Задание 19 ЕГЭ по химии 2025: Классификация химических реакций

Задание 19 ЕГЭ по химии проверяет знание классификации химических реакций по различным признакам и умение определять тип реакции. В этом задании требуется классифицировать предложенные химические реакции или выбрать реакции, относящиеся к определенному типу.

Теория для подготовки к заданию

Классификация химических реакций по различным признакам

Химические реакции классифицируют по нескольким признакам, что позволяет систематизировать их многообразие и выявить общие закономерности.

По числу и составу исходных веществ и продуктов реакции

  1. Реакции соединения – реакции, в результате которых из двух или нескольких веществ образуется одно сложное вещество:

    A + B → AB

    Примеры:

    • 2Mg + O₂ → 2MgO
    • CaO + H₂O → Ca(OH)₂
    • SO₃ + H₂O → H₂SO₄
  2. Реакции разложения – реакции, в результате которых из одного сложного вещества образуется два или несколько новых веществ:

    AB → A + B

    Примеры:

    • 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
    • CaCO₃ → CaO + CO₂
    • 2H₂O → 2H₂ + O₂
  3. Реакции замещения – реакции, в результате которых атомы простого вещества замещают атомы одного из элементов в сложном веществе:

    A + BC → AC + B

    Примеры:

    • Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
    • Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
    • Cl₂ + 2KBr → 2KCl + Br₂
  4. Реакции обмена – реакции, в результате которых два сложных вещества обмениваются своими составными частями:

    AB + CD → AD + CB

    Примеры:

    • AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃
    • H₂SO₄ + Ba(OH)₂ → BaSO₄↓ + 2H₂O
    • Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + H₂O + CO₂↑

По изменению степеней окисления элементов

  1. Окислительно-восстановительные реакции – реакции, сопровождающиеся изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ:

    Примеры:

    • 2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O
    • Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
    • 2KI + Cl₂ → 2KCl + I₂
  2. Реакции без изменения степеней окисления – реакции, в которых степени окисления атомов не изменяются:

    Примеры:

    • HCl + NaOH → NaCl + H₂O
    • CaCO₃ → CaO + CO₂
    • BaCl₂ + Na₂SO₄ → BaSO₄↓ + 2NaCl

По тепловому эффекту

  1. Экзотермические реакции – реакции, сопровождающиеся выделением теплоты:

    A + B → AB + Q

    Примеры:

    • H₂ + Cl₂ → 2HCl + Q
    • CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + Q
    • C + O₂ → CO₂ + Q
  2. Эндотермические реакции – реакции, сопровождающиеся поглощением теплоты:

    A + B + Q → AB

    Примеры:

    • N₂ + O₂ + Q → 2NO
    • C + H₂O + Q → CO + H₂
    • NH₄Cl + Q → NH₃ + HCl

По обратимости

  1. Обратимые реакции – реакции, протекающие одновременно в двух противоположных направлениях:

    A + B ⇄ C + D

    Примеры:

    • N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃
    • H₂ + I₂ ⇄ 2HI
    • PCl₅ ⇄ PCl₃ + Cl₂
  2. Необратимые реакции – реакции, протекающие практически до конца в одном направлении:

    A + B → C + D

    Примеры:

    • 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂
    • AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃
    • CaCO₃ → CaO + CO₂

По агрегатному состоянию реагирующих веществ

  1. Гомогенные реакции – реакции, протекающие в однородной среде (в одной фазе):

    Примеры:

    • HCl(р-р) + NaOH(р-р) → NaCl(р-р) + H₂O(ж)
    • H₂(г) + Cl₂(г) → 2HCl(г)
    • CH₄(г) + 2O₂(г) → CO₂(г) + 2H₂O(г)
  2. Гетерогенные реакции – реакции, протекающие на границе раздела фаз:

    Примеры:

    • Zn(тв) + 2HCl(р-р) → ZnCl₂(р-р) + H₂(г)
    • CaCO₃(тв) → CaO(тв) + CO₂(г)
    • Fe(тв) + CuSO₄(р-р) → FeSO₄(р-р) + Cu(тв)

По механизму протекания

  1. Радикальные реакции – реакции, протекающие с образованием свободных радикалов:

    Примеры:

    • Cl₂ → 2Cl• (под действием света)
    • CH₄ + Cl• → CH₃• + HCl
    • CH₃• + Cl₂ → CH₃Cl + Cl•
  2. Ионные реакции – реакции, протекающие с участием ионов:

