Классификация реакций, законы сохранения и термохимические расчёты
Сбалансированное уравнение описывает сохранение частиц, количественные отношения и, при наличии ΔH, перенос энергии.
Цели
- Классифицировать реакции по перестройке частиц и переносу энергии.
- Уравнивать по сохранению атомов и заряда.
- Толковать коэффициенты как мольные отношения.
- Правильно масштабировать и обращать термохимические уравнения.
- Рассчитывать теплоту по количеству реакции или изменению температуры.
1. Классификация
| Тип | Схема | Смысл |
|---|---|---|
| Соединение | A + B → AB | несколько реагентов дают меньше продуктов |
| Разложение | AB → A + B | один реагент даёт несколько продуктов |
| Замещение | A + BC → AC + B | одна частица заменяет другую |
| Обмен | AB + CD → AD + CB | ионы обмениваются партнёрами |
| Горение | вещество + O2 → оксиды | быстрое окисление с выделением энергии |
Одна реакция может относиться к нескольким категориям: горение бывает одновременно окислительно-восстановительным и экзотермическим. Обратимость, фазовая однородность и катализ — независимые признаки.
2. Сохранение и уравнивание
Химическая реакция перегруппировывает атомы. Число атомов каждого элемента и суммарный заряд одинаковы в обеих частях. В закрытой системе сохраняется масса. Если газ выходит из открытого сосуда, масса сосуда может уменьшиться, но общая масса с учётом газа сохраняется.
- Запишите правильные формулы.
- Подсчитайте атомы.
- Меняйте целые коэффициенты, а не индексы.
- Сократите до наименьшего отношения.
- Проверьте атомы и заряд.
С каждой стороны 4 H и 2 O.
3. Стехиометрический смысл
Коэффициенты задают отношения количеств. В N2 + 3H2 → 2NH3 один моль N2 реагирует с тремя молями H2, образуя два моля NH3. Фактический ход ограничивает лимитирующий реагент.