли:

Al₂S₃ + 6HOH = 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑

Объединим первое уравнение со вторым(левую часть первого уравнение соединяем с левой частью второго уравнения, а правую с правой, все коэффициенты сохраняем):

3Na₂S + 2AlCl₃ + Al₂S₃ + 6H₂O = 6NaCl + Al₂S₃ + 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑

Сокращаем сульфид алюминия, так как он есть и в правой части реакции, и в левой:

3Na₂S + 2AlCl₃ + 6H₂O = 6NaCl + 2Al(OH)₃↓ + 3H₂S↑ — так выглядит реакция взаимодействия растворов сульфида натрия и хлорида алюминия.

Рассмотрим еще один пример — взаимодействие карбоната калия и нитрата железа III:

3K₂CO₃ + 2Fe(NO₃)₃ = Fe₂(CO₃)₃ + 6KNO₃

Образовавшийся карбонат железа III разлагается в воде:

Fe₂(CO3)₃ + 3H₂O = 2Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑

Соединяем два уравнения:

3K2CO₃ + 2Fe(NO₃)₃ + Fe₂(CO₃)₃ + 3H₂O = Fe₂(CO₃)₃ + 6KNO₃+ 2Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑

Сокращаем карбонат железа III с обеих сторон:

3K₂CO₃ + 2Fe(NO₃)₃ + 3H₂O = 6KNO₃ + 2Fe(OH)₃↓ + 3CO₂↑

Взаимный гидролиз попался мне на реальном досрочном ЕГЭ по химии 2022 во второй части!

CrCl₃ + NaOH изб. →
CrCl₃ + NaOH нед. →
CrCl₃ + Na₂S р-р →
Cr₂O₃ + Na₂SO₃ →

Cr(OH) ₃ + NaCl + SO₂
NaCl + Cr(OH) ₃
Cr(OH) ₃ + NaCl + H₂S
NaCrO₂ + SO₂
Na₃ [Cr(OH) ₆] + NaCl

AlCl₃ + K₂CO₃ р-р →
AlCl₃ + KOH изб. →
AlCl₃ + KOH нед. →
Al₂O₃ + K₂CO₃ →

KCl + K[Al(OH) ₄]
Al(OH) ₃ + KCl + CO₂
Al₂ (CO₃)₃ + KCl
KAlO₂ + CO₂
Al(OH) ₃ + KCl

Источник

Классификация химических реакций в неорганической и органической химии

Классификация химических реакций на основании их признаков.

Классификационный признак

Тип реакции

Число и состав реагентов и продуктов

соединения

в результате таких реакций из двух или более исходных веществ образуется только один продукт, например:

С + O₂ = CO₂

4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃

разложения

в таких реакциях из одного вещества образуется два или больше других веществ:

2KMnO₄ = K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

CaCO₃ = CaO + CO₂

замещения

Все реакции, в результате которых из простого и сложного веществ образуется другое простое и другое сложное вещества. Например:

Zn + CuSO₄ = ZnSO₄ + Cu

В органической химии, под реакциями замещения подразумевают также такие реакции, в результате которых происходит замена атома водорода или заместителя прикрепленного к углеродному скелету молекулы, на другой заместитель. Подробнее — в таблице ниже посвященной классификации реакций в органической химии.

обмена

Реакциями обмена называют такие реакции, в результате которых вещества меняются своими составными частями. Например:

2NaOH + CuCl₂ = 2NaCl + Cu(OH)₂

Частный случай реакции обмена между кислотой и основанием носит также название реакции нейтрализации:

NaOH + HCl = NaCl + H₂O

многие реакции органической химии, в которых вещества меняются своими составными частями относят к реакциям замещения. Подробнее — в таблице ниже посвященной классификации реакций в органической химии.

Изменение степеней окисления химических элементов

окислительно-восстановительные

в результате таких реакций изменяются степени окисления одного или более химических элемента. Например:

Реакции, протекающие с сохранением степеней окисления атомов всех химических элементов

Обратимость

обратимые

такие реакции обладают способностью протекать как в прямом, так и обратном направлении. Реакции, про которые обязательно нужно знать, что они обратимые:

необратимые

Такие реакции протекают только в прямом направлении. Если речь идет о реакциях между электролитами, то необратимой реакция является в том случае, если образуется осадок, газ или малодиссоциирующее вещество. Например:

Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂

В качестве малодиссоциирующих веществ в реакциях ионного обмена могут образоваться вода, слабые кислоты, гидроксид аммония.

