Типы химических реакций на примере свойств воды

Реакции замещения. Щелочные и щёлочноземельные металлы с водой могут образовывать щёлочи не только с помощью своих оксидов, но и при непосредственном взаимодействии. Только это будут уже реакции другого типа — реакции замещения, например:

Нальём в чашку Петри, находящуюся на столике кодоскопа, немного воды и добавим к ней несколько капель фенолфталеина. Затем поместим в сосуд кусочек очищенного натрия величиной со спичечную головку. На экране будет проецироваться происходящая при этом химическая реакция (рис. 114): кусочек натрия превращается в круглый шарик (плавится, так как реакция экзотермическая), бегает по поверхности воды (натрий легче воды и подталкивается образующимся в результате взаимодействия газообразным водородом), оставляя за собой малиновый след (это изменяет окраску фенолфталеина получившаяся в результате реакции щёлочь — гидроксид натрия).

Реакции обмена. Если вы обратите внимание на уже знакомую вам таблицу растворимости гидроксидов и солей в воде, то, очевидно, заметите, что в некоторых клетках этой таблицы стоят прочерки, которые обозначают, что данное вещество в водной среде разлагается, или, как говорят, гидролизуется (гидро — вода, лизос — разложение).

Гидролиз может быть обратимым (с ним вы будете знакомиться при изучении химии в старших классах) и необратимым. Например, необратимо гидролизуется сульфид алюминия:

Если в пробирку прилить на ⅓ её объёма дистиллированной воды, а затем поместить в неё кусочек карбида кальция СаС₂ величиной с горошину, то можно заметить выделение газа — ацетилена С₂Н₂, а если затем в пробирку прилить раствор фенолфталеина, то появление малиновой окраски укажет на образование щёлочи — гидроксида кальция:

Гидролиз органических веществ — жиров, белков и углеводов, протекающий в живых организмах, — это основа их жизнедеятельности.

Следовательно, вода — не только самое важное вещество на Земле, но это и многоликое соединение, обладающее разнообразными химическими свойствами.

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и слово-сочетаниям следующего параграфа.

1. Закончите уравнения реакций, схемы которых:

Укажите типы реакций по признаку «число и состав исходных веществ и продуктов реакции». Назовите продукты реакций.

2. Какой объём ацетилена (н. у.) образуется в результате гидролиза 320 мг карбида кальция, содержащего 2% примесей?

3. Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Укажите типы реакций по признаку числа и состава исходных веществ и продуктов реакции.

4. Вычислите объём (н. у.) водорода, который образуется при взаимодействии 9,2 г натрия, содержащего 2,5% примесей, с водой. Вычислите количество вещества щёлочи, которое получится при этом.

5. Найдите массу глюкозы и объём кислорода (н. у.), образующихся в процессе фотосинтеза, если в реакцию вступило 448 м 3 углекислого газа (н. у.). Вычислите количество вещества воды, которое для этого потребовалось.

Источник

Вода реакция замещения пример

Тема 33. Типы химических реакций на примере свойств воды.

Часть I

1. Реакции разложения воды:
— под действием электрического тока называют электролизом;
— под действием света называют фотолизом.
Уравнение реакции: 2Н2О = 2Н2 + О2

2. Реакции соединения воды с оксидами:
металлов идут с образованием щелочей, например:
неметаллов идут с образованием кислоты, например:

3. Реакции замещения водорода в молекуле воды на металл идут с образованием щёлочи:

4. Реакции обмена — это реакции разложения веществ водой, или реакции гидролиза, например:

Часть II

1. «Химическим антонимом» реакции разложения воды является её синтез из соответствующих простых веществ. Напишите уравнение этого процесса:
2Н2 + О2=2Н2О
Придумайте и решите задачу, если известен объём одного из исходных веществ (н. у.), а требуется найти массу воды.
При взаимодействии 11,2 л углекислого газа с гидроксидом натрия, образовались соль и вода. Найти массу воды.

