edubun
Русский

Типы химических реакций

Опусти медную проволоку в раствор нитрата серебра: на ней вырастут кристаллы серебра, а жидкость посинеет. Медь заместила серебро.

Загрузка

Перетащи, чтобы повернуть. Для изменения масштаба прокрути колёсико или сведи и разведи два пальца.

Восемь реакций с готовыми коэффициентами; под столбцами указан тип реакции. Измени коэффициент и посмотри, как нарушится равенство.

Известны миллионы реакций, но большинство укладывается в несколько схем. Зная их, можно предсказать продукты ещё до опыта. В одних учебниках реакции делят по изменениям формул: вещества соединяются, распадаются или обмениваются составными частями. В других смотрят на частицы: образуются твёрдые вещества, переходят протоны или электроны. Эти классификации пересекаются, и полезно знать обе.

Соединение и разложение

В реакции соединения, или синтеза, два или несколько веществ образуют один продукт: A + B → AB. Азот и водород соединяются в аммиак: N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Так аммиак получают в промышленности. Железо и кислород образуют оксид железа(III). Реакция разложения идёт в обратном направлении: одно вещество распадается на два или несколько, AB → A + B. Пероксид водорода медленно разлагается на воду и кислород, 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂, а известняк при нагревании в печи разлагается на негашёную известь и углекислый газ.

Замещение и обмен

В реакции замещения один элемент занимает место другого в соединении: A + BC → AC + B. Классический пример: медь в растворе нитрата серебра, Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag. Атомы меди переходят в раствор в виде синих ионов, а ионы серебра выделяются в виде металла. Магний в соляной кислоте замещает водород, и появляются пузырьки: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂.

В реакции обмена два соединения обмениваются составными частями: AB + CD → AD + CB. Смешай прозрачные растворы нитрата серебра и хлорида натрия: сразу появится белое твёрдое вещество, потому что хлорид серебра не растворяется в воде: AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃. Если из растворов образуется твёрдое вещество, такую реакцию называют реакцией осаждения. Химики предсказывают её с помощью правил растворимости: кратких перечней растворимых и нерастворимых ионных соединений.

Горение, нейтрализация и перенос электронов

При горении топливо быстро реагирует с кислородом, выделяя тепло и обычно свет. Если топливо содержит только углерод и водород либо углерод, водород и кислород, при полном сгорании получаются углекислый газ и вода. Так горят метан, пропан и этанол. В реакции нейтрализации кислота реагирует с основанием, образуя соль и воду: HCl + NaOH → NaCl + H₂O. По этому принципу антацидные таблетки действуют на желудочную кислоту. Подробнее об этом говорится в курсе о кислотах и основаниях.

У многих из этих реакций есть общая особенность: электроны переходят от одного вещества к другому. Когда натрий реагирует с хлором, каждый атом натрия теряет электрон, а каждый атом хлора принимает его. Потерю электронов называют окислением, а присоединение электронов называют восстановлением. Одно невозможно без другого, поэтому такие реакции называют окислительно-восстановительными. Горение, ржавление и замещение относятся к ним. Осаждение и нейтрализация не относятся: ни один элемент не меняет свою степень окисления.