Тепловой эффект

экзотермические

В результате таких реакций выделяется энергия в виде теплоты. Обозначают такие реакции, добавляя «+Q» к уравнению реакции, например:

эндотермические

При протекании таких реакций поглощается тепло. Для обозначения таких реакций пишут «-Q» в уравнении реакции. Практически все реакции разложения являются эндотермическими:

Исключения: реакции разложения HI и NO являются экзотермическими.

Количество фаз

гомогенные

Гомогенными реакциями называют такие реакции, реагенты в которых находятся в одной фазе. Примерами таких реакций могут быть многие реакции протекающие в растворах, реакции между газообразными веществами:

NaOH (р-р) + HCl(р-р) = NaCl + H₂O

2CO + O₂ = 2CO₂

В гомогенных реакциях не наблюдаются границы раздела между реагентами

гетерогенные

гетерогенными реакциями называют такие реакции, в которых реагирующие вещества находятся в разных фазах. Примерами таких реакций являются, взаимодействие цинка с раствором соляной кислоты, взаимодействие углекислого газа с известковой водой, и т.д.:

По участию катализатора

каталитические

реакции, протекающие в присутствии катализатора:

некаталитические

реакции, протекающие без катализатора:

Классификация химических реакций в органической химии:

Реакции присоединения

В зависимости от того, какое соединение присоединяется органическим веществом различают:

Гидрирование — присоединение водорода:

Гидратация — присоединение воды:

Гидрогалогенирование — присоединение галогеноводорода:

и др.

Реакции замещения

Под реакциями замещения в органической химии подразумевают такие реакции, в результате протекания которых происходит замена одного заместителя (или атома водорода) непосредственно прикрепленного к углеродному скелету на другой заместитель. Так, например, реакциями замещения являются:

Галогенирование алканов:

Нитрование углеводородов:

Реакция спиртов с галогеноводородными кислотами:

C₂H₅OH + HBr = C₂H₅Br + H₂O

и т.д.

Реакции отщепления (элиминирования)

Все реакции, в названии которых присутствует приставка «де-«:

дегидрирование:

дегидратация:

дегидрогалогенирование:

(от исходной молекулы бромэтана отщепляется бромоводород, который нейтрализуется щелочью)

дегалогенирование:

Также к реакциям отщепления (элиминирования) относят крекинг — процесс термического превращения углеводородов в соединения с меньшей длинной углеродного скелета. Например, крекинг алканов, уравнение которого в общем виде можно записать как:

Окислительно-восстановительные реакции

Реакции, при которых изменяется степень окисления одного или нескольких атомов углерода углеродного скелета.

Окисление органического соединения

В таких реакциях отдельные атомы углерода повышают свою степень окисления. Например:

Восстановление органического соединения

Чаще всего под восстановлением органических веществ понимают их взаимодействие с водородом. Например:

CH₃-CH=O + H₂=> CH₃-CH₂-OH

Реакции с сохранением качественного и количественного состава веществ

Изомеризация

Реакции протекающие по тем или иным механизмам

Реакции протекающие по ионному механизму

В таких реакциях активными действующими частицами являются ионы. Следует помнить, что по ионному механизму протекают такие реакции как:

гидратация алкенов и алкинов
нитрование аренов азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты
галогенирование аренов в присутствии катализатора (галогениды Al или Fe(III))
алкилирование аренов
реакции спиртов с галогеноводородными кислотами
реакции галогенпроизводных углеводородов с водным раствором щелочи
присоединение галогенов по двойной или тройной связи

Реакции протекающие по радикальному механизму

В таких реакциях активными действующими частицами являются свободные радикалы:

нитрование алканов
галогенирование алканов
присоединение хлора к бензолу при ультрафиолетовом облучении (с образованием гексахлорана — C₆H₆Cl₆)

Автор: С.И. Широкопояс https://scienceforyou.ru/

Источник