高中化学置换反应

Question

请高手帮忙，把高中化学涉及的置换反应方程式综合整理一下。

Answer 1

置换反应类型在解答无机框图推断试题过程中具有其特殊的功用，以其特殊的形式往往成为解题的突破口。但由于学生在学习过程中，不善于积累，缺乏总结，置换反应的实例在头脑中没贮存多少，因而对这类试题总是感到束手无策。现将置换反应的实例类型归纳如下。
一、按元素的性质划分，金属与非金属单质间的置换。
1、金属置单质换金属单质
2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
（铝热反应。Al还可与V2O5、CrO3、WO3、MnO2等发生置换） Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
2、金属单质置换非金属单质
2Na+2H2O 2NaOH+H2 2Mg+CO2 2MgO+C 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
3、非金属单质置换金属单质
H2+CuO Cu+H2O C+FeO Fe+CO Si+2FeO 2Fe+SiO2
4、非金属单质置换非金属单质
2F2+2H2O 4HF+O2 2C+SiO2 Si+2CO
C+H2O CO+H2 2H2+SiCl4 Si+4HCl
二、按元素在周期表的位置划分，同族元素单质间的置换与不同族元素单质间的置换。
1、同主族元素单质间的置换
Na+KCl NaCl+K 2Na+2H2O 2NaOH+H2
2H2S+O2 2S+2H2O 2C+SiO2 Si+2CO
Cl2+2HI 2HCl+I2 F2+2HCl 2HF+Cl2
2、不同主族元素单质间的置换
Mg+2HCl MgCl2+H2 2Mg+CO2 2MgO+C
2Al+6HCl 2AlCl3+3H2 2F2+2H2O 4HF+O2
C+H2O CO+H2 2H2+SiCl4 Si+4HCl
H2S+Cl2 S+2HCl 3Cl2+8NH3 6NH4Cl+N2 4NH3+3O2 2N2+6H2O
3、主族元素单质置换副族元素的单质
H2+CuO Cu+H2O 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
C+CuO Cu+CO 2Al+3Hg2+ 2Al3++3Hg Na+TiCl4 4NaCl+Ti
4、副族元素的单质置换主族元素单质
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 Zn+2H+ Zn2++H2
5、副族元素的单质置换副族元素的单质
Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
三、按物质类别划分，单质与氧化物间的置换和单质与非氧化物间的置换。
1、单质与氧化物发生置换反应
2Na+2H2O 2NaOH+H2 2Mg+CO2 2MgO+C
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 H2+CuO Cu+H2O
C+FeO Fe+CO 2F2+2H2O 4HF+O2
2C+SiO2 Si+2CO 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
C+H2O CO+H2 2H2+SiCl4 Si+4HCl
Si+2FeO 2Fe+SiO2 3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O
2、单质与非氧化物发生置换反应
2H2+SiCl4 Si+4HCl H2S+Cl2 S+2HCl
3Cl2+8NH3 6NH4Cl+N2 4NH3+3O2 2N2+6H2O
Mg+2HCl MgCl2+H2 2Al+6HCl 2AlCl3+3H2
四、应用举例

[题目]X、Y、Z是短周期元素的单质，A、B是它们的化合物物质之间的转化关系如图（其中反应条件和某些生成物已略去）（1）如果X、Y的组成元素是同主族时，按下列要求写出反应的化学方程式：
① 已知A、B是水
② 已知A、B都是氧化物
（2）如果X、Y的组成元素不是同一主族时，按下列要求写出X、Y、Z的化学式：
①若X的组成元素是地壳中含量最多的金属元素，则X Z
②若Y的成元素在自然界中形成的化合物种类最多，则X Z
[分析]（1）此题的关键是抓住"A+X B+Y"这个置换反应来分析。因X、Y是同主族元素单质间的置换，若A、B又都是水，根据上述第二种分类中的第一条可知，那①的反应唯一只能是2H2S+O2 2S+2H2O ；根据上述第三种分类中的第二条和第二种分类中的第一条可知，若A、B 都是氧化物，那② 的反应只能是 2C+SiO2 Si+2CO ；
（2）根据上述第二种分类中的第二条可知，X、Y为不同的主族，又根据①②的限制条件，得出①②两问的答案分别为：
① X Al Z Cl2
② X Mg Z O2

