Химия 8 класс. 31. Реакции соединения
Химия и не только подпишись) Поставь лайк и сохрани в закладки чтобы не потерять!
Конспект: «Реакции соединения»
Определение реакции соединения
Реакции соединения — это химические реакции, в которых из одного или нескольких исходных веществ образуется одно сложное вещество.
Антоним реакций соединения — реакции разложения.
Примеры реакций соединения с использованием цепочек превращений
Схема превращений:
P→P2O5→H3PO4
Это показывает:
- Превращение фосфора в оксид фосфора (P2O5).
- Превращение оксида фосфора в фосфорную кислоту (H3PO4).
Первый процесс:
Реакция соединения фосфора с кислородом:
4P+5O2→2P2O5
При нагревании фосфор горит, образуя белый дым (P2O5).
Второй процесс:
Оксид фосфора растворяется в воде, образуя фосфорную кислоту:
P2O5+3H2O→2H3PO4
Дым исчезает при добавлении воды, а полученный раствор окрашивает лакмус в красный цвет, что указывает на кислоту.
Классификация реакций соединения
По количеству веществ:
- Из двух простых веществ:
Пример: 4P+5O2→2P2O5
- Из двух сложных веществ:
Пример: P2O5+3H2O→2H3PO4
- Из сложного и простого веществ:
Пример: 2SO2+O2⇌2SO3 (в производстве серной кислоты).
- Из трёх веществ:
Пример: 4NO2+2H2O+O2→4HNO3 (получение азотной кислоты).
По обратимости реакции:
- Необратимые реакции: Пример: P2O5+3H2O→2H3PO4
- Обратимые реакции: Пример: 2SO2+O2⇌2SO3
Уравнение содержит знак обратимости (⇌).
По наличию катализатора:
- Каталитические реакции: Пример:
2SO2+O2⇌2SO3 (катализатор: V2O5).
- Некаталитические реакции: Пример:
4P+5O2→2P2O5
Уравнивание реакций соединения
Пример:
NO2+H2O+O2→HNO3
Анализ:
- Уравнять атомы азота: изначально равны (1 атом в каждой части).
- Уравнять атомы водорода: 2HNO3, добавив коэффициент 2.
- Уравнять атомы кислорода, включая дробные коэффициенты.
Итоговое уравнение: 4NO2+2H2O+O2→4HNO3
Характеристики реакций соединения
Экзотермичность: Большинство реакций соединения сопровождаются выделением энергии.
Примеры реакций:
Без участия катализатора: 4P+5O2→2P2O5
С участием катализатора: 2SO2+O2⇌2SO3 (V2O5).
Презентация: «Реакции соединения»
Новые понятия, основные тезисы
- Реакции соединения – антонимы реакций разложения.
Реакции соединения — это реакции, в которых из одного или нескольких веществ образуется одно сложное вещество.
Реакции соединения — антонимы реакций разложения.
В реакциях соединения образуется одно сложное вещество, а в реакциях разложения сложное вещество распадается на более простые.
- Каталитические (в том числе и ферментативные) и некаталитические реакции.
Каталитические реакции — химические реакции, которые протекают с участием катализатора (например, оксид ванадия V2O5 в реакции получения SO3).
Ферментативные реакции — реакции, протекающие с участием биологических катализаторов — ферментов.
Некаталитические реакции — реакции, которые происходят без участия катализатора.
Каталитические реакции ускоряются с помощью катализатора (например, V2O5 в производстве серной кислоты).
Некаталитические реакции протекают без катализатора (например, 4P+5O2→2P2O5).
- Цепочки переходов, или превращений.
Цепочки превращений — форма записи химических процессов, показывающая последовательные превращения веществ (например, P→P2O5→H3PO4).
Показывают последовательные превращения веществ. Например:
P→P2O5→H3PO4
Минимальное число стрелок соответствует количеству реакций в цепочке.
- Обратимые и необратимые реакции.
Обратимые реакции — реакции, которые протекают одновременно в прямом и обратном направлениях (например, 2SO2+O2⇌2SO3).
Необратимые реакции — реакции, которые протекают только в одном направлении (например, P2O5+3H2O→2H3PO4).
Обратимые реакции: Протекают в двух направлениях (например, 2SO2+O2⇌2SO3).
Необратимые реакции: Протекают только в прямом направлении (например, P2O5+3H2O→2H3PO4).