2. Запишите уравнения возможных реакций соединения с водой:

Распределите образовавшиеся гидроксиды на две группы.

3. Запишите уравнения реакций замещения с водой:

4. Запишите уравнения реакций гидролиза:

5. Запишите название продуктов гидролиза органических веществ, используя свои знания по теме «Пищеварительная система» из курса биологии.
1) Белки + вода→аминокислота.
2) Крахмал + вода→глюкоза.
3) Жиры + вода→глицерин + оксокислота.

6. Найдите массу фосфорной кислоты, которая образуется при растворении в воде 2,5 моль оксида фосфора (V).

7. Найдите массу щёлочи, которая образуется при растворении в воде 1,5 моль натрия.

Источник

§ 34. Типы химических реакций на примере свойств воды

Вы уже познакомились с самым удивительным веществом на Земле — оксидом водорода, т. е. с водой Н₂O.

Наша Родина занимает первое место в мире по запасам пресной воды — на территории России сосредоточена 1/5 её мировых ресурсов. Речной сток составляет 4270 км 3 в год, что соответствует 10% мирового речного стока, т. е. по 30 тысяч м 3 на каждого россиянина. Для сравнения укажем, что засушливые или полузасушливые регионы мира, которые составляют 40% суши, имеют только 2% мировых запасов пресной воды. За источники чистой воды в некоторых странах Азии и Африки идут настоящие войны. По прогнозам, к 2025 г. в странах, испытывающих умеренную или серьёзную нехватку воды, будут жить уже две трети населения планеты.

И хотя в России, кроме рек, сосредоточено также более 26 тысяч км 3 пресных вод в озёрах и существует 2000 водохранилищ, объём которых более 1 млн м 3 каждое, проблема загрязнения водоёмов и нехватки питьевой воды является одной из актуальных.

На примере химических свойств воды, этого важнейшего из веществ на нашей планете, повторим основные типы химических реакций по признаку «число и состав исходных веществ и продуктов реакции».

Реакция разложения.

С этой реакцией, которая протекает под действием постоянного электрического тока и называется электролизом, вы уже знакомились:

Растения разлагают воду на водород и кислород в процессе фотосинтеза. Если веточку водного растения элодеи поместить в прибор, изображённый на рисунке 112, и выставить на яркий солнечный свет, то уже через 10— 15 мин в верхней части пробирки соберётся кислород, который образовался в результате разложения воды на свету — фотолиза (фотос — свет, лизос — разложение). Как вы знаете из курса биологии, образовавшийся при этом водород с помощью многочисленных биохимических реакций образует с углекислым газом органическое вещество — глюкозу С₆Н₁₂O₆. Совокупность всех этих процессов и называют фотосинтезом. Процесс фотосинтеза можно записать с помощью следующего обобщённого уравнения:

Реакции соединения.

Вы рассматривали этот тип реакций на свойстве воды соединяться с оксидами металлов и неметаллов с образованием соответственно щелочей и растворимых кислородсодержащих кислот.

Если в фарфоровую чашечку поместить несколько кусочков уже известной вам негашёной извести — оксида кальция СаО, а затем приливать к ним постепенно воду, давая ей впитываться, над чашкой появится пар. Кусочки оксида кальция начнут разогреваться и превратятся в пушистые хлопья или порошок нового вещества — гидроксида кальция, или гашёной извести (рис. 113):

Рис. 113.
Взаимодействие оксида кальция (негашёной извести) с водой

Теперь вам стало понятно, почему эту реакцию называют гашением извести.

Образуют щёлочи при взаимодействии с водой все оксиды металлов IA группы (главной подгруппы I группы) Периодической системы Д. И. Менделеева, поэтому эти элементы называют щелочными. Оксиды металлов главной подгруппы II группы (IIA группы) Периодической системы Д. И. Менделеева — кальция, стронция, бария (их в старину называли землями) — также образуют при взаимодействии с водой щёлочи. Поэтому эти элементы называют щёлочноземельными.