Answer 2

　　置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，是化学中四大基本反应类型之一，包括金属与金属盐的反应，金属与酸的反应等。它是一种单质与一种化合物作用，生成另一种单质与另一种化合物的反应。是无机化学反应的基本类型之一。可表示为：
A+BC→B+AC
置换关系是指组成化合物的某种元素被组成单质的元素所替代。
一、根据反应物和生成物中单质的类别，置换反应有以下4种情况：
①较活泼的金属置换出较不活泼的金属或氢气,例如：
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
Zn+2HCl=H2↑+ZnCl2
②较活泼的非金属置换出较不活泼的非金属，例如：
Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl
O2+2H2S=2S↓+2H2O
③非金属置换出金属，
④金属置换出非金属，
溶液中或气体之间发生的置换反应在常温下进行，气体与固体或两种固体之间发生的置换反应一般需在高温下进行
例如：2Mg+CO2=(点燃）2MgO+C
二、根据反应环境的类别，置换反应有以下2种情况
（1）干态置换 在加热或高温条件下固体与固态或固体与气体发生的置换反应。
（2）湿态置换 在水溶液中进行的置换反应。
①金属跟酸的置换，是金属原子与酸溶液中氢离子之间的反应。如：
『不能用浓硫酸，硝酸（具有氧化性）排除K.Ca.Na』
Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
2Al+3H2SO4(稀)====Al2(SO4)3+3H2↑
②金属跟盐溶液的置换，是金属原子跟盐溶液中较不活动金属的阳离子发生置换。如：
Cu+Hg(NO3)2====Hg+Cu(NO3)2
三、按元素的性质划分，金属与非金属单质间的置换。
1、金属置单质换金属单质
2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
（铝热反应。Al还可与V2O5、CrO3、WO3、MnO2等发生置换） Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
2、金属单质置换非金属单质
2Na+2H2O 2NaOH+H2 2Mg+CO2 2MgO+C 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2
3、非金属单质置换金属单质
H2+CuO Cu+H2O C+FeO Fe+CO Si+2FeO 2Fe+SiO2
4、非金属单质置换非金属单质
2F2+2H2O 4HF+O2 2C+SiO2 Si+2CO
C+H2O CO+H2 2H2+SiCl4 Si+4HCl
四、按元素在周期表的位置划分，同族元素单质间的置换与不同族元素单质间的置换。
1、同主族元素单质间的置换
Na+KCl NaCl+K 2Na+2H2O 2NaOH+H2
2H2S+O2 2S+2H2O 2C+SiO2 Si+2CO
Cl2+2HI 2HCl+I2 F2+2HCl 2HF+Cl2
2、不同主族元素单质间的置换
Mg+2HCl MgCl2+H2 2Mg+CO2 2MgO+C
2Al+6HCl 2AlCl3+3H2 2F2+2H2O 4HF+O2
C+H2O CO+H2 2H2+SiCl4 Si+4HCl
H2S+Cl2 S+2HCl 3Cl2+8NH3 6NH4Cl+N2 4NH3+3O2 2N2+6H2O
3、主族元素单质置换副族元素的单质
H2+CuO Cu+H2O 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
C+CuO Cu+CO 2Al+3Hg2+ 2Al3++3Hg Na+TiCl4 4NaCl+Ti
4、副族元素的单质置换主族元素单质
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 Zn+2H+ Zn2++H2
5、副族元素的单质置换副族元素的单质
Fe+CuSO4 FeSO4+Cu
五、按物质类别划分，单质与氧化物间的置换和单质与非氧化物间的置换。
1、单质与氧化物发生置换反应
2Na+2H2O 2NaOH+H2 2Mg+CO2 2MgO+C
3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 H2+CuO Cu+H2O
C+FeO Fe+CO 2F2+2H2O 4HF+O2
2C+SiO2 Si+2CO 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe
C+H2O CO+H2 2H2+SiCl4 Si+4HCl
Si+2FeO 2Fe+SiO2 3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O
2、单质与非氧化物发生置换反应
2H2+SiCl4 Si+4HCl H2S+Cl2 S+2HCl
3Cl2+8NH3 6NH4Cl+N2 4NH3+3O2 2N2+6H2O
Mg+2HCl MgCl2+H2 2Al+6HCl 2AlCl3+3H2
湿态置换遵守金属活动性顺序。
置换反应必为氧化还原反应，但氧化还原反应不一定为置换反应。

