置换反应

置换反应

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（O₃）与一种化合物（SO₂）作用，生成另一种单质（O₂）与另一种化合物（SO₃）的反应叫置换反应。

中文名 置换反应 外文名 Displacement reaction 类型 无机化学反应

1简介

置换反应

置换反应（Displacement reaction）是无机化学反应的四大基本反应类型之一，指一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应，可表示为：

A BC=B AC 或 AB C=AC B

通常认为置换反应多是氧化还原反应，但是一些特殊的反应，例如 金属羰基化合物间的置换，则不是氧化还原反应。

除此之外，也可以指路易斯酸间的置换反应，此时并不需要单质参与反应。出处是高等教育出版社的《无机化学》（第四版）下册第460页正文第3行：“……能将另一个较弱的路易斯酸MnF4从稳定配离子[MnF6] 2-的盐中置换出来”

2分类

根据反应环境分类

根据反应环境的类别，置换反应有以下2种情况：

（1）固态置换在加热或高温条件下固体与固体或固体与气体发生的置换反应。

（2）液态置换 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。

要特别注意不能用浓硫酸，硝酸，它们有强氧化性，先将金属氧化成对应氧化物，氧化物再溶于酸中，然后继续氧化，继续溶解，反应得以继续

Zn 2HCl = ZnCl? H?↑

Zn H?SO?(稀硫酸) = ZnSO? H?↑

2Al 3H?SO?(稀硫酸) = Al?(SO?)? 3H?↑

2.金属跟盐溶液的置换

是金属原子跟盐溶液中较不活泼金属的阳离子发生置换。如：

Cu Hg(NO?)? = Hg Cu(NO?)?

根据元素性质分类

按元素的性质划分，金属与非金属单质间的置换。

1．金属单质置换金属单质

2Al Fe?O? =高温= Al?O? 2Fe （铝热反应。Al还可与V?O?．CrO?．WO?．MnO?等发生置换）

Fe CuSO? = FeSO? Cu

2．金属单质置换非金属单质

Zn 2HCl = H?↑ ZnCl?

2Na 2H?O = 2NaOH H?↑

2Mg CO? =点燃= 2MgO C

3Fe 4H?O(g) =高温= Fe?O? 4H?

4Na 3CO? =点燃= 2Na?CO? C

3．非金属单质置换金属单质

C 2CuO =高温= 2Cu CO?↑

4．非金属单质置换非金属单质

2F? 2H?O = 4HF O?

2C SiO? = Si 2CO ↑

C H?O =高温= CO H?

2H? SiCl? = Si 4HCl

Cl? 2NaBr = Br? 2NaCl

O? 2H?S = 2S↓ 2H?O

Br? 2HI = 2HBr I?

根据元素周期表中位置分类

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 =高温= NaCl K↑（一般是774℃）

2Na 2H?O = 2NaOH H?↑

2H?S O? = 2S 2H?O

2C SiO? = Si 2CO↑

F? 2HCl = 2HF Cl?

2．不同主族元素单质间的置换

Mg 2HCl = MgCl? H?↑

2Mg CO? = 2MgO C

2Al 6HCl = 2AlCl? 3H?↑

2F? 2H?O = 4HF O?

C H?O（g）=高温= CO H?

2H? SiCl? = Si 4HCl

H?S Cl? = S 2HCl

3Cl? 8NH? = 6NH?Cl N?

4NH? 3O? =点燃= 2N? 6H?O （氨气在纯氧中燃烧）

3．主族元素单质置换副族元素的单质

2Al Fe?O? = Al?O? 2Fe

C CuO = Cu CO

4Na TiCl? = 4NaCl Ti

4．副族元素的单质置换主族元素单质

3Fe 4H?O（g）=加热= Fe?O? 4H?

5．副族元素的单质置换副族元素的单质

Fe CuSO? = FeSO? Cu

根据物质类别分类

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 2H?O = 2NaOH H?↑

2Mg CO? =点燃= 2MgO C

3Fe 4H?O = Fe?O? 4H?

