Химия, 9 класс · Повторение курса 8 класса. Химические реакции

Классификация химических реакций

Номера параграфов и упражнений будут из твоего учебника. Выбрать учебник

Что нужно знать до

Если что-то из этого забылось, начни оттуда — так будет понятнее.

Коротко о главном

Химические реакции делят на типы по разным признакам: по числу и составу веществ, по тепловому эффекту, по агрегатному состоянию, по обратимости, по участию катализатора и по изменению степеней окисления. Одну реакцию можно описать сразу по всем признакам.

\[\mathrm{Zn} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{ZnCl_2} + \mathrm{H_2}\uparrow\]

Это замещение, экзотермическая, гетерогенная, необратимая, некаталитическая и окислительно-восстановительная реакция.

Подробное объяснение

Библиотекарь может расставить книги по авторам, по жанрам или по году издания — и каждая расстановка по-своему удобна. С химическими реакциями так же: признаков классификации несколько, и каждый отвечает на свой вопрос о реакции.

Схема-дерево. От блока «Химические реакции» отходят шесть признаков классификации — состав веществ, тепловой эффект, фазы, обратимость, катализатор, степени окисления; у каждого признака указаны типы реакций.
Одну и ту же реакцию можно описать по каждому из шести признаков.

По числу и составу веществ

  • Соединение: из двух или нескольких веществ получается одно сложное. \(\mathrm{CaO} + \mathrm{CO_2} \rightarrow \mathrm{CaCO_3}\).
  • Разложение: из одного сложного вещества — два или больше. \(2\mathrm{KNO_3} \xrightarrow{t} 2\mathrm{KNO_2} + \mathrm{O_2}\uparrow\).
  • Замещение: атомы простого вещества занимают место атомов элемента в сложном. \(\mathrm{Mg} + \mathrm{CuCl_2} \rightarrow \mathrm{MgCl_2} + \mathrm{Cu}\).
  • Обмен: два сложных вещества обмениваются составными частями. \(\mathrm{AgNO_3} + \mathrm{NaCl} \rightarrow \mathrm{AgCl}\downarrow + \mathrm{NaNO_3}\).

Реакция кислоты со щёлочью, в которой получаются соль и вода, — нейтрализация, частный случай обмена. Реакцию, по которой узнают вещество (по осадку, газу, цвету), называют качественной: например, ионы \(\mathrm{Ba^{2+}}\) обнаруживают по белому осадку \(\mathrm{BaSO_4}\).

По тепловому эффекту

Экзотермические реакции выделяют теплоту (горение газа на плите), эндотермические — поглощают (разложение известняка в печи). Количество теплоты называют тепловым эффектом \(Q\) и измеряют в кДж или кДж/моль. У экзотермических \(Q > 0\), у эндотермических \(Q < 0\). Уравнение с указанным тепловым эффектом — термохимическое:

\[\mathrm{C} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2} + 394 \text{ кДж}\]

Число относится к тем количествам веществ, которые стоят в уравнении: здесь — к 1 моль углерода. Если веществ вдвое больше, теплоты тоже вдвое больше.

По агрегатному состоянию

Фаза — однородная часть системы, отделённая от других границей. В гомогенных реакциях все реагенты в одной фазе: смесь газов или раствор. В гетерогенных реагенты в разных фазах, и реакция идёт на границе: кусочек цинка в кислоте, уголь в кислороде.

По обратимости

Необратимые реакции идут до конца в одну сторону: сгоревшую серу обратно в серу и кислород не разложить. Обратимые при одних и тех же условиях идут в обе стороны, их записывают со знаком \(\rightleftarrows\).

По катализатору

Катализатор ускоряет реакцию, но сам не расходуется. Реакции с ним — каталитические, без него — некаталитические. Если катализатор — белок-фермент живой клетки, реакцию называют ферментативной.

По изменению степеней окисления

Если у каких-то элементов меняется степень окисления, это окислительно-восстановительная реакция (ОВР). Окислитель принимает электроны и сам восстанавливается, восстановитель отдаёт электроны и окисляется. Подсказка: реакции с участием простых веществ почти всегда ОВР, а реакции обмена — никогда.

