1. Химическая реакция инициируется активными частицами реагентов, отличными от насыщенных молекул: радикалами, ионами, координационно ненасыщенными соединениями. Реакционная исходных веществ определяется наличием в их составе этих активных частиц.
Химия выделяет три основных фактора, влияющих на химическую реакцию:
температура; катализатор (если нужен); природа реагирующих веществ.Из них важнейшим является последний. Именно природа вещества определяет его образовывать те или иные активные частицы. А стимулы лишь осуществиться этому процессу.
2. Активные частицы находятся в термодинамическом равновесии с исходными насыщенными молекулами.
3. Активные частицы взаимодействуют с исходными молекулами по цепному механизму.
4. Взаимодействие между активной частицей и молекулой реагента происходит в три стадии: ассоциации, электронной изомеризации и диссоциации.
На первой стадии протекания химической реакции - стадии ассоциации активная частица присоединяется к насыщенной молекуле другого реагента с химических связей, которые слабее, чем ковалентные. Ассоциат может быть образован с ван-дер-ваальсовой, водородной, донорно-акцепторной и динамической связи.
На второй стадии протекания химической реакции - стадии электронной изомеризации происходит важнейший процесс - преобразование сильной ковалентной связи в исходной молекуле реагента в более слабую: водородную, донорно-акцепторную, динамическую, а то и ван-дер-ваальсовую.
5. Третья стадия взаимодействия между активной частицей и молекулой реагента - диссоциация изомеризованного ассоциата с образованием конечного продукта реакции - является лимитирующей и самой медленной стадией всего процесса.
Великая «хитрость» химической природы веществИменно эта стадия определяет общие энергетические затраты на весь трехстадийный процесс протекания химической реакции. И здесь заключена великая «хитрость» химической природы веществ. Самый энергозатратный процесс - разрыв ковалентной связи в реагенте - произошел легко и изящно, практически не заметно во времени по сравнению с третьей, лимитирующей стадией реакции. В нашем примере так легко и непринужденно связь в молекуле водорода с энергией 430 кДж/моль преобразовалась в ван-дер-ваальсовую с энергией в 20 кДж/моль. И все энергозатраты реакции свелись к разрыву этой слабой ван-дер-ваальсовой связи. Вот почему энергетические затраты, необходимые для разрыва ковалентной связи химическим путем, значительно меньше затрат на термическое разрушение этой связи.
Таким образом, теория элементарных взаимодействий наделяет строгим физическим смыслом понятие «энергия активации». Это энергия, необходимая для разрыва соответствующей химической связи в ассоциате, образование которого предшествует получению конечного продукта химической реакции.
6. Не зависимо от инициирования реакции (температура, катализатор, излучение, растворитель и т.п.) в основе протекания химической реакции лежит одно и то же явление: образование химически активных частиц.
Мы еще раз подчеркиваем единство химической природы вещества. Оно может вступить в реакцию лишь в одном случае: при появлении активной частицы. А температура, катализатор и другие факторы, при всем их физическом различии, играют одинаковую роль: инициатора.
Объяснение:
1. С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать хлорид железа(II): сероводородная кислота, нитрат бария, гидроксид натрия, нитрат серебра, азотная кислота, гидроксид меди(II), карбонат натрия?
1) FeCl2 + H2S ⇄ FeS↓ + 2HCl
Fe2+ + 2Cl(-) + 2H(+) + S(2-) = FeS↓ + 2H+ + 2Cl(-)
Fe2+ + S(2-) = FeS↓
2) FeCl2 + 2NaOH = Fe(OH)2 ↓ + 2NaCl
Fe2+ + 2Cl(-) + 2Na+ + 2OH (-) = Fe(OH)2 ↓ + 2Na+ + 2Cl(-)
Fe2+ + 2OH (-) = Fe(OH)2 ↓
3) FeCl2 + 2AgNO3 = 2 AgCl↓ + Fe(NO3)2
Fe2+ + 2Cl(-) + 2Ag+ + 2NO3(-) = 2 AgCl↓ + Fe2+ + 2NO3(-)
2Cl(-) + 2Ag+ = 2 AgCl↓
4) FeCl2 + Na2CO3 + FeCO3↓ + 2NaCl
Fe2+ + 2Cl(-) + 2Na+ + CO3(2-) = FeCO3↓ + 2Na+ + 2Cl(-)
Fe2+ + CO3(2-) = FeCO3↓
Приведите уравнения возможных реакций в молекулярном и ионном виде. С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать нитрат меди(II): соляная кислота, гидроксид бария, силикат натрия, бромид серебра, фосфорная кислота, гидроксид железа(II)?
