標籤:化學反應類型

中學的置換反應是單質與化合物反應生成另外的單質和化合物的化學反應,是化學中四大基本反應類型之一。除此之外,也可以指路易斯酸鹼的置換反應,此時並不需要單質參與反應。任何置換反應都不屬於複分解反應,包括金屬與金屬鹽的反應,金屬與酸的反應等。

1簡介

置換反應

  置換反應

置換反應(displacement reaction)是無機化學反應的四大基本反應類型之一,指一種單質和一種化合物生成另一種單質和另一種化合物的反應,可表示為:
A+BC=B+AC 或 AB+C=AC+B
除此之外,也可以指路易斯酸間的置換反應,此時並不需要單質參與反應。出處是高等教育出版社的《無機化學》(第四版)下冊第460頁正文第3行:「……能將另一個較弱的路易斯酸MnF4從穩定配離子[MnF6] 2-的鹽中置換出來」
置換關係是指組成化合物的某種元素被組成單質的元素所替代。
氧化還原反應不一定為置換反應,而置換反應不一定為氧化還原反應。
如CO2+C高溫====2CO
Mg+H2SO4==MgSO4+H2

2分類

一、根據反應環境分類
根據反應環境的類別,置換反應有以下2種情況:
(1)固態置換在加熱或高溫條件下固體與固體或固體與氣體發生的置換反應。
(2)液態置換 在水溶液中進行的置換反應。
①金屬跟酸的置換
是金屬原子與酸溶液中氫離子之間的反應。
要特別注意不能用濃硫酸,硝酸,它們有強氧化性,先將金屬氧化成對應氧化物,氧化物再溶於酸中,然後繼續氧化,繼續溶解,反應得以繼續
Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4(稀)====ZnSO4+H2↑
2Al+3H2SO4(稀)====Al2(SO4)3+3H2↑
2.金屬跟鹽溶液的置換
是金屬原子跟鹽溶液中較不活潑金屬的陽離子發生置換。如:
Cu+Hg(NO3)2====Hg+Cu(NO3)2
二、根據元素性質分類
按元素的性質劃分,金屬與非金屬單質間的置換。
1.金屬單質置換金屬單質
2Al+Fe2O3=高溫=Al2O3+2Fe (鋁熱反應。Al還可與V2O5.CrO3.WO3.MnO2等發生置換)
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
2.金屬單質置換非金屬單質
Zn+2HCl=H2↑+ZnCl2
2Na+2H2O=2NaOH+H2 ↑
2Mg+CO2=點燃=2MgO+C
3Fe+4H2O(g)=高溫=Fe3O4+4H2
4Na+3CO2=點燃=2Na2CO3+C
3.非金屬單質置換金屬單質
H2+CuO=Δ=Cu+H2O
C+FeO=Δ=Fe+CO↑
Si+2FeO=Δ=2Fe+SiO2
C+2CuO=高溫=2Cu+CO2↑
4.非金屬單質置換非金屬單質
2F2+2H2O=4HF+O2
2C+SiO2=Si+2CO ↑
C+H2O=高溫=CO+H2
2H2+SiCl4=Si+4HCl
Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl
O2+2H2S=2S↓+2H2O
Br2+2HI=2HBr+I2
三、根據元素周期表中位置分類
按元素在周期表的位置劃分,同族元素單質間的置換與不同族元素單質間的置換。
1.同主族元素單質間的置換
Na+KCl=高溫=NaCl+K↑(一般是774℃)
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2H2S+O2=2S+2H2O
2C+SiO2=Si+2CO↑
F2+2HCl=2HF+Cl2
2.不同主族元素單質間的置換
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
2Mg+CO2=2MgO+C
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2F2+2H2O=4HF+O2
C+H2O(g)==高溫==CO+H2
2H2+SiCl4=Si+4HCl
H2S+Cl2=S+2HCl
3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2
4NH3+3O2==點燃==2N2+6H2O (氨氣在純氧中燃燒)
3.主族元素單質置換副族元素的單質
H2+CuO=Cu+H2O
2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe
C+CuO=Cu+CO
2Al+3Hg2+=2Al3++3Hg
4Na+TiCl4=4NaCl+Ti
4.副族元素的單質置換主族元素單質
3Fe+4H2O(g)==加熱==Fe3O4+4H2
Zn+2H+=Zn2++H2
5.副族元素的單質置換副族元素的單質
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
四、根據物質類別分類
按物質類別劃分,單質與氧化物間的置換和單質與非氧化物間的置換。
1.單質與氧化物發生置換反應
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2Mg+CO2=點燃=2MgO+C
3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2
H2+CuO=Δ=Cu+H2O
C+FeO=高溫=Fe+CO↑
2F2+2H2O=4HF+O2
2C+SiO2=Si+2CO↑
2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe
C+H2O(g)=高溫=CO+H2
Si+2FeO=2Fe+SiO2
3H2+Fe2O3=Δ2Fe+3H2O
2.單質與非氧化物發生置換反應
2H2+SiCl4=Si+4HCl
H2S+Cl2=S+2HCl
3Cl2+8NH3=6NH4Cl+N2
4NH3+3O2=2N2+6H2O
Mg+2HCl=MgCl2+H2
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2
液態置換遵守金屬活動性順序。
氧化還原反應一定為置換反應,置換反應不一定為氧化還原反應。
另外需要注意的是置換反應是根據金屬活潑性順序表發生的。
五、金屬活動性順序表
金屬活動性順序表
Fr
Cs
Rb
K
Ra
Ba
Sr
Ca
Na
Li
Ac
La
Ce
Pr
Nd
Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Y
Mg
Dy
Am
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
H
Sc
Pu
Th
Np
Be
U
Hf
Al
Ti
Zr
V
Mn
Nb
Zn
Cr
Ga
Fe
Cd
In
Tl
Co
Ni
Mo
Sn
Pb
D2
氘分子
H2
氫分子
Cu
Tc
Po
Hg
Ag
Rh
Pd
Pt
Au
初中要求掌握
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb
H
Cu
Hg
Ag
Pt
Au
其中10號氫是過渡元素它前面的可以置換出氫,它後面的則不可以。也就是說氫前面的可以和酸反應生成 氫氣,而氫後面的基本不和酸反應就算反應也不生成氫氣

