Phản ứng hóa học là gì? Tổng hợp các loại PUHH thường gặp

Phản ứng hóa học là một khía cạnh quan trọng của khoa học hóa học, nó nghiên cứu sự biến đổi của chất từ một dạng này sang dạng khác dưới tác động của các yếu tố khác nhau. Trong bài viết này, chúng ta sẽ khám phá tầm quan trọng của phản ứng hóa học, các loại phản ứng phổ biến, ví dụ cụ thể về các phản ứng quan trọng và cách nhận biết khi phản ứng hóa học xảy ra.Câu hỏi liên quan: phản ứng hóa học với sự biến đổi hóa học có giống nhau không?

Mục lục bài viết

1. Phản ứng hóa học là gì?

1.1. Khái niệm

Phản ứng hóa học là quá trình biến đổi chất này thành chất khác. Trong đó:

Chất ban đầu được gọi là chất phản ứng hay chất tham gia phản ứng
Chất mới được tạo thành được gọi là sản phẩm

Phản ứng hóa học được mô tả bằng phương trình hóa học.

Tìm hiểu phản ứng hóa học là gì

1.2. Cách viết phương trình hóa học

Tên các chất tham gia phản ứng

⟶

Tên các sản phẩmTrong đó:

Tên các chất được viết bằng ký hiệu hóa học của chất đó và các hệ số thích hợp
Nếu pư hh diễn ra hoàn toàn thì ta dùng dấu “ $⟶”$ cho phương trình hóa học
Nếu pư hh diễn ra hai chiều (thuận nghịch) thì dấu “ $⇄”$ được dùng cho pthh.

1.3. Ví dụ về phản ứng hóa học

Ví dụ 1: quá trình đốt cháy than tạo ra khí cacbonic

Chất tham gia phản ứng là than và oxy, sản phẩm là khí cacbonic.Đây là phản ứng diễn ra một chiều.Viết phương trình hóa học:C + O₂ ⟶ CO₂

Ví dụ 2: quá trình phân li của nước tạo ra ion H⁺ và OH^–

Chất tham gia phản ứng là nước, sản phẩm là ion H⁺ và OH^–. Và ngược lại, vì đây là phản ứng thuận nghịch luôn xảy ra ở điều kiện bình thường.Viết phương trình hóa học:H₂O ⇄ H⁺ + OH^–

2. Các loại phản ứng hóa học

Phản ứng hóa học được phân làm nhiều loại dựa vào tính chất của từng loại phản ứng. Trong đó bao gồm:

Phản ứng phân hủy
Phản ứng thế
Phản ứng trao đổi
Phản ứng hóa hợp
Phản ứng oxi hóa – khử
Phản ứng nhiệt nhôm
Phản ứng thuận nghịch
Phản ứng tạo phức
Phản ứng tỏa nhiệt
Phản ứng thu nhiệt
Phản ứng trùng ngưng
Phản ứng trùng hợp
Phản ứng trung hòa
Phản ứng cộng

Các phản ứng này xuất hiện thường xuyên trong đời sống và ứng dụng công nghiệp.

Các phản ứng hóa học vô cơ thường gặp: phản ứng phân hủy, phản ứng thế, phản ứng oxy hóa – khử, phản ứng trao đổi.
Các phản ứng hóa học hữu cơ thường gặp: phản ứng cộng, phản ứng trùng hợp, phản ứng trùng ngưng.

3. Điều kiện xảy ra phản ứng hóa học

Phản ứng hóa học xảy ra dưới những điều kiện cụ thể. Cụ thể hơn, điều kiện để phản ứng hóa học xảy ra bao gồm:

Tiếp xúc trực tiếp giữa các chất phản ứng ở điều kiện bình thường. Hiệu suất phản ứng thường tăng khi bề mặt tiếp xúc giữa các chất càng lớn. Ví dụ, sắt (Fe) trong không khí luôn xảy ra phản ứng oxi hóa chậm, tạo ra sự rỉ sét (Fe2O3) trên bề mặt sắt.
Sự cung cấp năng lượng ban đầu, như nhiệt độ, áp suất, ánh sáng hoặc năng lượng điện. Ví dụ, việc đốt giấy cần sự cung cấp nhiệt độ ban đầu để kích thích phản ứng cháy giấy.
Sự có mặt của chất xúc tác. Ví dụ, trong quá trình chuyển các hydrocarbon nặng trong mỏ dầu thành sản phẩm xăng và dầu mazut trong lò craking dầu, cần phải sử dụng chất xúc tác như zeolite.

