17. Классификация химических реакций

Напишем реакцию взаимодействия хлора с метаном:

CH₄+Cl₂→CH₃Cl+HCl

Это реакция замещения, гомогенная, так как реагируют газы.

Остальные варианты не подходят под описание этой реакции.

Реакция нейтрализации - реакция между кислотой и основанием.

1) K₂CO₃ + 2HCl = 2KCl + CO₂ + H₂O, K₂CO₃ - соль, HCl - кислота, не подходит.
2) Ba(OH)₂ + H₂SO₄ = BaSO₄ + 2H₂O, Ba(OH)₂ - основание, H₂SO₄ - кислота, подходит.
3) CaCl₂ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + 2NaCl, CaCl₂ - соль, Na₂CO₃ - соль, не подходит.
4) 3NaOH + FeCl₃ = Fe(OH)₃ + 3NaCl, NaOH - основание, FeCl₃ - соль, не подходит.
5) Ca(OH)₂ + 2CH₃COOH = (CH₃COO)₂Ca + 2H₂O, Ca(OH)₂ - основание, CH₃COOH - кислота, подходит.

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным схемам реакций.

Чтобы подобраться к решению, разберем типы реакции из списка и напишем реакцию:

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Типы реакций:

1) замещения, да, это реакция замещения, так как простое вещество замещает собой часть сложного вещества (воды, ее можно представить как HOH).
2) каталитическая, нет, эта реакция протекает и без катализатора.
3) соединения, нет, мы в этом убедились ранее, это реакция замещения.
4) экзотермическая, да, эта реакция протекает со взрывами, выделяется много тепла.
5) обмена, нет, мы в этом убедились ранее, это реакция замещения.

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным типам реакции.

Чтобы подобраться к решению, разберем типы реакции из списка и напишем реакцию:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Типы реакций:

1) обмена, нет, это реакция замещения, так как простое вещество замещает собой часть сложного вещества.
2) замещения, да, мы в этом убедились ранее.
3) каталитическая, нет, эта реакция протекает и без катализатора.
4) окислительно-восстановительная, да, т.к. цинк и водород меняют свои степени окисления: цинк поднимает степень окисления до +2, а водород опускает степень окисления.
5) обратимая, нет, если идти в обратном направлении, то реакция неосуществима, так как водород не сможет заместить цинк.

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным типам реакции.

Чтобы подобраться к решению, разберем типы реакции из списка и напишем реакцию:

SnCl₂ + Zn → ZnCl₂ + Sn

1) гетерогенная, да это гетерогенная реакция, так как происходит реакция твердого цинка в жидком растворе соли.
2) ионного обмена, нет, это - реакция замещения, так как простое вещество замещает собой часть сложного вещества.
3) замещения, да, мы в этом убедились ранее.
4) соединения, нет, мы в этом убедились ранее.
5) обратимая, нет, если идти в обратном направлении, то реакция неосуществима, так как олово менее активное, чем цинк, оно не заместит цинк.

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным типам реакции.

Напишем реакцию взаимодействия анилина с бромной водой:

C₆H₅NH₂+ 3Br₂→ C₆H_{​​​​​​5}NH_{​​​​​​2}Br₃ + 3HBr (получается 2,4,6-триброманилин, осадок)

Реакция замещения, бромирования.

Остальные варианты не подходят к данной реакции.

Кислотный гидролиз протекает в кислой среде. Напишем реакцию кислотного гидролиза изопропилацетата:

H₃​​​​​​C-COO-CH(CH₃)CH₃+H₂O→​​​​​CH_{3^{​​​​​​}}COOH+CH(CH₃)₂-OH

Данная реакция обратима. Так как реакция протекает в присутствии кислоты, реакция каталитическая.

Остальные варианты к этой реакции не подходят.

Метилпропан из н-бутана можно получить реакцией изомеризацией, она протекает в присутствии катализатора AlCl₃, следовательно реакция каталитическая.

H₃​​​​​​C-CH₃-CH₃-CH₃→CH₃​​​​​​-CH₃(CH₃)CH₃

Реакция (ионного) обмена - такая реакция, где между веществами происходит обмен ионами с образованием новых веществ.

1) Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + H₂O, это реакция разложения, из одного вещества получаются два. Не подходит.
2) Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu, это реакция замещения, одно простое вещество замещает собой часть другого вещества. Не подходит.
3) Al₂S₃ + H₂O → Al(OH)₃ + H₂S, это реакция обмена, оба вещества обменялись друг с другом частями - ионами. Подходит.
4) Al + Fe₂O₃ → Al₂O₃ + Fe, это реакция замещения, одно простое вещество замещает собой часть другого вещества. Не подходит.
5) BaCl₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + HCl, это реакция обмена, оба вещества обменялись друг с другом ионами. Подходит.