А вот оксиды неметаллов взаимодействуют с водой, образуя кислоты, в которых неметалл будет иметь ту же степень окисления, что и в соответствующем оксиде:

Теперь вам, очевидно, стало понятно, почему основания и кислородсодержащие кислоты называют в химии одним словом «гидроксиды».

Гидроксидами называют кислородсодержащие кислоты и основания.

Вам следует запомнить несложное правило: вода реагирует с оксидами металлов и оксидами неметаллов в том случае, если образуется растворимый гидроксид (щёлочь или кислородсодержащая кислота):

Реакции замещения.

Щелочные и щёлочноземельные металлы с водой могут образовывать щёлочи не только с помощью своих оксидов, но и при непосредственном взаимодействии. Только это будут уже реакции другого типа — реакции замещения, например:

Нальём в чашку Петри, находящуюся на столике кодоскопа, немного воды и добавим к ней несколько капель фенолфталеина. Затем поместим в сосуд кусочек очищенного натрия величиной со спичечную головку. На экране будет проецироваться происходящая при этом химическая реакция (рис. 114): кусочек натрия превращается в круглый шарик (плавится, так как реакция экзотермическая), бегает по поверхности воды (натрий легче воды и подталкивается образующимся в результате взаимодействия газообразным водородом), оставляя за собой малиновый след (это изменяет окраску фенолфталеина получившаяся в результате реакции щёлочь — гидроксид натрия).

Рис. 114. Взаимодействие натрия с водой

Реакции обмена.

Если вы обратите внимание на уже знакомую вам таблицу растворимости гидроксидов и солей в воде, то, очевидно, заметите, что в некоторых клетках этой таблицы стоят прочерки, которые обозначают, что данное вещество в водной среде разлагается, или, как говорят, гидролизуется (гидро — вода, лизос — разложение).

Обменное взаимодействие веществ с водой, приводящее к их разложению, называют гидролизом.

Гидролиз может быть обратимым (с ним вы будете знакомиться при изучении химии в старших классах) и необратимым. Например, необратимо гидролизуется сульфид алюминия:

Если в пробирку прилить на 1/3 её объёма дистиллированной воды, а затем поместить в неё кусочек карбида кальция СаС₂ величиной с горошину, то можно заметить выделение газа — ацетилена С₂Н₂, а если затем в пробирку прилить раствор фенолфталеина, то появление малиновой окраски укажет на образование щёлочи — гидроксида кальция:

Гидролиз органических веществ — жиров, белков и углеводов, протекающий в живых организмах, — это основа их жизнедеятельности.

Следовательно, вода — не только самое важное вещество на Земле, но это и многоликое соединение, обладающее разнообразными химическими свойствами.

Ключевые слова и словосочетания

1. Электролиз.
2. Фотолиз.
3. Фотосинтез.
4. Щелочные и щёлочноземельные металлы.
5. Гидроксиды (основания и кислородсодержащие кислоты).
6. Условие взаимодействия оксидов металлов и неметаллов с водой.
7. Гидролиз.

Работа с компьютером

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.
2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

Вопросы и задания

Закончите уравнения реакций, схемы которых:

Укажите типы реакций по признаку «число и состав исходных веществ и продуктов реакции». Назовите продукты реакций.

Какой объём ацетилена (н. у.) образуется в результате гидролиза 320 мг карбида кальция, содержащего 2% примесей?

Запишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

Укажите типы реакций по признаку числа и состава исходных веществ и продуктов реакции.

Вычислите объём (н. у.) водорода, который образуется при взаимодействии 9,2 г натрия, содержащего 2,5% примесей, с водой. Вычислите количество вещества щёлочи, которое получится при этом.

Найдите массу глюкозы и объём кислорода (н. у.), образующихся в процессе фотосинтеза, если в реакцию вступило 448 м 3 углекислого газа (н. у.). Вычислите количество вещества воды, которое для этого потребовалось.

Источник