Как решать задачи

  1. Определите тип по составу: посчитайте исходные вещества и продукты, отметьте простые и сложные.
  2. Расставьте степени окисления — если они меняются, это ОВР; найдите окислитель и восстановитель.
  3. Посмотрите на агрегатные состояния реагентов: одна фаза или разные.
  4. Для расчёта по термохимическому уравнению найдите \(n = m/M\) или \(n = V/V_m\) (\(V_m = 22{,}4\) л/моль при н. у.).
  5. Составьте пропорцию: коэффициент вещества в уравнении — тепловой эффект, найденное \(n\) — искомая теплота.

Разобранные примеры

База

Определяем тип реакций

Условие

Определите тип каждой реакции по числу и составу веществ:

  1. \(\mathrm{N_2} + 3\mathrm{H_2} \rightarrow 2\mathrm{NH_3}\); 2) \(\mathrm{Fe(OH)_2} \xrightarrow{t} \mathrm{FeO} + \mathrm{H_2O}\); 3) \(\mathrm{CuO} + 2\mathrm{HNO_3} \rightarrow \mathrm{Cu(NO_3)_2} + \mathrm{H_2O}\).
Решение
  1. Из двух простых веществ — одно сложное: соединение.

  2. Из одного сложного — два новых: разложение.

  3. Оба исходных вещества сложные, медь и водород меняются местами: обмен. Это не замещение — простых веществ в реакции нет.

Ответ: 1 — соединение, 2 — разложение, 3 — обмен.
Средний

Расчёт по термохимическому уравнению

Условие

Водород горит по уравнению \(2\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{H_2O} + 572\) кДж. Сколько теплоты выделится при сгорании 8 г водорода?

Дано
  • \(m(\mathrm{H_2}) = 8\) г
Найти
  • \(Q\)
Решение

\(M(\mathrm{H_2}) = 2\) г/моль, \(n(\mathrm{H_2}) = \dfrac{8}{2} = 4\) моль.

По уравнению 2 моль водорода дают 572 кДж. Пропорция: 2 моль — 572 кДж, 4 моль — \(x\) кДж.

\[x = \frac{4 \cdot 572}{2} = 1144 \text{ кДж}\]
Ответ: 1144 кДж
Сложный

Описываем реакцию по всем признакам

Условие

Магниевую стружку опустили в соляную кислоту: \(\mathrm{Mg} + 2\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{MgCl_2} + \mathrm{H_2}\uparrow\), пробирка нагрелась. Охарактеризуйте реакцию по всем признакам и составьте электронный баланс.

Решение

По составу: простое вещество Mg вытесняет водород из кислоты — замещение. Пробирка нагрелась — реакция экзотермическая. Магний твёрдый, кислота — раствор: реакция гетерогенная. Продукты обратно в магний и кислоту не превращаются — необратимая. Катализатор не нужен — некаталитическая.

Степени окисления меняются, это ОВР:

\[\mathrm{\overset{0}{Mg}} - 2e^- \rightarrow \mathrm{\overset{+2}{Mg}} \quad \text{окисление, Mg — восстановитель}\]
\[2\mathrm{\overset{+1}{H}} + 2e^- \rightarrow \mathrm{\overset{0}{H}_2} \quad \text{восстановление, } \mathrm{H^+} \text{ — окислитель}\]

Число отданных и принятых электронов одинаково (по 2), коэффициенты в уравнении верны.

Ответ: Замещение, экзотермическая, гетерогенная, необратимая, некаталитическая, ОВР; восстановитель Mg, окислитель H⁺ (HCl).

Типичные ошибки

Путают замещение и обмен
Почему неверно

Реакцию \(\mathrm{CuO} + \mathrm{H_2SO_4} \rightarrow \mathrm{CuSO_4} + \mathrm{H_2O}\) называют замещением: «медь заместила водород». Но в замещении обязательно участвует простое вещество, а здесь оба реагента сложные.

Как правильно

Сначала посмотрите, есть ли среди реагентов простое вещество. Есть, и оно вытесняет элемент из сложного, — замещение. Оба реагента сложные и обмениваются частями — обмен.