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным схемам реакций.

Окислительно- восстановительная реакция (ОВР) - такая реакция, где некоторые элементы в составе веществ изменяют свою степень окисления. 

Напишем реакции разложения для указанных веществ, затем проанализируем их.

1) CH₄ → C + 2H₂. ОВР, т.к. углерод поднимает степень окисления, а водород - опускает.

2) 4HNO₃ → 4NO₂ + O₂ + 2H₂O. ОВР, т.к. Кислород поднимает степень окисления, а азот - опускает до +4.

3) NH₄Cl → NH₃ + HCl. Не ОВР. Степени окисления у элементов не изменяются.

4) Zn(OH)₂ → ZnO + H₂O. Не ОВР. Степени окисления у элементов не изменяются.

5) NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O. ОВР, т.к. азот сопропорционирует ("усредняет" степень окисления) из -3 и +5 в +1.

Выбираем не ОВР в качестве ответа.

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным веществам.

Напишем уравнение реакции, чтобы нагляднее увидеть суть реакции:

Al₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ → 2AlCl₃ + 3BaSO₄

Реакция ионного обмена идет до конца в случае образования газа/воды/осадка. Газов и воды тут не образуется. Проверив таблицу растворимости, мы убеждаемся, что выделяется осадок - сульфат бария. Сульфат бария получается взаимодействием катиона бария и сульфат-аниона, он "состоит" из них. Ищем вариант ответа с этими ионами и записываем ответ.

Напишем уравнения реакций и проанализируем их:

1) Ba + 2H₂O → Ba(OH)₂ + H₂. Это реакция замещения, т.к. из простого вещества и сложного получаются новые простое и сложное вещества, причем атомы бария замещают атомы водорода из воды. Не подходит.

2) H₂O + K₂O → 2KOH. Это реакция соединения, т.к. из нескольких веществ получается одно более сложное. Подходит.

3) 2FeCl₂ + Cl₂ → 2FeCl₃. Это реакция соединения, т.к. из нескольких веществ получается одно более сложное. Подходит.

4) 2KI + Cl₂ → 2KCl + I₂. Это реакция замещения, т.к. из простого вещества и сложного получаются новые простое и сложное вещества, причем атомы хлора замещают атомы йода из состава соли. Не подходит.

5) NH₃ + Cl₂ → NH₄Cl. Это реакция соединения, т.к. из нескольких веществ получается одно более сложное. Подходит.

Переводим этот предварительный ответ в последовательность цифр, соответствующих нужным парам реагентов.

1) Реакция образования аммиака из водорода и азота является одной из обратимой реакций.

2) Представлена реакция гидролиза - все такие реакции, кроме гидролиза веществ, обозначенных знаком "-" в таблице растворимости, являются обратимыми.

3) Реакция железа с соляной кислотой идет только в одну сторону - водород не способен вытеснить железо из состава соли (находится правее в электрохимическом ряду напряжений металлов).

4) Реакция образования метанола из синтез-газа является одной из обратимых реакций.

5) Представлена реакция гидролиза хрома сульфида - в таблице растворимости это вещество обозначено знаком "-", поэтому реакция необратима.

Запишем представленные реакции:

1) K₂CO₃ + 2HBr = 2KBr + CO₂ + H₂O (степени окисления веществ не изменяются - не ОВР)

2) NaOH + HBr = NaBr + H₂O (степени окисления веществ не изменяются - не ОВР)

3) 2HBr + Cl₂ = 2HCl + Br₂ (степени окисления веществ изменяются - ОВР)

4) Zn + 2HBr = ZnBr₂ + H₂ (степени окисления веществ изменяются - ОВР)

5) NH₃ + HBr = NH₄Br (степени окисления веществ не изменяются - не ОВР)

Реакция нейтрализации - взаимодействие кислоты и щелочи с образованием соли и воды.

1) Один из реагентов является щелочью, но второй реагент - сложный эфир. Это не реакция нейтрализации.

2) Один из реагентов является кислотой, но второй реагент - металл. Это не реакция нейтрализации.

3) Один из реагентов является щелочью, второй реагент является кислотой (карболовая кислота, или фенол). Образуется соль (фенолят натрия) и вода. Это реакция нейтрализации.

4) Один из реагентов является кислотой, но второй реагент - одноатомный спирт. Это не реакция нейтрализации.

5) Один из реагентов является щелочью, второй реагент является кислотой. Образуется соль (хлорид натрия) и вода. Это реакция нейтрализации.