Tổng cộng, phản ứng hóa học xảy ra khi có sự tiếp xúc trực tiếp giữa các chất phản ứng, cung cấp năng lượng ban đầu và có sự có mặt của chất xúc tác.

4. Vận tốc phản ứng là gì?

Vận tốc phản ứng là tốc độ mà một phản ứng hóa học diễn ra và được đo bằng sự thay đổi của nồng độ hoặc áp suất của một chất phản ứng hoặc sản phẩm trong khoảng thời gian cụ thể. Vận tốc phản ứng đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu và hiểu về cân bằng hóa học.Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc của một phản ứng hóa học, bao gồm:

Diện tích tiếp xúc của các chất phản ứng.
Nồng độ của các chất phản ứng.
Nhiệt độ của hệ thống.
Áp suất trong hệ thống.
Sự có mặt của chất xúc tác.
Năng lượng hoạt hóa của phản ứng.

Các yếu tố này có thể ảnh hưởng tích cực hoặc tiêu cực đến tốc độ phản ứng và cho phép chúng ta điều chỉnh và kiểm soát quá trình hóa học theo cách tốt nhất để đạt được kết quả mong muốn.

5. Cách nhận biết có phản ứng hóa học xảy ra

Có một số dấu hiệu và phương pháp để nhận biết khi một phản ứng hóa học xảy ra. Dưới đây là một số cách để nhận biết có phản ứng hóa học:

Thay đổi màu sắc: Sự thay đổi màu sắc của các chất có thể là một dấu hiệu rõ ràng cho sự xảy ra của phản ứng. Ví dụ, nếu bạn thấy một thay đổi màu trong quá trình khuấy trộn các chất, có thể là dấu hiệu của phản ứng.
Phát ra hoặc tiêu thụ nhiệt: Nếu phản ứng giải phóng nhiệt (trở nên nóng hơn) hoặc tiêu thụ nhiệt (trở nên lạnh hơn), đây có thể là một dấu hiệu rằng phản ứng đã xảy ra.
Phát ra hoặc tiêu thụ khí: Nếu có sự phát ra hoặc tiêu thụ khí trong quá trình phản ứng, đây là một dấu hiệu rằng có phản ứng xảy ra. Bạn có thể nhận biết sự thay đổi áp suất trong hệ thống.
Hiện diện của kết tủa: Khi các chất hòa tan trong dung dịch phản ứng để tạo ra kết tủa, đó là một dấu hiệu rõ ràng của phản ứng. Kết tủa thường xuất hiện như chất rắn kết tụ ở dạng hạt bám lại ở đáy dung dịch.
Thay đổi trong tính chất hóa học: Nếu bạn quan sát sự thay đổi trong tính chất hóa học của các chất, chẳng hạn như pH, độ dẫn điện, hoặc khả năng tạo bọt, đó có thể là dấu hiệu của phản ứng.
Sự thay đổi trong khối lượng: Nếu bạn đo lượng chất tham gia và sản phẩm trước và sau phản ứng và thấy sự thay đổi trong khối lượng, đây là một dấu hiệu rằng phản ứng đã xảy ra.
Sự biến đổi của mùi: Thay đổi mùi của các chất sau phản ứng cũng có thể là một dấu hiệu cho phản ứng hóa học.

6. Một số phản ứng hóa học cụ thể

Mình sẽ cập nhật danh sách các phản ứng hóa học được sử dụng trong sách giáo khoa ở bên dưới đây. Các bạn có thể bấm vào đó để xem chi tiết.

2H_2 + O_2 \xrightarrow{\text{t°}} 2H_2O

$N_2 + 3H_2 \xrightarrow{\text{t°, p, xt}} 2NH_3$

$2H_2O_2 \xrightarrow{\text{MnO}_2} 2H_2O + O_2$

$2KClO_3 \xrightarrow{\text{t°, MnO}_2} 2KCl + 3O_2$

$Zn + 2HCl \rightarrow ZnCl_2 + H_2$

$Fe + CuSO_4 \rightarrow FeSO_4 + Cu$

$NaOH + HCl \rightarrow NaCl + H_2O$

$CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O$

$2Fe + 3Cl_2 \rightarrow 2FeCl_3$

$4Al + 3O_2 \rightarrow 2Al_2O_3$

$CH_4 + 2O_2 \xrightarrow{\text{t°}} CO_2 + 2H_2O$

$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \xrightarrow{\text{t°}} 6CO_2 + 6H_2O$

$H_2SO_4 + 2NaOH \rightarrow Na_2SO_4 + 2H_2O$

$HCl + KOH \rightarrow KCl + H_2O$

$2Mg + CO_2 \xrightarrow{\text{t°}} 2MgO + C$

$2Cu + O_2 \xrightarrow{\text{t°}} 2CuO$

CuO + HCl: CuO+2HCl→CuCl2+H2O

7. Bài tập về phản ứng hóa học

Có rất nhiều dạng bài tập về phản ứng hóa học. Mình sẽ tập hợp lại thành danh sách các bài tập cơ bản để các bạn tham khảo ngay bên dưới.