C FeO =高温= Fe CO↑

2F? 2H?O = 4HF O?↑

2C SiO? = Si 2CO↑

2Al Fe?O? = Al?O? 2Fe

C H?O（g）=高温= CO H?

Si 2FeO = 2Fe SiO?

2．单质与非氧化物发生置换反应

2H? SiCl? = Si 4HCl

H?S Cl? = S 2HCl

3Cl? 8NH? = 6NH?Cl N?

4NH? 3O? = 2N? 6H?O

Mg 2HCl = MgCl? H?

2Al 6HCl = 2AlCl? 3H?

液态置换遵守金属活动性顺序。

氧化还原反应不一定为置换反应，置换反应一定为氧化还原反应。

另外需要注意的是置换反应是根据金属活泼性顺序表发生的。

3金属活动性顺序表

金属活动性顺序表
Fr 钫	Cs 铯	Rb 铷	K 钾	Ra 镭	Ba 钡	Sr 锶	Ca 钙	Na 钠	Li 锂	Ac 锕
La 镧	Ce 铈	Pr 镨	Nd 钕	Pm 钷	Sm 钐	Eu 铕	Gd 钆	Tb 铽	Y 钇	Mg 镁
Dy 镝	Am 镅	Ho 钬	Er 铒	Tm 铥	Yb 镱	Lu 镥	（H） （氢）	Sc 钪	Pu 钚	Th 钍
Np 镎	Be 铍	U 铀	Hf 铪	Al 铝	Ti 钛	Zr 锆	V 钒	Mn 锰	Nb 铌	Zn 锌
Cr 铬	Ga 镓	Fe 铁	Cd 镉	In 铟	Tl 铊	Co 钴	Ni 镍	Mo 钼	Sn 锡	Pb 铅
（D?） （氘分子）	（H?） （氢分子）	Cu 铜	Tc 锝	Po 钋	Hg 汞	Ag 银	Rh 铑	Pd 钯	Pt 铂	Au 金

4举例

氢前面的可以和酸反应生成氢气,而氢后面的基本不和酸反应就算反应也不生成氢气

（1）金属单质 酸 —— 盐 氢气

1、锌和稀硫酸反应：Zn H?SO? = ZnSO? H?↑

2、锌和稀盐酸反应：Zn 2HCl = ZnCl? H?↑

3、铝和稀硫酸反应：2Al 3H?SO? = Al?(SO?)? 3H?↑

4、铝和稀盐酸反应：2Al 6HCl = 2AlCl? 3H?↑

5、镁和稀盐酸反应：Mg 2HCl = MgCl? H?↑

6、镁和稀硫酸反应：Mg H?SO? = MgSO? H?↑

1～6的现象：有气泡产生。

7、铁和稀盐酸反应：Fe 2HCl = FeCl? H?↑

8、铁和稀硫酸反应：Fe H?SO? = FeSO? H?↑

7～8铁参加的置换反应显 2价，7～8的现象：有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色。

（2）金属单质 盐（溶液）——另一种金属 另一种盐

9、铁与硫酸铜反应：Fe CuSO? = Cu FeSO?

现象：铁条表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成浅绿色。

10、锌片放入硫酸铜溶液中：CuSO? Zn = ZnSO? Cu

现象：锌片表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成无色。

11、铜片放入硝酸银溶液中：2AgNO? Cu = Cu(NO?)? 2Ag

现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。

（3）金属氧化物 木炭或氢气→金属 二氧化碳或水

12、焦炭还原氧化铁：3C 2Fe?O? =高温= 4Fe 3CO?↑（冶炼金属）

现象：红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊。

13、木炭还原氧化铜：C 2CuO =高温= 2Cu CO?↑（冶炼金属）

现象：红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊。

14、氢气还原氧化铜：

现象：黑色粉末变成红色，试管内壁有水珠生成

15、氢气与氧化铁反应

16、水蒸气通过灼热碳层：H?O C =高温= H? CO（水煤气的制法）

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