    Примеры:

    • H⁺ + OH⁻ → H₂O
    • Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓
    • Ba²⁺ + SO₄²⁻ → BaSO₄↓
  3. Молекулярные реакции – реакции, протекающие с участием молекул:

    Примеры:

    • H₂ + Cl₂ → 2HCl
    • N₂ + 3H₂ → 2NH₃
    • CO + H₂O → CO₂ + H₂

По использованию катализатора

  1. Каталитические реакции – реакции, протекающие с участием катализатора:

    Примеры:

    • 2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (катализатор V₂O₅)
    • N₂ + 3H₂ → 2NH₃ (катализатор Fe)
    • 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂ (катализатор MnO₂)
  2. Некаталитические реакции – реакции, протекающие без участия катализатора:

    Примеры:

    • 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂
    • HCl + NaOH → NaCl + H₂O
    • CaCO₃ → CaO + CO₂
Важно!

Одна и та же реакция может относиться к разным типам по разным классификационным признакам. Например, реакция Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ является реакцией замещения, окислительно-восстановительной, экзотермической, необратимой, гетерогенной.

Особенности классификации некоторых типов реакций

Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные реакции (ОВР) – это реакции, сопровождающиеся изменением степеней окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ.

Типы окислительно-восстановительных реакций:

  1. Межмолекулярные – окислитель и восстановитель находятся в разных веществах:

    Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑

  2. Внутримолекулярные – окислитель и восстановитель находятся в одном веществе:

    2KClO₃ = 2KCl + 3O₂↑

  3. Диспропорционирования (самоокисления-самовосстановления) – атомы одного и того же элемента и окисляются, и восстанавливаются:

    3Cl₂ + 6KOH = 5KCl + KClO₃ + 3H₂O

Реакции ионного обмена

Реакции ионного обмена – это реакции между растворами электролитов, при которых происходит обмен ионами между реагирующими веществами.

Реакции ионного обмена протекают до конца (необратимо), если в результате реакции образуется:

  1. Осадок (нерастворимое вещество):

    AgNO₃ + NaCl = AgCl↓ + NaNO₃

  2. Газ:

    Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl + H₂O + CO₂↑

  3. Слабый электролит (слабая кислота, слабое основание, вода):

    NaOH + HCl = NaCl + H₂O

Гидролиз солей

Гидролиз солей – это взаимодействие ионов соли с водой, приводящее к образованию слабого электролита.

Типы гидролиза солей:

  1. Гидролиз по катиону – соли, образованные сильной кислотой и слабым основанием:

    NH₄Cl + H₂O ⇄ NH₄OH + HCl

    NH₄⁺ + H₂O ⇄ NH₄OH + H⁺

  2. Гидролиз по аниону – соли, образованные слабой кислотой и сильным основанием:

    Na₂CO₃ + H₂O ⇄ NaHCO₃ + NaOH

    CO₃²⁻ + H₂O ⇄ HCO₃⁻ + OH⁻

  3. Гидролиз по катиону и аниону – соли, образованные слабой кислотой и слабым основанием:

    CH₃COONH₄ + H₂O ⇄ CH₃COOH + NH₄OH

    NH₄⁺ + CH₃COO⁻ + H₂O ⇄ NH₄OH + CH₃COOH

Алгоритм определения типа химической реакции

  1. Записать уравнение химической реакции.
  2. Определить число и состав исходных веществ и продуктов реакции:
    • Если из нескольких веществ образуется одно – реакция соединения
    • Если из одного вещества образуется несколько – реакция разложения
    • Если простое вещество вытесняет другое из сложного – реакция замещения
    • Если два сложных вещества обмениваются составными частями – реакция обмена
  3. Определить, изменяются ли степени окисления элементов:
    • Если изменяются – окислительно-восстановительная реакция
    • Если не изменяются – реакция без изменения степеней окисления
  4. Определить тепловой эффект реакции (если известен):
    • Если выделяется теплота – экзотермическая реакция
    • Если поглощается теплота – эндотермическая реакция
  5. Определить обратимость реакции:
    • Если реакция протекает в двух направлениях – обратимая реакция
    • Если реакция протекает практически до конца в одном направлении – необратимая реакция
  6. Определить агрегатное состояние реагирующих веществ:
    • Если все вещества находятся в одной фазе – гомогенная реакция
    • Если вещества находятся в разных фазах – гетерогенная реакция
  7. Определить, используется ли катализатор:
    • Если используется – каталитическая реакция
    • Если не используется – некаталитическая реакция

Типичные ошибки при определении типа химической реакции

Примеры задач

Определите тип реакции:

2KMnO₄ → K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Ответ:

Реакция разложения, окислительно-восстановительная, внутримолекулярная, эндотермическая, необратимая, гомогенная (если в расплаве) или гетерогенная (если в твердом состоянии), некаталитическая.

