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1、中学化学中常见置换反应类型归纳置换反应类型在解答无机框图推断题过程中具有其特殊的功用，其特殊形式往往成为解题的重要突破口。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，金属与金属单质间的置换、金属与非金属单质间的置换。1、金属单质置换金属单质（1）铝热反应：2AI+Fe2O3亠Al2O3+2Fe（Al还可与Fe3O4、V2O5、CrO3、W03、MnO2等发生置换。Al与V2O5或CrO3等金属氧化物组成的混合物，也称为铝热剂。）（2）溶液中：Fe+CuSO4FeSO4+Cu
2、（湿法冶铜）Zn+FeCl3一Fe+ZnCI2（3）Na与金属熔融盐反应冶炼钛（巧、钽（Ta）B（Nb）、锆（Zr）等稀有金属。（谐音记忆：泰坦尼克号，实际最后一个字读gao）Na+TiCI44NaCI+Ti探（4）工业上制取金属钾的原理：Na+KC|lNaCI+KT。（说明：这个反应发生，不能说明Na的还原性比K强。其原因是，在熔融状态下，金属钾已经变为蒸汽，从化学平衡的角度来说，及时将生成的钾蒸汽从平衡体系中抽走，促使平衡向正反应方向进行。所以反应能进行到底。）反应Mg+2RbCIMgCl2+2RbT的原理与此类似。2、金属单质置换非金属单质（1）极活泼金属与水或醇反应：2Na+2H2O2
3、NaOH+H2f2CH3CH2OH+2Na一2CH3CH2ONa+H2f活泼金属与非氧化性酸（HCI或稀硫酸）反应:Zn+H2SO4Zn+ZnSO4+H2T(实验室制取氢气)Fe+2HCI=FeCI2+H2T(只生成亚铁盐)2Mg+CO2亠一2MgO+C(3)3Fe+4H20(g)Fe3O4+4H23、非金属单质置换金属单质（在干态条件下反应）(1)H2+CuOCU+H2O（2）3C+Fe2O32Fe+3COSi+2FeO八2Fe+SiO2备注：反应（1）不能说明H2的还原性比Cu强。因为发生反应的条件比较特殊，在干态高温条件下，生成的H2O脱离了反应体系，从而使反应能进行到底。4、非金属单质
4、置换非金属单质CI2+2NaI2NaCI+l2H2S+CI2SJ+2HCI3CI2+8NH36NH4CI+N2探4NH3+3O2*2N2+6H2O2H2S+O22SJ+2H2O3Cl2+2NH3=6HCI+N22F2+2H2O4HF+O24HF+Si一SiF+2H22C+SiO2Si+2CO(此处不能写成CO2)C+H2OCO+H2(制取水煤气)2H2+SiCl4Si+4HCI、按元素在周期表的位置划分，同族元素单质间的置换、不同族元素单质间的置换；主族元素单质置换副族元素的单质1、同主族元素单质间的置换Na+KCINaCI+K2H2S+O2-2S+2H2OCI2+2HI2HCI+I2、副族元
5、素的单质置换主族元素单质2Na+2H2O2NaOH+H22C+SiO2亠Si+2COF2+2HCI2HF+CI22、不同主族元素单质间的置换3、主族元素单质置换副族元素的单质I闍诅丨H2+CuOCU+H2O2AI+Fe2O3AbO3+2FeC+CuOCu+CONa+TiCI44NaCI+Ti4、副族元素的单质置换主族元素单质3Fe+4H2O（g）-Fe3O4+4H2Zn+2H+一一Zn2+H25、副族元素的单质置换副族元素的单质Fe+CuSO4FeSO4+Cu三、特殊电子微粒间的置换反应（1）10电子物质参与的置换反应：CO+H2水参与的反应：金属+4H2OH22F2+2H2O4HF+O2C+
6、H2O3Cb+8NH3=6NH4CI+N2（2）18电子物质参与的置换反应：金属+HCI一H22F2+2H2O一4HF+O22H2S+O2一2S+2HQH2S+CI2SJ+2HCI(2) 14电子产物的置换反应：C+H2O-ACO+H23CI2+8NH36NH4CI+N22C+SQ2Si+2CO四、应用举例【例】X、丫、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、丫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：已知A、B是水已知A、B都是氧化物（2）如果X、丫的组成元素不是同一主族时，按下列要求写出X、丫、Z的化学式
7、： 若X的组成元素是地壳中含量最多的金属元素，则XZ若丫的成元素在自然界中形成的化合物种类最多，则XZ【分析】（1）此题的关键是抓住A+X-一B+Y这个置换反应来分析。因X、丫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，那的反应唯一只能是2H2S+O2十T2S+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，那的反应只能是2C+SiO2Si+2CO；（2）根据上述第二种分类中的第二条可知，X、丫为不同的主族，又根据的限制条件,得出两问的答案分别为：X_AI_ZCI2XMg_ZO2针对练习1、X、Y、Z为三种种常见的单质，Z
8、为绿色植物光合作用后的产物之一，A、B为常见的化合物。它们在一定条件下可以发生如图所示转化关系（均不是在溶液中进行的反应）（以下每空中填入一种即可）。（1）当X、Y均为金属时，Y的化学式为，B的化学式为（2）当X为非金属且为气体，Y为金属且为紫红色时，X的化学式为,A的化学式为。（3）当X为金属，Y为非金属且为气体时，X与A反应的化学方程式为。（4）当X、Y均为非金属时，X与A反应的化学方程式为。（5）若A、X是由四面体结构单元组成，且具有相同的晶型结构，则X断裂1mol化学键时，生存的B的质量为克.。2、（1）如果X、Y的组成元素是同主族元素时，写出反应A+X=B+Y的化学反应方程式： 已知
