- 化学反应概念
- 化学反应的特征
- 动力学
- 保存面团
- 身体变化和/或状态变化
- 颜色变化
- 释放气体
- 温度变化
- 化学反应的一部分
- 试剂和产品
- 反应介质
- 船只或反应堆
- 化学反应类型
- -氧化还原（氧化还原）
- 铜氧化
- 铁和钴
- 碘和锰
- 燃烧
- -综合
- 离子化合物
- 协调
- -分解
- 类火山
- - 移位
- 氢
- 金属和卤素的
- -气体形成
- -复分解或双置换
- 沉淀
- 碱酸
- 化学反应的例子
- 移位
- 中和
- 双滚动
- 氧化还原
- 解决化学反应练习
- -练习1
- -练习2
- -练习3
- 参考文献
所述化学反应是在它们的原子的排列受试者患有的变化，并且当两种物质是不同的化合物或相接触。流程中出现的变化可以立即看到；例如温度升高，冷却，气体形成，闪蒸或固体沉淀。
在日常生活中，最常见的化学反应常常不被注意到；其中数千种是在我们体内进行的。但是，其他的则更为明显，因为我们可以通过选择正确的餐具和食材在厨房中制作它们。例如，将小苏打和醋混合，在水中融化糖，或酸化红甘蓝汁。
小苏打和醋的反应是烹饪中反复发生的化学反应的一个例子。资料来源：凯特·特·哈尔（Kate Ter Haar）（https://www.flickr.com/photos/katerha/5703151566）
在实验室中，化学反应变得越来越普遍。它们都发生在烧杯或锥形烧瓶中。如果它们有共同点，那就是它们都不简单，因为它们隐藏了碰撞，链接断裂，机制，链接形成，能量和动力学方面。
化学反应如此惊人，以至于业余爱好者和科学家了解试剂的毒理学和一些安全措施后，在引人入胜的演示活动中大规模复制它们。
化学反应概念
当一个键（离子键或共价键）断裂时会发生化学反应，从而在其位置形成另一个。两个原子或一组原子停止强烈相互作用以产生新分子。因此，可以确定化合物的化学性质，反应性，稳定性以及与之反应的性质。
除了负责物质不断变化的化学反应而不会影响其原子外，他们还解释了我们所知道的化合物的出现。
断裂需要能量，而形成键时则释放能量。如果吸收的能量大于释放的能量，则该反应被认为是吸热的。我们周围环境凉爽。而如果释放的热量高于吸收的热量，那将是放热反应。周围环境很热。
化学反应的特征
动力学
理论上，分子必须相互碰撞，并携带足够的动能以促进键的断裂。如果它们的碰撞缓慢或无效，则化学反应会受到动力学影响。这可以通过物质的物理状态或物质的几何形状或结构来发生。
因此，在反应中，物质通过吸收或释放热量而发生转化，与此同时，物质也经历了有利于产物形成的碰撞。任何化学反应中最重要的组成部分。
保存面团
由于质量守恒定律，组件的总质量在化学反应后保持恒定。因此，每种物质的各个质量之和等于所得结果的质量。
身体变化和/或状态变化
化学反应的发生可能伴随着组分状态的改变。即材料的固态，液态或气态的变化。
但是，并非所有状态变化都涉及化学反应。例如：如果水由于热的作用而蒸发，则状态改变后产生的水蒸气仍然是水。
颜色变化
在化学反应产生的物理属性中，试剂颜色相对于最终产品颜色的变化尤为突出。
在观察金属与氧气的化学反应时，这种现象很明显：当金属氧化时，它会改变其特征颜色（视情况可能是金或银），变成红橙色调，即铁锈。
释放气体
该特征表现为冒泡或散发出特殊气味。
通常，由于液体经受高温而出现气泡，这引起作为反应一部分的分子的动能增加。
温度变化
如果热量是化学反应的催化剂，则最终产品中会引起温度变化。因此，过程中热量的输入和输出也可能是化学反应的特征。
化学反应的一部分
试剂和产品