1) Определяем число и состав исходных веществ и продуктов реакции:

Из одного вещества (KMnO₄) образуется несколько (K₂MnO₄, MnO₂, O₂) – реакция разложения.

2) Определяем, изменяются ли степени окисления элементов:

K⁺¹Mn⁺⁷O₄⁻² → K₂⁺¹Mn⁺⁶O₄⁻² + Mn⁺⁴O₂⁻² + O₂⁰

Степень окисления марганца изменяется: +7 → +6 и +4, степень окисления кислорода изменяется: -2 → 0.

Реакция окислительно-восстановительная, внутримолекулярная (окислитель и восстановитель находятся в одном веществе).

3) Определяем тепловой эффект реакции:

Реакция разложения обычно эндотермическая (требует подвода теплоты).

4) Определяем обратимость реакции:

Реакция необратимая, так как один из продуктов (O₂) – газ, который удаляется из зоны реакции.

5) Определяем агрегатное состояние реагирующих веществ:

Если реакция протекает в расплаве, то она гомогенная. Если в твердом состоянии, то гетерогенная.

6) Определяем, используется ли катализатор:

В условии не указано использование катализатора, поэтому реакция некаталитическая.

Определите тип реакции:

AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃

Ответ:

Реакция обмена, без изменения степеней окисления, экзотермическая, необратимая, гомогенная, некаталитическая, ионного обмена.

1) Определяем число и состав исходных веществ и продуктов реакции:

Два сложных вещества (AgNO₃ и NaCl) обмениваются своими составными частями – реакция обмена.

2) Определяем, изменяются ли степени окисления элементов:

Ag⁺¹N⁺⁵O₃⁻² + Na⁺¹Cl⁻¹ → Ag⁺¹Cl⁻¹ + Na⁺¹N⁺⁵O₃⁻²

Степени окисления элементов не изменяются – реакция без изменения степеней окисления.

3) Определяем тепловой эффект реакции:

Реакция ионного обмена обычно экзотермическая (выделяется теплота).

4) Определяем обратимость реакции:

Реакция необратимая, так как образуется осадок (AgCl↓).

5) Определяем агрегатное состояние реагирующих веществ:

Реакция протекает в растворе – гомогенная.

6) Определяем, используется ли катализатор:

В условии не указано использование катализатора, поэтому реакция некаталитическая.

7) Дополнительно определяем, что это реакция ионного обмена, так как происходит обмен ионами между растворами электролитов с образованием осадка.

Таблица классификации химических реакций

Признак классификацииТип реакцииПример
По числу и составу исходных веществ и продуктов реакции Соединения 2Mg + O₂ → 2MgO
Разложения 2KClO₃ → 2KCl + 3O₂
Замещения Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂
Обмена AgNO₃ + NaCl → AgCl↓ + NaNO₃
По изменению степеней окисления элементов Окислительно-восстановительные 2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O
Без изменения степеней окисления HCl + NaOH → NaCl + H₂O
По тепловому эффекту Экзотермические H₂ + Cl₂ → 2HCl + Q
Эндотермические N₂ + O₂ + Q → 2NO
По обратимости Обратимые N₂ + 3H₂ ⇄ 2NH₃
Необратимые 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂
По агрегатному состоянию реагирующих веществ Гомогенные HCl(р-р) + NaOH(р-р) → NaCl(р-р) + H₂O(ж)
Гетерогенные Zn(тв) + 2HCl(р-р) → ZnCl₂(р-р) + H₂(г)
По механизму протекания Радикальные CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl
Ионные H⁺ + OH⁻ → H₂O
Молекулярные H₂ + Cl₂ → 2HCl
По использованию катализатора Каталитические 2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (катализатор V₂O₅)
Некаталитические 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

Задание 19 ЕГЭ: ПРАКТИКА

Закрепите теорию на практике! Попробуйте решить несколько вариантов задания 19.

Начать практику (Задание 19)