9、B是水：。 若已知A、B均为氧化物：。（2）如果X、Y的组成元素是不同主族时，按下列要求回答问题： X组成元素是地壳中含量最多的金属元素时，则X、Y、Z的化学式是：X为，Y为，Z为。 若Y组成元素是自然界中形成的化合物种类最多的元素时，则B、A的化学式是：B为；A为。 若Z是通常情况下密度最小的物质，则反应A+X=B+Y的化学方程式为：。B跟A反应的方程式为。3、X、Y、Z是中学化学中三种常见元素的单质，A、B是两种常见的化合物，相互间有如上图的转化关系：请完成下列问题：（1）若X为金属单质，Y为固体非金属单质，则A的电子式为，B的化学式为（2）若X、Y均为金属单质，A为黑色固体，则X与A反应
10、的化学方程式为：，其反应类型为。（3）若X、Y均为非金属单质，常温下A为无色液体，写出X与A反应时的化学方程式：4、如上图：若Z是H2写出符合如上的3个方程式：若Z是02写出符合如上的6个方程式： 若Z是Cl2写出符合如上的方程式： 若Z是H2SO4写出符合如上的方程式：5、A、B、CDE、F六种中学常见物质，转化关系如图D为气体。则A的结构式（1）若A、CE皆为氧化物，且E为有毒气体，B、DF皆为非金属单质，且为，单质F的晶体类型为B跟C反应的方程式为。（2）若BD为氢化物，B、C皆为氧化物，AE为常见气体则： C中阴离子的电子式为B跟C反应生成E和F的离子反应方程式为6、A、B、C、D、E
11、、F六种物质的相互转化关系如下图所示（反应条件未标出）其中反应是置换反应。（1）若A、D、F都是非金属单质。且A、D所含元素同主族，A、F所含元素同周期，则B的名称是，所属晶体类型为则反应的化学方程式为（2）若A是常见的金属单质，D、F是气态单质，反应在水溶液中进行，则反应（在水溶液中进行）的离子方程式是：;已知IgD与F反应生成B时放出92.3kJ热量，写出该反应热化学方程式。（3）若B为黄绿色气体，C、F是空气的主要成分，A、D相遇有白烟生成，则该白烟的化学式为，反应的化学方程式。（4）A、D为短周期元素的单质，且所含元素的原子序数A是D的2倍，所含元素的原子核最外层电子数D是A的2倍，和
12、两个反应中都有红棕色气体生成，则反应的化学方程式为反应的化学方程式。7、A、B、C、D、E、F六种物质在一定条件下有如下图所示的相互转化关系，所有反应物和生成物均已给出。（1）若反应均为水溶液中的置换反应，A、D、E为卤素单质，则A、D、E的氧化性由强到弱的顺序为，其中A的化学式是。E的化学式是。（2）若B是水，C是一种有磁性的化合物，E是一种无色、无味的有毒气体，则反应的化学方程式是（3）若B为一种淡黄色固体，绿色植物的光合作用和呼吸作用可实现自然界D和E的循环。反应的离子方程式是。在反应中，若生成1molD，则转移电子数目为（用Na表示）。8、中学化学中几种常见物质的转化关系如图：其中反应
13、1、2、3、4均在高温下进行，置换反应1常用于合成氨工业制备原料气，反应3是冶金工业上的常见反应，反应2是高中课本演示实验的置换反应。试回答下列问题：（1）的电子式（2）写出下列反应方程式：，G的结构式Af冃1：3:(3) 按反应1,4制备合成氨的原料气来合成氨，设B的转化率为75%，则1000克B可合成标准状况下氨气L。9、MNX、Y、C为中学化学常见的五种物质，其中M为由AB两种元素组成的化合物，化合物N也含两:试回种元素；C为单质；XY为单质或化合物。以上五种物质间相互转化关系如下(反应条件已略去)答下列问题：(1)若X为一种固态单质，构成M的两元素A、B同周期，且其中一种元素与构成单质
14、C的元素为同一元素时，则M的空间构型为；N为类型的晶体。(2)当X为一种固态单质，构成M的两元素A、B中一种元素与构成X的元素为同一主族元素，且其中另一种元素与构成单质C的元素为同一元素。若M与X以物质的量比1:2恰好完全反应，其化学方程式为。(3) 若MNX为含有一种共同元素的3种不同化合物，C、Y为无色气态单质，则M与X在高温下反应的化学方程式为。(4) 若X为一种常见金属单质，M常温下为液态，CY为气态单质，则X与M在高温下反应的化学方程式为参考答案1、答案：(1)FeAl2O3(5)15克H2CuO(3)3Fe+4H2O咼温FesO4+4H2(4)2C+SiO2=2CO+Si点燃2、答
15、案：(12H2S+O2=2S+2H2O3O2+4NH32N2+6H2O高温点燃2C+SiO2=2CO+SiC+H2OCO+H22Mg+CO22MgO+C2F2+2H2O=4HF+O2(2AlH2Cl2MgOCO23、答案：-：(；MgO点燃8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe置换反应(3)2F2+2H2O=4HF+O4、答案:XfY:SQ?IXfCAlCFtmeCY：SiFecCu5、答案：(1)X；AlH-O-HY:H2；FeY:Cu原子晶体。咼温2C+SiO22CO+Si(4) 6答案：(16分)(1)2分二氧化硅(2)6分2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-(3)3分2NH3+3Cl2=N2+6HCl点燃2Mg+CO22MgO+C原子晶体H2(g)+