任何化学反应都由以下类型的方程式表示：
A + B→C + D
其中A和B是反应物，而C和D是产物。该方程式告诉我们原子或分子A与B反应生成产物C和D。这是不可逆的反应，因为反应物不能再次从产物中产生。另一方面，以下反应是可逆的：
A + B <=> C + D
必须强调的是，反应物的质量（A + B）必须等于产物的质量（C + D）。否则，面团将无法保存。同样，给定元素的原子数必须与箭头前后相同。
箭头上方指示了反应的一些特定规格：温度（Δ），紫外线辐射的发生率（hv）或所用的催化剂。
反应介质
就生命和我们体内发生的反应而言，反应介质是水性（ac）。但是，只要试剂溶解良好，化学反应就可以在任何液体介质（乙醇，冰醋酸，甲苯，四氢呋喃等）中发生。
船只或反应堆
受控的化学反应在简单的玻璃器皿中的容器中或在不锈钢反应器中进行。
化学反应类型
化学反应的类型基于在分子水平上发生的事情。哪些键断裂以及原子如何最终结合。同样，要考虑物种是否获得电子或失去电子。即使在大多数化学反应中也会发生这种情况。
在这里，我们解释存在的不同类型的化学反应。
-氧化还原（氧化还原）
铜氧化
在古铜色的例子中，发生了氧化反应：金属铜在氧的存在下失去电子，转化为相应的氧化物。
4Cu（s）+ O 2（g）=> Cu 2 O（s）
氧化铜（I）继续氧化为氧化铜（II）：
2Cu 2 O（s）+ O 2 => 4CuO（s）
其中物质增加或减少其氧化数（或态）的这种化学反应称为氧化还原（redox）反应。
氧化态为0的金属铜首先失去一个电子，然后失去第二个电子（氧化），而保留氧气（还原）：
的Cu =>铜+ + E -
的Cu + =>的Cu 2+ + E -
O 2 + 2e - => 2O 2-
电子的得失可以通过计算所得化合物化学式中原子的氧化数来确定。
对于Cu 2 O，众所周知，由于它是氧化物，因此具有O 2-阴离子，因此为了保持电荷中和，两个铜原子中的每一个必须具有+1电荷。CuO的情况非常相似。
铜被氧化时获得正氧化数；和要还原的氧气负氧化数。
铁和钴
氧化还原反应的其他例子如下所示。此外，将进行简短评论并指定氧化数的变化。
FeCl 2 + CoCl 3 => FeCl 3 + CoCl 2
如果计算出氧化数，将注意到Cl的氧化数保持恒定的-1；信仰和合作社的人则不是。
乍一看，铁被氧化而钴被还原。你怎么知道的？因为铁现在相互作用不与两个氯阴离子-但具有三个，氯原子（中性）比铁和钴负电性更强。在另一方面，发生相反的情况，以钴：它会从三个氯相互作用-其中两人。
如果上述推理不清楚，则我们继续写电子净转移的化学方程式：
的Fe 2+ =>的Fe 3+ + E -
Co 3+ + e - => Co 2+
因此，Fe 2+被氧化，而Co 3+被还原。
碘和锰
6KMnO 4 + 5KI + 18HCl => 6MnCl 2 + 5KIO 3 + 6KCl + 9H 2 O
上面的化学方程式看似复杂，但事实并非如此。氯（Cl - ）和氧（O 2-）的经验增益或它们的电子的损失。碘和锰，是的。
仅考虑含碘和锰的化合物，我们有：
KI => KIO 3（氧化数：-1至+5，失去6个电子）
KMnO 4 => MnCl 2（氧化数：+7至+2，获得五个电子）
碘被氧化，而锰被还原。不做计算怎么知道？因为碘从与钾的结合变为与三种氧的相互作用（带更多负电性）；而锰则失去了与氧的相互作用，而失去了与氯的相互作用（负电性较低）。
如果KMnO 4获得五个电子，KI不会失去六个电子。这就是为什么在方程式中必须平衡电子数量的原因：