Answer 3

一种单质跟一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的化学反应
实质：氧化还原反应
二、置换反应类型：
（一）中学常见的置换反应（1）活泼金属与冷水反应置换出氢气。
（2）碳、铁等在高温下与水蒸气反应置换出氢气。
镁与热水反应置换出氢气。
（3）氟气与水反应置换出氧气。
（4）排在金属活动顺序表氢以前的金属与盐酸稀硫酸等置换出氢气（5）较活泼金属与盐溶液反应置换出不活泼金属。
（6）较活泼的非金属与无氧酸或盐溶液置换出不活泼非金属
（7）氢气、碳单质与金属氧化物的置换反应
（8）碳单质还原sio2制粗硅。
（9）铝等活泼金属与金属氧化物的反应
（10）镁与co2的置换反应。
(二)按元素在周期表的位置1、同周期元素之间的置换
第二周期
：如2f2+2h2o=
4hf+o2
第三周期：如cl2+h2s=2hcl+s
2、同主族元素之间的置换
第ⅰa族：如2na+2h2o=2naoh+h2↑第ⅳa族：如sio2＋2c==
si＋2co↑
第ⅵa族：
如o2+2h2s=2h2o+2s
第ⅶa族：如cl2+2kbr=2kcl+br2
3、不同主族元素单质间的置换
mg+2hcl=mgcl2+h2
↑
2al+6hcl=2alcl3+3h2
↑
2mg+co2
==2mgo+c
2f2+2h2o=
4hf+o2
c+h2o==co+h2
cl2+h2s=2hcl+s
3cl2+8nh3=6nh4cl+n2
4、过渡金属参与的置换
fe+cuso4
=feso4+cu
h2+cuo=cu+h2o
2al+fe2o3==al2o3+2fe
3fe+4h2o(g)==fe3o4+4h2
zn+2hcl=
zncl2+h2
↑
cu+2agno3=cu(no3)2+2ag
（三）按单质的类别1、金属单质置换金属单质
2al+fe2o3==al2o3+2fe
fe+cuso4
=feso4+cu
2、金属单质置换非金属单质
2na+2h2o=2naoh+h2↑
3fe+4h2o(g)==fe3o4+4h2
zn+2hcl=
zncl2+h2
↑
2mg+co2
==2mgo+c
2al+fe2o3==al2o3+2fe
3、非金属单质置换金属单质
h2+cuo=cu+h2o
c+feo==fe+co
4、非金属单质置换非金属单质
2f2+2h2o=
4hf+o2
cl2+h2s=2hcl+s
cl2+2ki=2kcl+i2
3cl2+8nh3=6nh4cl+n2
(四)按化合物类别
1、氧化物参加
：
2mg+co2
==2mgo+c
sio2＋2c==si＋2co↑
h2+cuo=cu+h2o
2al+fe2o3==al2o3+2fe
2、水参加：
3fe+4h2o(g)==fe3o4+4h2
2na+2h2o=2naoh+h2↑
c+h2o==co+h2
2f2+2h2o=
4hf+o2
mg＋2h2o=mg(oh)2＋h2↑
3、酸参加：
mg+2hcl=
mgcl2+h2
↑
cl2+h2s=2hcl+s↓
cl2+2hbr=2hcl+br2
4、盐溶液参加：
fe+cuso4
=feso4+cu
br2+2ki=2kbr+i2
cl2+na2s=2nacl+s↓

Answer 4

有机的取代也可理解为置换