Ключевые моменты
- Запишите уравнения реакций соединения, протекающих согласно схемам:
А) Li→Li2O→LiOH
Б) Ca→CaO→Ca(OH)2
В) N2→NO→NO2→HNO3
Г) S→SO2→SO3→H2SO4
Д) P→P2O3→P2O5→H3PO4
А) Li→Li2O→LiOH
4Li + O2 → 2Li2O (реакция соединения лития с кислородом)
Li2O + Н2O → 2LiOH (реакция соединения оксида лития с водой)
Б) Ca→CaO→Ca(OH)2
2Са + O2 → 2СаО (реакция соединения кальция с кислородом)
СаО + Н2O → Са(OН)2 (реакция соединения оксида кальция с водой)
В) N2→NO→NO2→HNO3
N2 + O2 → 2NO (реакция соединения азота с кислородом)
2NO + O2 → 2NO2 (реакция соединения оксида азота с кислородом)
4NO2 + 2Н2O + O2 → 4NO3 (реакция соединения оксида азота (IV) с водой и кислородом)
Г) S→SO2→SO3→H2SO4
S + O2 → SO2 (реакция соединения серы с кислородом)
2SO2 + O2 → 2SO3 (реакция соединения оксида серы (IV) с кислородом)
SO3 + Н2O → H2SO4 (реакция соединения оксида серы (VI) с водой)
Д) P→P2O3→P2O5→H3PO4
4Р + O2 → 2Р2O5 (реакция соединения фосфора с кислородом)
Р2O5 + ЗН2O → 2Н3РO4 (реакция соединения оксида фосфора (V) с водой)
- Запишите уравнения реакций, схемы которых:
А) Li+O2→…
Б) Al+O2→…
В) Fe+Cl2→FeCl3
Г) Fe+H2O+O2→Fe(OH)3
А) Li+O2→…
4Li + O2 → 2Li2O
Б) Al+O2→…
4Аl + 3O2 → 2Аl2O3
В) Fe+Cl2→FeCl3
2Fe + ЗСl2 → 2FeCl3
Г) Fe+H2O+O2→Fe(OH)3
4Fe + 6Н2O + 3O2 → 4Fe(OH)3
- Не производя вычислений, укажите, в каком из оксидов серы — (IV) или (VI) — содержание кислорода больше. Найдите массовую долю кислорода в каждом из указанных оксидов.
SO₂ (оксид серы (IV)):
Молекулярная масса SO2 = 64 г/моль.
Масса кислорода = 2×16=32 г/моль.
Массовая доля кислорода:
w(O)=32/64=0.5 или 50%
SO₃ (оксид серы (VI)):
Молекулярная масса SO3 = 80 г/моль.
Масса кислорода = 3×16=48 г/моль.
Массовая доля кислорода:
w(O)=48/80=0.6 или 60%
Вывод: Массовая доля кислорода больше в оксиде серы (VI), так как SO3 содержит больше кислорода по сравнению с SO2.
- Для проведения каких реакций, соединения или разложения, необходима постоянная подача теплоты для их протекания, а для каких — только первоначальная подача теплоты?
Для реакций соединения теплота обычно необходима только первоначально, так как большинство этих реакций экзотермические. После того как начнётся реакция, она продолжится сама.
Для реакций разложения требуется постоянная подача тепла, так как эти реакции чаще всего эндотермические и требуют энергии для разрыва связей в молекуле исходного вещества.
- Проделайте дома следующий опыт. Вылейте в стакан 1/3 аптечного пузырька 3%-й перекиси водорода. Положите в стакан четверть чайной ложки свеженатёртых моркови или картофеля, аккуратно взболтайте смесь. Что наблюдаете? Опустите в стакан (не касаясь жидкости) зажжёную лучинку. Что наблюдаете?
При добавлении тертых моркови или картофеля в перекись водорода наблюдается вспенивание и выделение пузырьков газа — это результат разложения перекиси водорода на воду и кислород:
2H2O2→2H2O+O2
Когда в стакан опускается зажженная лучинка, она вспыхивает ярким пламенем, потому что кислород способствует поддержанию горения.
- Попробуйте дать объяснение наблюдаемому явлению. Приведите примеры действия ферментов, с которыми вы знакомились на уроках анатомии человека.
Разложение перекиси водорода в опыте катализируется ферментом каталаза, который присутствует в растительных клетках (в том числе в картофеле и моркови). Этот фермент ускоряет разложение перекиси водорода, выделяя кислород.
Примеры действия ферментов:
Амилаза: катализирует расщепление углеводов (крахмала) в ротовой полости.
Мальтаза: превращает мальтозу в глюкозу.
Химотрипсин: расщепляет белки в желудке и тонком кишечнике.
Фенилкетонуреаза: катализирует превращение фенилаланина в тирозин.
- Сухой хлор хранят в железных баллонах. Влажный хлор разрушает железо. Какую роль играет вода в последнем процессе?
Вода играет ключевую роль в реакции хлора с железом, образуя кислоты (соляную и хлорноватистую), которые активно взаимодействуют с железом, растворяя его:
Cl2+H2O⇌HCl+HClO
Эти кислоты могут растворять железо:
Fe+2HCl→FeCl2+H2
Таким образом, вода способствует образованию кислот, которые реагируют с железом.