5（KI => KIO 3 + 6E -）
6（KMnO 4 + 5e - => MnCl 2）
这导致30个电子的净转移。
燃烧
燃烧是一种剧烈而充满活力的氧化，其中释放出光和热。通常，在这种类型的化学反应中，氧作为氧化剂或氧化剂参与。而还原剂是燃料，最终会燃烧。
哪里有灰烬，那里就有燃烧。它们主要由碳和金属氧化物组成；尽管其成分在逻辑上取决于燃料是什么。以下是一些示例：
C（s）+ O 2（g）=> CO 2（g）
2CO（克）+ O 2（克）=> 2CO 2（克）
C 3 H 8（g）+ 5O 2（g）=> 3CO 2（g）+ 4H 2 O（g）
这些方程式中的每一个都对应于完全燃烧。也就是说，所有燃料都与过量的氧气发生反应，以确保其完全转化。
同样，应注意的是，碳质物质燃烧时（例如木材，碳氢化合物和动物组织），CO 2和H 2 O是主要的气态产物。不可避免地会由于氧气不足而形成一些碳同素异形体，以及较少的含氧气体（例如CO和NO）。
-综合
合成反应的图形表示。资料来源：加布里埃尔·玻利瓦尔（GabrielBolívar）。
上图显示了非常简单的表示。每个三角形是一个化合物或原子，它们连接形成一个化合物。两个三角形形成平行四边形。质量增加，并且产品的物理和化学性质在许多时候与试剂的性质有很大不同。
例如，氢气燃烧（也是氧化还原反应）会产生氧化氢或氢化氧；俗称水：
H 2（克）+ O 2（克）=> 2H 2 O（克）
当两种气体在高温下混合时，它们会燃烧生成气态水。随着温度的降低，蒸气凝结产生液态水。几位作者认为这种合成反应是在获取能量时替代化石燃料的一种可能的替代方法。
HH和O = O键断裂形成两个新的单键：HOH。众所周知，水是一种独特的物质（浪漫意义之外），其性质与气态氢和氧完全不同。
离子化合物
由它们的元素形成离子化合物也是合成反应的一个例子。最简单的方法之一是形成第1组和第2组的金属卤化物。例如，溴化钙的合成：
Ca（s）+ Br 2（l）=> CaBr 2（s）
这种类型的综合的一般方程为：
M（s）+ X 2 => MX 2（s）
协调
当所形成的化合物涉及电子几何结构内的金属原子时，则称其为络合物。在络合物中，金属通过弱的共价键保持与配体的连接，并通过配位反应形成。
例如，您拥有3+复杂度。这是在Cr 3+阳离子存在作为铬配体的氨分子NH 3的情况下形成的：
Cr 3+ + 6NH 3 => 3+
铬金属中心周围生成的配位八面体如下所示：
配合八面体的配合物。资料来源：加布里埃尔·玻利瓦尔（GabrielBolívar）。
请注意，络合物中铬的3+电荷不会被中和。它的颜色是紫色，这就是为什么八面体用该颜色表示的原因。
一些配合物更有趣，例如某些与铁，锌和钙原子配位的酶。
-分解
分解与合成相反：化合物分解为一个，两个或三个元素或化合物。
例如，我们有以下三个分解：
2HgO（s）=> 2Hg（l）+ O 2（g）
2H 2 O 2（l）=> 2H 2 O（l）+ O 2（g）
H 2 CO 3（水溶液）=> CO 2（g）+ H 2 O（l）
HgO是微红色固体，在热作用下会分解为金属汞，黑色液体和氧气。
过氧化氢或过氧化氢进行分解，生成液态水和氧气。
碳酸本身分解成二氧化碳和液态水。
“干燥”分解是金属碳酸盐遭受的分解：
CaCO 3（s）=> CaO（s）+ CO 2（g）
类火山
重铬酸铵火山燃烧。资料来源：Наталия
化学类别中使用的分解反应是重铬酸铵（NH 4）2 Cr 2 O 7的热分解。这种致癌的橙色盐（必须谨慎处理）会燃烧释放大量的热量，并产生绿色的固态铬氧化物Cr 2 O 3：