Cu(NO3)2 + Ba(OH)2 = Cu(OH)2 ↓ + Ba(NO3)2
Cu2+ + 2NO3(-) + Ba2+ + 2OH(-) = Cu(OH)2 ↓ + Ba2+ +2NO3(-)
Cu2+ + 2OH(-) = Cu(OH)2 ↓
Cu(NO3)2 + K2SiO3 = CuSiO3 ↓ + 2 KNO3
Cu2+ + 2NO3(-) + 2K+ + SiO3 (2-) = CuSiO3 ↓ + 2 K+ + 2NO3(-)
Cu2+ + SiO3 (2-) = CuSiO3 ↓
3Cu(NO3)2 + 2H3PO4 = Cu3(PO4)2↓ + 6HNO3
3Cu2+ + 6NO3(-) + 6H+ + 2PO4(3-) = Cu3(PO4)2↓ + 6H+ + 6NO3(-)
3Cu2+ + 2PO4(3-) = Cu3(PO4)2↓
Приведите уравнения возможных реакций в молекулярном и ионном виде.
2. С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать сульфат меди (II): железо, цинк, ртуть, алюминий? Приведите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu↓
Cu2+ + SO4(2-) + Fe = Fe2+ + SO4(2-) + Cu↓
Cu2+ + Fe = Fe2+ + Cu↓
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu↓
Cu2+ + SO4(2-) + Zn = Zn2+ + SO4(2-) + Cu↓
Cu2+ + Zn = Zn 2+ + Cu↓
3CuSO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3Cu↓
3Cu2+ + 3SO4(2-) + 2Al = 2Al(3+) + 3SO4(2-) + 3Cu↓
3Cu2+ + 2Al = 2Al(3+) + 3Cu
2. С какими из перечисленных веществ будет взаимодействовать сульфат железа (II): магний, никель, цинк, медь, алюминий? Приведите уравнения соответствующих реакций в молекулярном и ионном виде.
FeSO4 + Mg = MgSO4 + Fe↓
Fe2+ + SO4(2-) + Mg = Mg2+ + SO4(2-) + Fe↓
Cu2+ + Mg = Mg2+ + Cu↓
FeSO4 + Zn = ZnSO4 + Fe↓
Fe2+ + SO4(2-) + Zn = Zn2+ + SO4(2-) + Fe↓
Fe2+ + Zn = Zn2+ + Fe↓
3FeSO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3Fe↓
3Fe2+ + 3SO4(2-) + 2Al = 2Al(3+) + 3SO4(2-) + 3Fe↓
3Fe2+ + 2Al = 2Al(3+) + 3Fe↓
3. Получите всеми известными вам
а) хлорид меди,
Сu + Cl2 = CuCl2
CuO + 2 HCl = CuCl2 + H2O
CuCO3 + 2 HCl = CuCl2 + H2O + CO2↑
б) сульфат натрия
NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O
Na2CO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2O + CO2
Na2SiO3 + H2SO4 = Na2SO4 + H2SiO3↓
3. Получите всеми известными вам
а) сульфат меди(II),
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O
CuO + SO3 = CuSO4
HgSO4 + Cu = CuSO4 + Hg↓
Cu + 2H2SO4 (конц) = СuSO4 + SO2↑ + 2H2O
б) бромид натрия
2Na + Br2 = 2NaBr
NaI + Br2 = NaBr + I2↓
NaOH + HBr = NaBr + H2O