- Дайте характеристику реакций, приведённых в параграфе, по плану: а) характер и число реагентов и продуктов; б) направление; в) наличие катализатора; г) выделение или поглощение теплоты.
4P+5O2→2P2O3
Характер: реакция соединения.
Направление: необратимая.
Катализатор: нет.
Теплота: экзотермическая.
P2O5+3H2O→2H3PO4
Характер: реакция соединения.
Направление: необратимая.
Катализатор: нет.
Теплота: экзотермическая.
2SO2+O2↔2SO3
Характер: реакция соединения.
Направление: обратимая.
Катализатор: присутствует (оксид ванадия V2O5).
Теплота: экзотермическая.
4NO2+2H2O+Q↔4HNO3
Характер: реакция соединения.
Направление: обратимая.
Катализатор: нет.
Теплота: экзотермическая.
Лабораторная работа №15: «Прокаливание меди в пламени спиртовки»
Рассмотрите выданную вам медную проволоку (пластину) и опишите её внешний вид. Прокалите проволоку, удерживая её тигельными щипцами, в верхней части пламени спиртовки в течение 1 мин. Опишите условие проведения реакции. Опишите признак, подтверждающий, что произошла химическая реакция. Составьте уравнение проведенной реакции. Назовите исходные вещества и продукты реакции.
Объясните, изменилась ли масса медной проволоки (пластины) после окончания проведения опыта. Ответ обоснуйте, используя знания о законе сохранения массы веществ.
Лабораторная работа №15: «Прокаливание меди в пламени спиртовки»
- Описание внешнего вида медной проволоки (пластины)
Медная проволока или пластина имеет характерный внешний вид:
Цвет: металлический, ярко-красный или оранжево-коричневый.
Текстура: гладкая, блестящая поверхность, которая при длительном воздействии с воздухом может потускнеть или покрыться оксидной пленкой (например, медный оксид, CuO).
- Условия проведения реакции
Для проведения реакции прокаливания меди, возьмём медную проволоку или пластину и поместим её в пламя спиртовки.
Температура: реакция проводится при высокой температуре (выше 300°C), что обеспечивается пламенем спиртовки.
Условия: медная проволока должна быть удержана тигельными щипцами и помещена в верхнюю часть пламени, где температура достигает максимума.
Продолжительность: прокаливание проводится в течение 1 минуты, что должно быть достаточно для появления изменений на поверхности меди.
- Признак, подтверждающий, что произошла химическая реакция
Во время прокаливания меди в пламени спиртовки будет наблюдаться несколько признаков:
Изменение цвета: медь при высокой температуре окисляется, и на её поверхности образуется черный налет — это медный оксид CuO.
Газовые выделения: может наблюдаться слабое выделение газов, таких как кислород, если медь реагирует с кислородом воздуха.
Изменение внешнего вида: медь станет тусклой, покрытой черным слоем оксида меди (II), что указывает на химическое превращение.
- Составление уравнения реакции
В ходе прокаливания меди в пламени спиртовки медь реагирует с кислородом из воздуха, образуя медный оксид CuO.
Уравнение реакции:
2Cu+O2→2CuO
Исходные вещества: медь (Cu) и кислород (O₂) из воздуха.
Продукты реакции: медный оксид (CuO).
- Изменение массы медной проволоки (пластины)
После проведения опыта важно обратить внимание на массу меди.
До прокаливания масса медной проволоки или пластины известна, и после прокаливания её нужно взвесить снова.
При реакции с кислородом из воздуха медь окисляется, и образуется медный оксид CuO, который имеет большую массу, чем начальная масса меди. Это связано с тем, что молекулы кислорода из воздуха присоединяются к меди, увеличивая её массу.
Ответ:
Масса медной проволоки (пластины) увеличится после прокаливания, поскольку кислород из воздуха присоединился к меди, образовав более тяжёлое соединение — медный оксид. Это согласуется с законом сохранения массы веществ, который гласит, что масса веществ до реакции равна массе веществ после реакции. В данном случае масса меди увеличивается за счет присоединения кислорода из воздуха.
Подведение итогов
- Признаки реакции: изменение цвета меди (образование черного налета) и образование медного оксида.
- Уравнение реакции: 2Cu+O2→2CuO2
- Масса: масса меди увеличится из-за реакции с кислородом, образуя медный оксид, что соответствует закону сохранения массы.
#химия_8_класс
#химия_8_31
#Реакциисоединения
#химияпрезентация
#габриелян
Использованные источники:
- Химия. 8 класс. Учебник - Габриелян О.С.
- Использование ChatGPT