Bài 1: Lập phương trình hóa học

Hoàn thành các phương trình hóa học sau:

a) Fe+Cl2→

b) CaCO3+HCl→

c) CH4+O2→

d) $A l + O_{2} \to$

e) NaOH+H2SO4→

Lời giải:

a) $F e + 3 C l_{2} \to 2 F e C l_{3}$

b) CaCO3+2HCl→CaCl2+CO2+H2O

c) $C H_{4} + 2 O_{2} \to C O_{2} + 2 H_{2} O$

d) $4 A l + 3 O_{2} \to 2 A l_{2} O_{3}$

e) $N a O H + H_{2} S O_{4} \to N a H S O_{4} + H_{2} O$ (hoặc $2 N a O H + H_{2} S O_{4} \to N a_{2} S O_{4} + 2 H_{2} O$ nếu dư $N a O H$ )

Bài 2: Tính theo phương trình hóa học

Cho 4,48 lít $C O_{2}$ (đktc) tác dụng với dung dịch $C a (O H)_{2}$ .

Phương trình: $C O_{2} + C a (O H)_{2} \to C a C O_{3} + H_{2} O$

Tính:

a) Khối lượng $C a C O_{3}$ tạo thành.

b) Thể tích dung dịch $C O_{2}$ cần dùng (đktc).

Lời giải:

a) Khối lượng $C a C O_{3:}$

Số mol $C O_{2} = 4,48/22,4 = 0, 2 mol$ .

Theo phương trình, $1 mol C O_{2}$ tạo $1 mol C a C O_{3}$ :

$=> n_{C a C O 3} = 0, 2 mol$ .

Khối lượng $C a C O_{3} = n \cdot M = 0, 2 \cdot 100 = 20 g$ .

b) Thể tích dung dịch $C O_{2}$

Số mol $C H_{4} = 2,2/16 = 0, 1375 mol$ .

Theo phương trình, $1 mol C H_{4}$ tạo $1 mol C O_{2}$ .

$=> n_{C O 2} = 0, 1375 mol$ .

Thể tích $C O_{2} = n x 22, 4 = 0, 1375 x 22, 4 = 3, 08 lít$

Khối lượng $H_{2} O = n x M = 0, 1375 x 18 = 2, 475 g$ .

Bài 3: Phản ứng dư

Cho $11, 2 g$ $F e$ tác dụng với dung dịch $H Cl$ :

Phương trình: Fe+2HCl→FeCl2+H2

a) Tính thể tích $H_{2}$ thu được (đktc).

b) Nếu có $10 g$ $H Cl$ , chất nào còn dư sau phản ứng và dư bao nhiêu?

Lời giải:

Số mol $F e = 11 , 2/56 = 0, 2 mol$ .

Số mol $H Cl = 10/36,5 \approx 0, 274 mol$ .

Theo phương trình:

$1 mol F e$ cần $2 mol H Cl$ , nên $0, 2 mol F e$ cần $0, 4 mol H Cl$ .

Vì $H Cl$ không đủ, nên $H Cl$ hết, $F e$ dư.

Chất dư: $F e$ , số mol dư $0, 2 - 0, 137 = 0, 063 mol$ .

Thể tích $H_{2} = 0, 137 x 22, 4 = 3, 07 lít.$

8. Lời kết

Phản ứng hóa học là một phần quan trọng của cuộc sống và khoa học, từ việc nấu ăn hàng ngày cho đến sản xuất các sản phẩm hóa học phức tạp. Khả năng nhận biết và hiểu phản ứng hóa học giúp chúng ta hiểu rõ thế giới xung quanh và cung cấp cơ hội cho sự sáng tạo và sáng tạo trong nhiều lĩnh vực. Từ sự thay đổi màu sắc đến phát ra khí và thay đổi tính chất của chất, phản ứng hóa học có thể được thấy và hiểu rõ. Điều này làm cho hóa học trở thành một lĩnh vực thú vị và quan trọng trong cuộc sống hàng ngày và sự phát triển của con người.