Не учитывают коэффициенты в термохимическом уравнении
Почему неверно

В уравнении \(2\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{H_2O} + 572\) кДж считают, что 572 кДж выделяет 1 моль водорода. На самом деле это теплота для 2 моль, и ответ получается вдвое больше верного.

Как правильно

Тепловой эффект относится к числу моль, равному коэффициенту. Пропорцию составляйте именно с коэффициентом: 2 моль H₂ — 572 кДж.

Путают окислитель и восстановитель
Почему неверно

Рассуждают по названию: «окислитель окисляется». Получается наоборот.

Как правильно

Окислитель забирает электроны у другого вещества и сам при этом восстанавливается: его степень окисления понижается. Восстановитель отдаёт электроны и окисляется: степень окисления растёт.

Проверь себя

Ответь на вопросы — после каждого ответа появится пояснение.

  1. Какая из реакций относится к реакциям обмена?

    Показать ответ

    Ответ: В) $\mathrm{KOH} + \mathrm{HNO_3} \rightarrow \mathrm{KNO_3} + \mathrm{H_2O}$

    В реакции нейтрализации два сложных вещества обмениваются составными частями — это частный случай реакции обмена.

  2. Какие реакции являются окислительно-восстановительными?

    Правильных ответов несколько.

    Показать ответ

    Ответ: А) $\mathrm{Fe} + \mathrm{CuSO_4} \rightarrow \mathrm{FeSO_4} + \mathrm{Cu}$; В) $2\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{H_2O}$

    В первой и третьей реакциях участвуют простые вещества, и степени окисления железа, меди, водорода и кислорода меняются; в реакциях обмена степени окисления не меняются.

  3. Каков знак теплового эффекта эндотермической реакции?

    Показать ответ

    Ответ: Б) Q < 0

    Эндотермическая реакция поглощает теплоту, поэтому её тепловой эффект отрицателен. Катализатор тепловой эффект не меняет.

  4. По уравнению \(2\mathrm{H_2} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{H_2O} + 572\) кДж определите, сколько килоджоулей выделяется при образовании 1 моль воды.

    Показать ответ

    Ответ: 286

    572 кДж приходится на 2 моль воды, на 1 моль — вдвое меньше, \(572 / 2 = 286\) кДж.

  5. Как называют реакцию, которую ускоряет белковый катализатор, например каталаза?

    Показать ответ

    Ответ: В) Ферментативная

    Белковые биологические катализаторы — ферменты, а реакции с их участием называют ферментативными.

Задачи для тренировки

От простых к сложным. Подсказку, решение и ответ открывай, только когда попробовал сам.

База Задача 1

К какому типу по числу и составу веществ относится реакция \(2\mathrm{Al(OH)_3} \xrightarrow{t} \mathrm{Al_2O_3} + 3\mathrm{H_2O}\)?

Подсказка

Посчитайте, сколько веществ вступает в реакцию и сколько образуется.

Решение

Из одного сложного вещества — гидроксида алюминия — получаются два новых, оксид алюминия и вода. Это признак реакции разложения.

Ответ
Реакция разложения
База Задача 2

Термохимическое уравнение: \(\mathrm{CaCO_3} \rightarrow \mathrm{CaO} + \mathrm{CO_2} - 180\) кДж. Экзотермическая это реакция или эндотермическая?

Подсказка

Посмотрите на знак перед числом килоджоулей.

Решение

Знак «минус» перед тепловым эффектом означает, что теплота поглощается, \(Q < 0\). Такие реакции называют эндотермическими. Известняк действительно приходится долго прокаливать в печи.

Ответ
Эндотермическая
Средний Задача 3

При горении серы \(\mathrm{S} + \mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{SO_2} + 297\) кДж. Сколько теплоты выделится при сгорании 16 г серы?

Подсказка

Найдите количество вещества серы, \(n = m/M\).

Решение
Дано
  • \(m(\mathrm{S}) = 16\) г
  • \(Q_1 = 297\) кДж на 1 моль S
Найти
  • \(Q\)

\(M(\mathrm{S}) = 32\) г/моль, \(n(\mathrm{S}) = \dfrac{16}{32} = 0{,}5\) моль.

По уравнению 1 моль серы даёт 297 кДж, значит \(Q = 0{,}5 \cdot 297 = 148{,}5\) кДж.