3反應原則

◆必須是活動性強的金屬置換活動性弱的金屬溶液

4相關口訣(初中金屬活動性)

鉀鈣鈉鎂鋁 鋅鐵錫鉛(氫) 銅汞銀鉑金(分三部分記)【甲愛那美女,心鐵系前程,統供一百斤(按諧音背誦)】
(K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au)
以H為標準,(K、Ca、Na、Mg、Al 、Zn、Fe、Sn、Pb)是活潑金屬,(Cu、Hg、Ag、Pt、Au)是不活潑金屬。

5反應現象

(1)金屬單質 + 酸 -------- 鹽 + 氫氣 (置換反應)
1、鋅和稀硫酸反應:Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑
2、鎂和稀硫酸反應:Mg + H2SO4 === MgSO4 + H2↑
3、鋁和稀硫酸反應:2Al + 3H2SO4 === Al2(SO4)3 + 3H2↑
4、鋅和稀鹽酸反應:Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
5、鎂和稀鹽酸反應:Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑
6、鋁和稀鹽酸反應:2Al + 6HCl === 2AlCl3 + 3H2↑
1-6的現象:有氣泡產生。
7、鐵和稀鹽酸反應:Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑
8、鐵和稀硫酸反應:Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2↑
7-8鐵參加的置換反應顯+2價,7-8的現象:有氣泡產生,溶液由無色變成淺綠色。
(2)金屬單質 + 鹽(溶液) ---另一種金屬 + 另一種鹽
9、鐵與硫酸銅反應:Fe+CuSO4 == Cu+FeSO4
現象:鐵條表面覆蓋一層紅色的物質,溶液由藍色變成淺綠色。
(古代濕法制銅及"曾青得鐵則化銅"指的是此反應)
10、鋅片放入硫酸銅溶液中:CuSO4 + Zn == ZnSO4 + Cu
現象:鋅片表面覆蓋一層紅色的物質,溶液由藍色變成無色。
11、銅片放入硝酸銀溶液中:2AgNO3+Cu==Cu(NO3)2+2Ag
現象:銅片表面覆蓋一層銀白色的物質,溶液由無色變成藍色。
(3)金屬氧化物+木炭或氫氣→金屬+二氧化碳或水
12、焦炭還原氧化鐵:3C+ 2Fe2O3==高溫==4Fe + 3CO2↑冶鍊金屬
現象:紅色粉末變成黑色,澄清石灰水變渾濁。
13、木炭還原氧化銅:C+ 2CuO==高溫==2Cu + CO2↑冶鍊金屬
現象:黑色粉末變成紅色,澄清石灰水變渾濁。
14、氫氣還原氧化銅:H2 + CuO==△==Cu + H2O
現象:黑色粉末變成紅色,試管內壁有水珠生成
15、氫氣與氧化鐵反應:Fe2O3+3H2==△==2Fe+3H2O
16、水蒸氣通過灼熱碳層:H2O + C==高溫==H2 + CO 水煤氣的製法
上一篇[IVA族元素]    下一篇 [自然界]

相關評論

同義詞:暫無同義詞