置换反应：修订间差异

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2024年5月9日 (四) 07:45的最新版本

置換反應又稱單置換反應，是指一種元素或化合物的離子根與一種離子化合物發生的反應，狹義氧化還原反應是置換反應的一種，且必為廣義的氧化還原反應。在反應中，關鍵在於還原性或氧化性的強弱，還原性或氧化性強的物質與相對較弱的物質進行置換。置换反应是无机化学反应的基本类型之一，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。

{\ce {A + BC -> AC + B}}

這就是反應的通式，其中:

A 和 B 代表不同金屬（或氫等可以產生陽離子的元素），而 C 為陰離子；

或

A 和 B 代表鹵素，而 C 是陽離子^[1]。

铁 + 硫酸铜 → 铜 + 硫酸亚铁

上面是一个置换反应的例子，反应前后各元素氧化態可能改变。
在置換反應中，只會有正離子或負離子的其中一方進行置換，沒有進行反應的離子為旁觀離子。上面的例子中硫酸根為旁觀離子。

反应式

在置換反應中，一般可以有兩種化學式，一種是標準的化學方程式，另一種是離子化學式（半化學式）。

基於旁觀離子並沒有進行化學反應，因此在化學方程式中省略旁觀離子的部份，並得出離子化學式。因此，離子化學式的左右兩方也帶有相同的電荷。

例子

假使A和B的離子電荷為2+，X為2-。

化學式： ${\rm {A_{(s)}+BX_{(aq)}\rightarrow B_{(s)}+AX_{(aq)}}}$ ${\rm {A_{(s)}+BX_{(aq)}\rightarrow B_{(s)}+AX_{(aq)}}}$
- 實例： ${\rm {Fe_{(s)}+CuS_{(aq)}\rightarrow Cu_{(s)}+FeS_{(aq)}}}$
離子化學式： ${\rm {A+B^{2+}\rightarrow B+A^{2+}}}$ ${\rm {A+B^{2+}\rightarrow B+A^{2+}}}$
- 實例： ${\rm {Fe+Cu^{2+}\rightarrow Cu+Fe^{2+}}}$

置換條件

發生反應的條件主要是看金屬的活性序，且一定發生在水中(狹義氧化還原反應不一定)。活性序排在前面的金屬可以與排在後面的金屬置換，因為排在愈前面的金屬愈容易失去電子。當水溶液中的離子化合物不止一種時，則會先和活性序較後面的金屬離子反應，如果活性序是排在能與水直接反應的金屬，則包括水分子中的氫離子在內。

以下是金屬活動性順序簡表: 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（有例外），它後面的則不行。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。

狹義氧化還原與置換反應的比較

狹義氧化還原反應一定有氧的參與，而置換反應則不用。

${\ce {C + H2O}}$ ${\overset {\bigtriangleup }{==}}$ ${\ce {CO ^ + H2 ^}}$

${\ce {2Mg + CO2}}$ ${\overset {\bigtriangleup }{==}}$ ${\ce {2MgO + C}}$

${\ce {3Fe + 4H2O =Fe3O4 + 4H2 ^}}$ (加熱會使反應加速)

上面為狹義氧化還原反應的例子

參考資料

^ Single Replacement Reactions. Chemistry LibreTexts. 2016-06-27. （原始内容存档于2021-12-06）（英语）.

参见

[1] Single Replacement Reactions. Chemistry LibreTexts. 2016-06-27. （原始内容存档于2021-12-06）（英语）.

[1]

