1、按照反应物与生成物的种类, 可把化学反应分为四种基本反应类型: 化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应.
(1)化合反应: 由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应.
①金属与非金属的化合反应.例如:
2Na + Cl2 2NaCl 3Fe + 2O2 Fe3O4
②非金属跟非金属的化合反应.例如:
4P + 5O2 2P2O5 H2 + Cl2 2HCl
③某些碱性氧化物跟水的化合反应.例如:
CaO + H2O == Ca(OH)2 Na2O + H2O == 2NaOH
④某些酸性氧化物跟水的化合反应.例如:
CO2 + H2O == H2CO3 SO3 + H2O == H2SO4
⑤酸性氧化物跟碱性氧化物的化合反应.例如:
SiO2 + CaO CaSiO3 MgO + SO3 == MgSO4
⑥多种物质之间的化合反应.例如:
2Cu + O2 + CO2 + H2O == Cu2(OH)2CO3
CaCO3 + CO2 + H2O == Ca(HCO3)2
(2)分解反应: 由一种物质生成两种或两种以上其它物质的反应.
①某些氧化物的分解反应.例如: 2H2O 2H2 + O2
②某些含氧酸的分解反应.例如:
H2CO3 == H2O + CO2 2HClO 2HCl + O2
(次氯酸)
③难溶性碱的分解反应.例如:
Cu(OH)2 CuO + H¬2O 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O
④某些含氧酸盐的分解反应.例如:
CaCO3 CaO + CO2
2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
(3)置换反应: 由一种单质跟一种化合物起反应, 生成另一种单质和另一种化合物的反应.
①金属与酸的置换反应.例如:
Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2
Fe + H2SO4(稀) == FeSO4 + H2
②金属与盐溶液的置换反应.例如:
Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu
Cu + Hg(NO3)2 == Hg + Cu(NO3)2
③不是在溶液中发生的置换反应.例如:
H2 + CuO Cu + H2O C + 2CuO 2Cu + CO2
(4)复分解反应: 由两种化合物互相交换成分, 生成另外两种化合物的反应.复分解反应主要是酸、碱、盐之间发生的化学反应, 某些金属氧化物跟酸也能发生复分解反应.例如:
①酸跟碱的中和反应.例如:
HCl + NaOH == NaCl + H2O
H2SO4 + 2KOH == K2SO4 + 2H2O
可见, 中和反应一定是复分解反应, 但复分解反应不一定是中和反应.
②碱跟盐反应生成另一种碱和另一种盐.例如:
2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2 + Na2SO4
3KOH + FeCl3 == Fe(OH)3 + 3KCl
③酸跟盐反应生成另一种酸和另一种盐.例如:
BaCl2 + H2SO4 == BaSO4 + 2HCl
④盐跟盐反应生成另两种新盐.例如:
AgNO3 + NaCl == AgCl + NaNO3
BaCl2 + Na2SO4 == BaSO4 + 2NaCl
⑤碱性氧化物跟酸反应生成盐和水.例如:
CuO + H2SO4 == CuSO4 + H2O
CaO + 2HCl == CaCl2 + H2O
在判断某个反应属于哪种反应类型时, 应注意以下两点:
(1)不是所有的无机化学反应都可以归属于四种基本反应类型.如下列反应就不属于四种基本反应类型中的任何一种:
2H2S + 3O2 2H2O + 2SO2 CuO + CO Cu + CO2
(2)要从反应物和生成物的组成, 全面分析某个反应属于哪种基本反应类型.例如:
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
若只看到生成物中一种是单质, 另一种是化合物, 而忽略反应物是两种化合物, 就会误认为是置换反应.
2、按照反应中物质有无得氧、失氧, 可把化学反应分为氧化还原反应和非氧化还原反应.
(1)氧化还原反应
①氧化还原反应的有关概念
氧化反应: 在化学反应中物质得到氧的反应, 也叫被氧化.
还原反应: 在化学反应中物质失去氧的反应, 也叫被还原.
氧化剂: 在反应中失去氧的物质.氧化剂具有氧化性, 在反应中被还原.
还原剂: 在反应中得到氧的物质.还原剂具有还原性, 在反应中被氧化.
现以氢气还原氧化铜为例, 分析如下:
②氧化还原反应中元素化合价的变化
从得氧、失氧的角度认识氧化还原反应, 有其局限性, 对于没有氧元素参加的反应, 又如何去认识呢?我们还是用H2还原CuO的反应来加以分析.
, 铜元素化合价降低.
, 氢元素化合价升高.
因此, 在化学反应中有元素化合价改变的反应, 叫氧化还原反应.所含元素化合价升高的物质发生了氧化反应, 该物质是还原剂.所含元素化合价降低的物质发生了还原反应, 该物质是氧化剂.
③在氧化还原反应中, 有一种物质被氧化, 同时必定有另一种物质被还原.这两个相反的过程必定同时在同一个反应中发生.