Ответ
148,5 кДж
Средний Задача 4

Горение метана: \(\mathrm{CH_4} + 2\mathrm{O_2} \rightarrow \mathrm{CO_2} + 2\mathrm{H_2O} + 880\) кДж. Сколько теплоты выделится при сгорании 11,2 л метана (н. у.)?

Подсказка

При н. у. 1 моль газа занимает 22,4 л.

Решение
Дано
  • \(V(\mathrm{CH_4}) = 11{,}2\) л
  • \(V_m = 22{,}4\) л/моль
Найти
  • \(Q\)

\(n(\mathrm{CH_4}) = \dfrac{11{,}2}{22{,}4} = 0{,}5\) моль.

В уравнении перед метаном коэффициент 1, на 1 моль приходится 880 кДж, поэтому \(Q = 0{,}5 \cdot 880 = 440\) кДж.

Ответ
440 кДж
Сложный Задача 5

Окисление меди: \(2\mathrm{Cu} + \mathrm{O_2} \rightarrow 2\mathrm{CuO} + 311\) кДж. Выделилось 62,2 кДж теплоты. Какая масса меди вступила в реакцию?

Подсказка

311 кДж выделяется при реакции 2 моль меди, а не 1 моль.

Решение
Дано
  • \(Q = 62{,}2\) кДж; по уравнению 2 моль Cu дают 311 кДж
Найти
  • \(m(\mathrm{Cu})\)

Составим пропорцию: 2 моль Cu — 311 кДж, \(x\) моль Cu — 62,2 кДж.

\(x = \dfrac{2 \cdot 62{,}2}{311} = 0{,}4\) моль.

\(m(\mathrm{Cu}) = n \cdot M = 0{,}4 \cdot 64 = 25{,}6\) г.

Ответ
25,6 г
Сложный Задача 6

Хлорную воду прилили к раствору иодида калия: \(\mathrm{Cl_2} + 2\mathrm{KI} \rightarrow 2\mathrm{KCl} + \mathrm{I_2}\). Определите тип реакции по составу, укажите окислитель и восстановитель.

Подсказка

Расставьте степени окисления хлора и иода до и после реакции.

Решение

Простое вещество \(\mathrm{Cl_2}\) вытесняет иод из сложного вещества — это реакция замещения.

Степени окисления меняются: \(\mathrm{\overset{0}{Cl}} \rightarrow \mathrm{\overset{-1}{Cl}}\) (хлор принимает электроны), \(\mathrm{\overset{-1}{I}} \rightarrow \mathrm{\overset{0}{I}}\) (иод отдаёт электроны). Значит, это ОВР: \(\mathrm{Cl_2}\) — окислитель, он восстанавливается; \(\mathrm{KI}\) (иодид-ион) — восстановитель, он окисляется.

Ответ
Замещение, ОВР; окислитель Cl₂, восстановитель KI (I⁻)

Для родителя

Как объяснить за 5 минут. Возьмите ложку соды и немного уксуса: смесь шипит — это обмен, газ \(\mathrm{CO_2}\) уходит, обратно ничего не вернёшь (реакция необратимая). Зажгите спичку — горение выделяет тепло, это экзотермическая реакция. Предложите ребёнку для каждой реакции ответить на шесть вопросов по схеме: сколько веществ, выделяется ли тепло, одна ли фаза, обратима ли, нужен ли катализатор, меняются ли степени окисления. Вопросы для проверки понимания: 1) Чем реакция замещения отличается от обмена? 2) Почему горение — экзотермическая реакция? 3) Кто принимает электроны — окислитель или восстановитель? На что обратить внимание. Типы по разным признакам не исключают друг друга: одна реакция одновременно может быть замещением, экзотермической и ОВР. Проверьте, что в расчётах ребёнок учитывает коэффициенты уравнения.

Где в учебниках

УчебникПараграфУпражнения
Химия. 9 класс (Габриелян, Остроумов, Сладков) § 2 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
Проверено методистом 1 октября 2026.
Нашли ошибку?

Опечатка, неверный ответ, непонятное объяснение — напишите, что не так. Мы проверим и исправим.