（NH 4）2 Cr 2 O 7（s）=> Cr 2 O 3（s）+ 4H 2 O（g）+ N 2（g）
- 移位
置换反应的图形表示。资料来源：加布里埃尔·玻利瓦尔（GabrielBolívar）。
置换反应是一种氧化还原反应，其中一个元素置换化合物中的另一个。被置换的元素最终会减少或获得电子。
为了简化上述过程，显示了上面的图像。圆圈代表一个元素。可以看到，石灰绿色的圆圈取代了蓝色的圆圈，而蓝色留在了外面。不仅如此，蓝色圆圈在此过程中会收缩，而柠檬绿会氧化。
氢
例如，我们有以下化学方程式来揭示上述解释：
2Al（s）+ 6HCl（aq）=> AlCl 3（aq）+ 3H 2（g）
Zr（s）+ 2H 2 O（g）=> ZrO 2（s）+ 2H 2（g）
Zn（s）+ H 2 SO 4（aq）=> ZnSO 4（aq）+ H 2（g）
这三个化学反应的置换元素是什么？氢，还原为分子氢H 2；它的氧化数从+1变为0。请注意，金属铝，锆和锌可以取代酸和水的氢；而铜，无论是银还是金，都不能。
金属和卤素的
同样，还有以下两个附加的置换反应：
锌（s）+ CuSO 4（aq）=>铜（s）+ ZnSO 4（aq）
Cl 2（g）+ 2NaI（aq）=> 2NaCl（aq）+ I 2（s）
在第一个反应中，锌取代了活性较低的金属铜。锌氧化而铜还原。
另一方面，在第二反应中，比碘更具反应性的元素氯将其置换为钠盐。这是另一种方法：通过氧化置换的元素来还原反应性最高的元素；因此，氯通过氧化碘而被还原。
-气体形成
在反应中可以看出，其中有几种会产生气体，因此也参与了这种化学反应。同样，上一部分的反应，即用活性金属置换氢的反应，被认为是气体形成反应。
除了已经提到的那些，例如，当添加盐酸时，金属硫化物还释放出硫化氢（闻起来像臭鸡蛋）：
Na 2 S（s）+ 2HCl（aq）=> 2NaCl（aq）+ H 2 S（g）
-复分解或双置换
双置换反应的图形表示。资料来源：加布里埃尔·玻利瓦尔（GabrielBolívar）。
在复分解或双置换反应中，发生的是配偶的变化而没有电子转移。即，它不被认为是氧化还原反应。如上图所示，绿色圆圈断开了与深蓝色圆圈的链接，以链接至浅蓝色圆圈。
沉淀
当配偶体之一的相互作用足够强以克服液体的溶剂化作用时，获得沉淀物。以下化学方程式表示沉淀反应：
AgNO 3（水溶液）+ NaCl（水溶液）=> AgCl（s）+ NaNO 3（水溶液）
CaCl 2（aq）+ Na 2 CO 3（aq）=> CaCO 3（s）+ 2NaCl（aq）
在第一个反应中，氯-位移NO 3 -以形成氯化银，氯化银，这是一种白色沉淀物。和在第二反应中，CO 3 2-位移氯-对沉淀碳酸钙。
碱酸
复分解反应中最具代表性的也许是酸碱中和反应。最后，以两个酸碱反应为例：
HCl（水溶液）+ NaOH（水溶液）=> NaCl（水溶液）+ H 2 O（l）
2HCl（水溶液）+ Ba（OH）2（水溶液）=> BaCl 2（水溶液）+ 2H 2 O（l）
的OH -置换氯-以形成水和氯化物盐。
化学反应的例子
在下文中，将提及一些化学反应及其各自的方程式和注释。
移位
Zn（s）+ AgNO 3（aq）→2Ag（s）+ Zn（NO 3）2（aq）
锌取代了硝酸盐中的银：将其从Ag +还原为Ag ，结果，金属银开始在介质中沉淀，在显微镜下观察时就像没有叶子的银树一样。另一方面，硝酸盐与所得的Zn 2+离子结合形成硝酸锌。
中和
CaCO 3（s）+ 2HCl（aq）→CaCl 2（aq）+ H 2 O（l）+ CO 2（g）