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 {{portal|化學|Nuvola apps edu science.svg}}
-'''置換反應'''是指一種[[元素]]或[[化合物]]的離子根與一種[[離子化合物]]發生的反應，也是[[氧化還原反應]]的一種。在反應中，關鍵在於[[還原性]]或[[氧化性]]的強弱，[[還原性]]或[[氧化性]]強的物質與相對較弱的物質進行置換。置换反应是无机化学反应的基本类型之一，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。
+'''置換反應'''又稱'''單置換反應'''，是指一種[[元素]]或[[化合物]]的離子根與一種[[離子化合物]]發生的反應，狹義[[氧化還原反應]]是置換反應的一種，且必為廣義的氧化還原反應。在反應中，關鍵在於[[還原性]]或[[氧化性]]的強弱，[[還原性]]或[[氧化性]]強的物質與相對較弱的物質進行置換。置换反应是无机化学反应的基本类型之一，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。
+:<chem>A + BC -> AC + B</chem>
+這就是反應的通式，其中:
+: A 和 B 代表不同[[金屬]]（或[[氫]]等可以產生[[陽離子]]的[[元素]]），而 C 為[[陰離子]]；
+:: ''或''
+: A 和 B 代表[[鹵素]]，而 C 是陽離子<ref>{{Cite web|last=|first=|date=2016-06-27|title=Single Replacement Reactions|url=https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_Chemistry/Book%3A_Introductory_Chemistry_(CK-12)/11%3A_Chemical_Reactions/11.07%3A_Single_Replacement_Reactions|url-status=no|archive-url=https://web.archive.org/web/20211206152843/https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_Chemistry/Book:_Introductory_Chemistry_(CK-12)/11:_Chemical_Reactions/11.07:_Single_Replacement_Reactions|archive-date=2021-12-06|access-date=|website=Chemistry LibreTexts|language=en}}</ref>。
 <br />
 [[file:Single displacement reaction example.png|center|一个简单的置换反应例子]]
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 <center><div style="font-size:92%">[[铁]] + [[硫酸铜]] → [[铜]] + [[硫酸亚铁]]</div></center>
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-上面是一个置换反应的例子，反应前后各元素[[化合价]]可能改变。<br />
+上面是一个置换反应的例子，反应前后各元素[[氧化態]]可能改变。<br />
-在置換反應中，只會有[[正離子]]或[[負離子]]的其中一方進行置換，沒有進行反應的離子為'''[[旁觀離子]]'''。
+在置換反應中，只會有[[正離子]]或[[离子#阴离子|負離子]]的其中一方進行置換，沒有進行反應的離子為'''[[旁觀離子]]'''。上面的例子中[[硫酸根]]為'''[[旁觀離子]]'''。
-==化學式==
+==反应式==
 在置換反應中，一般可以有兩種化學式，一種是標準的'''[[化學方程式]]'''，另一種是'''[[離子化學式]]'''（半化學式）。
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 ===例子===
 假使A和B的離子電荷為2+，X為2-。
-*化學式：<math>A_{(s)} + BX_{(aq)} \rightarrow B_{(s)} + AX_{(aq)}</math>
+*化學式：<math>\rm A_{(s)} + BX_{(aq)} \rightarrow B_{(s)} + AX_{(aq)}</math>
-**實例：<math>Fe_{(s)} +CuS_{(aq)} \rightarrow Cu_{(s)} + FeS_{(aq)}</math>
+**實例：<math>\rm Fe_{(s)} +CuS_{(aq)} \rightarrow Cu_{(s)} + FeS_{(aq)}</math>
-*離子化學式：<math>A + B^{2+} \rightarrow B + A^{2+}</math>
+*離子化學式：<math>\rm A + B^{2+} \rightarrow B + A^{2+}</math>
-**實例：<math>Fe +Cu^{2+} \rightarrow Cu + Fe^{2+}</math>
+**實例：<math>\rm Fe +Cu^{2+} \rightarrow Cu + Fe^{2+}</math>
+==置換條件==
+發生反應的條件主要是看金屬的[[活性序]]，且一定發生在水中(狹義[[氧化還原反應]]不一定)。活性序排在前面的金屬可以與排在後面的金屬置換，因為排在愈前面的金屬愈容易失去[[電子]]。當[[水溶液]]中的[[離子化合物]]不止一種時，則會先和活性序較後面的金屬離子反應，如果活性序是排在能與[[水]]直接反應的金屬，則包括水分子中的[[氫]]離子在內。
+以下是金屬活動性順序簡表:
+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（有例外），它後面的則不行。 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。
+==狹義氧化還原與置換反應的比較==
+狹義[[氧化還原反應]]一定有[[氧]]的參與，而置換反應則不用。
+<chem>C + H2O</chem><math>\overset{\bigtriangleup}{==}</math><chem>CO ^ + H2 ^</chem>
+<chem>2Mg + CO2</chem><math>\overset{\bigtriangleup}{==}</math><chem>2MgO + C</chem>
+<chem>3Fe + 4H2O =Fe3O4 + 4H2 ^</chem>(加熱會使反應加速)
+上面為狹義氧化還原反應的例子
+==參考資料==
+{{reflist}}
 ==参见==
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 [[category:化學反應|Z]]
-[[cs:Jednoduchá substituce]]
-[[el:Αντίδραση απλής αντικατάστασης]]
-[[en:Single displacement reaction]]
-[[pt:Reação de simples troca]]
-[[th:ปฏิกิริยาแทนที่ตำแหน่งเดียว]]
-[[zh-yue:置換反應]]