ТипСхемаПример
СоединениеA + B → ABN₂ + 3H₂ → 2NH₃
РазложениеAB → A + B2H₂O₂ → 2H₂O + O₂
ЗамещениеA + BC → AC + BCu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag
ОбменAB + CD → AD + CBУравнение: AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃
Горениетопливо + O₂ → CO₂ + H₂OC₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O
Нейтрализациякислота + основание → соль + водаHCl + NaOH → NaCl + H₂O
A + B → ABСоединение (синтез)
AB → A + BРазложение
A + BC → AC + BЗамещение
AB + CD → AD + CBОбмен
ОкислениеПотеря электронов
ВосстановлениеПрисоединение электронов
  1. К какому типу относится 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂?
    • Разложение
    • Соединение
    • Обмен
    • Нейтрализация
  2. К какому типу относится N₂ + 3H₂ → 2NH₃?
    • Соединение
    • Разложение
    • Замещение
    • Горение
  3. В реакции AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃ образуется белое твёрдое вещество. Какой из продуктов является этим веществом?
    • AgCl
    • NaNO₃
    • AgNO₃
    • NaCl
  4. Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag. Какой цвет приобретает раствор?
    • Синий
    • Красный
    • Жёлтый
    • Остаётся бесцветным
  5. При полном сгорании пропана образуются…
    • CO₂ и H₂O
    • C и H₂
    • CO и O₂
    • CH₄ и O₂
  6. Потеря электронов называется…
    • Окисление
    • Восстановление
    • Нейтрализация
    • Осаждение
  7. Какая реакция НЕ является окислительно-восстановительной?
    • HCl + NaOH → NaCl + H₂O
    • CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
    • 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃
    • Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂
  8. К какому типу относится Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂?
    • Замещение
    • Обмен
    • Разложение
    • Соединение
  9. Кислота + основание → соль + вода. Как называется эта реакция?
    • Нейтрализация
    • Горение
    • Разложение
    • Соединение
  10. Сколько из этих реакций являются окислительно-восстановительными: N₂ + 3H₂ → 2NH₃, C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag?
Главное
  • При соединении вещества объединяются, при разложении распадаются, а при замещении одни элементы занимают место других.
  • Обмен часто приводит к осаждению; при полном сгорании топлива, содержащего углерод и водород, образуются CO₂ и H₂O.
  • В окислительно-восстановительных реакциях переходят электроны: окисление означает их потерю, восстановление означает присоединение.
Источники курса (14)
  • OpenStax Chemistry 2e (openstax.org/books/chemistry-2e): 1.2 law of conservation of matter, 1.3 chemical change (rust, combustion, cooking and rotting)
  • 4.1 balancing by inspection (CH4 + 2O2, 2H2O to 2H2 + O2, 2N2 + 5O2 to 2N2O5)
  • 4.2 precipitation (PbI2 from KI and Pb(NO3)2, AgCl insoluble)
  • redox (Na + Cl2, copper wire in silver nitrate)
  • combustion, 5.1 specific heat of water 4.184 J/g °C, 5.3 enthalpy (ΔH < 0 exothermic; ΔHc CH4 −890.8, H2 −285.8, ethanol −1366.8, methanol −726.1 kJ/mol; 1.00 L isooctane 33,100 kJ; ozone formation endothermic)
  • 12.2 factors affecting rates (sodium and iron in air, calcium and sodium in water, sawdust, rate roughly doubles per 10 °C, phosphorus in pure oxygen, air about 20% oxygen, H2O2 decomposition)
  • 12.5 collision theory and Arrhenius equation (R = 8.314 J/mol/K, catalytic converters)
  • 12.7 catalysis and enzymes
  • NIST Chemistry WebBook methane ΔcH°gas −890.7 ± 0.4 kJ/mol (webbook.nist.gov)
  • NIST CODATA Avogadro constant 6.022 140 76 × 10²³ mol⁻¹ exact (physics.nist.gov)
  • IUPAC CIAAW abridged standard atomic weights (H 1.0080, C 12.011, N 14.007, O 15.999, Na 22.990, Ca 40.078, Fe 55.845, Sn 118.71; ciaaw.org)
  • ACS International Historic Chemical Landmark, The Chemical Revolution of Antoine-Laurent Lavoisier (acs.org, Traité élémentaire de chimie 1789, quotation on conservation of mass)
  • Lavoisier, memoir on the calcination of tin in closed vessels, Mémoires de l'Académie Royale des Sciences for 1774, published 1777 (via web.lemoyne.edu/giunta/classicalcs/lavoisier.html)
  • PubChem sodium bicarbonate and acetic acid pages (pubchem.ncbi.nlm.nih.gov).

Проверено: 2026-10-17