盐酸中和碳酸钙盐，生成盐，氯化钙，水和二氧化碳。CO 2冒泡并在水中被检测到。也可以通过向富含CaCO 3的白垩或蛋壳中添加HCl来获得这种起泡。
NH 3（g）+ HCl（g）→NH 4 Cl（s）
在该第二反应中，HCl蒸气中和气态氨。氯化铵盐NH 4 Cl形成白色发烟（下图），因为它含有悬浮在空气中的非常细的颗粒。
氯化铵形成反应。资料来源：AdamRędzikowski
双滚动
AgNO 3（水溶液）+ NaCl（水溶液）→AgCl（s）+ NaNO 3（水溶液）
在双置换反应中，交换“伙伴”。银与钠改变伙伴。结果是新的盐，氯化银，AgCl沉淀为乳状固体。
氧化还原
吠犬的化学反应释放出热量，声音和蓝光。资料来源：Maxim Bilovitskiy，来自维基百科。
有无数的氧化还原反应。最令人印象深刻的之一是巴金狗：
8 N 2 O（g）+ 4 CS 2（l）→S 8（s）+ 4 CO 2（g）+ 8 N 2（g）
形成三种稳定产物时释放的能量是如此之大，以至于产生蓝色闪光（上图），并且由产生的气体（CO 2和N 2）引起的压力急剧增加。
而且，所有这些都伴随着非常响亮的声音，类似于狗的吠叫声。产生的硫S 8以黄色覆盖管的内壁。
哪些物种被还原，哪些物种被氧化？通常，元素的氧化数为0。因此，产品中的硫和氮必须是获得或失去电子的物质。
硫被氧化（失去电子），因为它在CS 2（C 4+ S 2 2-）中的氧化数为-2 ：
小号2- →S 0 + 2E -
由于氮在N 2 O（N 2 + O 2-）中的氧化数为+1，因此氮被还原（获得了电子）：
2N + + 2e→N 0
解决化学反应练习
-练习1
在水性介质中的以下反应中会沉淀出什么盐？
Na 2 S（水溶液）+ FeSO 4（水溶液）→¿
通常，除与碱金属和铵形成的那些硫化物外，所有硫化物都在水性介质中沉淀。发生双重置换：铁与硫化物结合，钠与硫酸盐结合：
Na 2 S（水溶液）+ FeSO 4（水溶液）→FeS（s）+ Na 2 SO 4（水溶液）
-练习2
通过以下反应，我们会得到什么产品？
Cu（NO 3）2 + Ca（OH）2 →→
氢氧化钙不太溶于水；但是添加硝酸铜有助于使其溶解，因为它会反应形成相应的氢氧化物：
Cu（NO 3）2（aq）+ Ca（OH）2（aq）→Cu（OH）2（s）+ Ca（NO 3）2（aq）
Cu（OH）2可立即识别为蓝色沉淀物。
-练习3
下一步中和反应会产生什么盐？
Al（OH）3（s）+ 3HCl（aq）→？
氢氧化铝与盐酸反应，表现得像碱。在酸碱（布朗斯台德·洛里）中和反应中，总是会形成水，因此另一种产物必须是氯化铝AlCl 3：
Al（OH）3（s）+ 3HCl（aq）→AlCl 3（aq）+ 3H 2 O
这次，AlCl 3不会沉淀，因为它是某种程度上可溶于水的盐。
参考文献
- 惠特顿，戴维斯，佩克和斯坦利。（2008）。化学 （第8版）。圣智学习。
- 颤抖和阿特金斯。（2008）。无机化学。（第四版）。Mc Graw Hill。
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- Kashyap Vyas。（2018年1月23日）。证明科学令人着迷的19酷化学反应。从以下网站恢复：interestingengineering.com
- BeautifulChemistry.net（nd）。反应。从以下网站恢复：beautifulchemistry.net
- 维基百科。（2019）。化学反应。从以下位置恢复：en.wikipedia.org