(2)非氧化还原反应
在化学反应中没有得氧、失氧变化的反应, 也就是元素化合价没有升高、降低的反应, 叫非氧化还原反应.例如:
H2SO4 + 2NaOH == Na2SO4 + 2H2O
CaO + H2O == Ca(OH)2
Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2
3、化学基本反应类型与氧化还原反应的关系
(1)置换反应肯定是氧化还原反应.
(2)复分解反应肯定是非氧化还原反应.
(3)有单质参加的化合反应是氧化还原反应, 没有单质参加的化合反应是非氧化还原反应.
(4)有单质生成的分解反应是氧化还原反应, 没有单质生成的分解反应是非氧化还原反应.
(二)化学反应规律
为了便于掌握有关物质间的化学反应规律, 一定要熟记金属活动性顺序和酸、碱、盐的溶解性.
单质、氧化物、酸、碱、盐之间的相互反应, 可归纳成下图来表示.
①～④和⑤～⑧是各类物质间的相互转化关系, ⑨～ 是各类物质间的相互反应关系.为便于掌握各有关反应的前提条件和发生条件, 将上述18种反应分别叙述如下:
①金属 + 氧气金属氧化物
除Ag、Pt、Au外的金属, 一般都可与氧气发生化合反应, 金属越活泼与氧化合就越容易, 反应就越剧烈.金属氧化物大多数是碱性氧化物.
②碱性氧化物 + 水可溶性碱
可溶性碱对应的碱性氧化物能与水反应生成对应的碱, K2O、Na2O、BaO都能跟水反应.Ca(OH)2微溶于水, 它对应的CaO也能与水反应.其余的碱性氧化物一般与水不反应或不易反应.
③碱盐
由碱转化成盐的途径有三个:
碱 + 酸性氧化物盐 + 水
碱 + 酸盐 + 水
碱 + 某些盐另一种碱 + 另一种盐
④碱碱性氧化物 + 水
不溶性的碱在加热的条件下, 一般可分解为对应的碱性氧化物和水.碱中的金属越不活泼, 则该碱越容易分解.
⑤非金属 + 氧气非金属氧化物
除F2、Cl2、Br2、I2外的非金属, 一般都可直接与O2反应生成非金属氧化物.非金属氧化物大多数是碱性氧化物.
⑥酸性氧化物 + 水含氧酸
除不溶性的SiO¬2外, 常见的酸性氧化物都可与水反应生成对应的含氧酸.
⑦酸盐
由酸转化成盐的途径有四个:
某些金属 + 某些酸盐 + 氢气
酸 + 碱性氧化物盐 + 水
酸 + 碱盐 + 水
酸 + 某些盐另一种酸 + 另一种盐
⑧酸酸性氧化物 + 水
在一定条件下含氧酸分解可生成酸性氧化物(酸酐)和水.
⑨金属 + 非金属无氧酸盐
此处的非金属H2、O2除外.当金属越活泼, 非金属也越活泼时, 反应就越容易进行.
⑩酸性氧化物 + 碱性氧化物含氧酸盐
强酸(H2SO4、HNO3)的酸酐与活泼金属的氧化物在常温下即可反应, 其余的需在加热或高温条件下才能发生反应.
碱性氧化物 + 酸盐 + 水
强酸(H2SO4、HNO3、HCl)可与所有碱性氧化物反应, 弱酸(H2CO3、H2S等)只能和活泼金属的氧化物反应.
酸性氧化物 + 碱盐 + 水
酸性氧化物在一般条件下都可与强碱溶液反应, 但SiO2与NaOH固体(或KOH固体)需在强热条件下才发反应.
酸 + 碱盐 + 水
参加反应的酸和碱至少有一种是易溶于水的.
碱 + 盐另一种碱 + 另一种盐
参加反应的碱和盐必须都能溶于水, 同时生成物中必须有难溶物或容易挥发的碱(NH3•H2O).
酸 + 盐另一种酸 + 另一种盐
酸和盐反应的前提条件比较复杂, 在现阶段应掌握以下几点:
这里所说的酸和盐的反应是在水溶液中发生的复分解反应, 必须符合复分解反应发生的条件, 酸与盐才能发生反应.
如果反应物中的盐是难溶物, 那么生成物必须都是可溶的, 否则反应将不能继续进行.在实验室用石灰石制取CO2时, 只能选用盐酸而不能用硫酸, 就是这个道理.
必须掌握弱酸盐(如Na2CO3、CaCO3)跟强酸HCl、H2SO4、HNO3的反应, 和生成BaSO4、AgCl的反应.
盐 + 盐另两种盐
参加反应的两种盐必须都能溶于水, 若生成物中有一种是难溶性的盐时, 则反应可以进行.
金属 + 盐另一种金属 + 另一种盐
在金属活动性顺序里, 排在前面的金属(K、Ca、Na除外)能把排在后面的金属从它的盐溶液里置换出来.
金属 + 酸盐 + 氢气
在金属活动性顺序里, 排在氢前的金属能从酸溶液中把氢置换出来.这里的酸主要是指盐酸和稀硫酸.浓硫酸和硝酸因有强氧化性, 跟金属反应时不会生成氢气, 而是生成盐、水和其它气体.