化合反应
多种物质生成一种物质的反应
化合反应(combination reaction)是指由两种或两种以上的物质结合而生成一种新物质的反应。在判断一个化学反应是否是化合反应时,主要看反应物是不是两种或多种,而生成物则仅仅是一种。
根据反应物是单质或化合物,可将化合反应分为单质与单质、单质与化合物、化合物与化合物间的反应。常见的化合反应有单质与氧的反应;单质与氢的反应;金属与非金属的反应;可溶性氧化物与水的反应;酸性氧化物与碱性氧化物的反应以及多物质间的反应。
日常生活和工业生产中众多反应属于化合反应,比如,日常生活中用木碳作为燃料时,碳和氧的反应,以及用二氧化碳与水化合制取碳酸饮料等。在石化能源领域的化合反应如燃料电池中氢与氧的反应;化学工业领域,例如,氮肥硝酸铵的生产,氧化钙消化,化学气相沉积以及橡胶的生产;在水净化过程中,也存在化合反应。
定义
基本定义
化合反应是指由两种或两种以上的物质结合而生成一种新物质的反应。化合反应没有特定的反应数目,两种反应物比较常见,此外,还有三种及以上反应物参与的反应。其通式为
由于反应物成键时会释放能量,所以化合反应通常是放热的。例如,燃烧放热碳和氧气反应
但是,并不是所有的化合反应都是放热反应。例如,碳和二氧化碳在高温下生成一氧化碳就是吸热反应
判别
化合反应是一类非常普遍,同时又是十分重要的化学反应。它的基本特点是两种或多种物质互相结合,而形成一种产物。在判断一个化学反应是否是化合反应时,主要看反应物是不是两种或多种,而生成物则仅仅是一种。例如:就是化合反应。
,该反应的反应物虽然达三种之多,但反应后的生成物则是两种而不是一种,所以,它不是化合反应。
化合反应与氧化还原反应没有必然联系,物质跟氧气发生的氧化反应,有的是化合反应,如磷在氧气中燃烧,生成的物质只有一种;有的不是化合反应,如蜡烛在氧气中燃烧,生成的物质不止一种。在化合反应中,有的是氧化反应,如铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁;有的不是氧化反应,如氧化钙和水化合生成氢氧化钙;只有那些跟氧反应而且生成的物质只有一种的,才既是化合反应,又是氧化反应。
分类
根据反应物是单质或化合物,可以把化合反应分为以下几种类型:
单质与单质间的反应:例如,铜与燃烧生成氯化铜
单质与化合物间的反应:例如,氯气与氯化亚铁反应生成三氯化铁
化合物与化合物间的反应:氨水二氧化碳反应生成碳酸氢氨。
常见反应
单质和氧的反应
氧是一种化学活动性较强的非金属元素,它和绝大多数的金属和非金属元素都能化合,而生成相应的氧化物
氧与非金属:例如,碳燃烧生成二氧化碳。
氧与金属:例如,氧气生成氧化钠
单质和氢的反应
氢是一种化学活动性较强的元素,也能和许多单质发生化合反应。它不仅易和许多非金属单质直接化合生成相应的气态氢化物,而且还能和一些活动性强的金属元素(如锂、钠、钾、镁、钙等)直接化合生成相应的金属氢化物
氢与非金属单质:例如,氢气氯气在光照或点燃的情况下可发生剧烈反应生成氯化氢气体。
氢气与金属单质:例如,氢气与镁在高温催化下可生成二氢化镁
金属与卤素反应
许多金属能与非金属、氯、等直接化合成无氧酸盐。如金属与氟生成氟化钡
可溶性氧化物和水反应
凡是可溶性或微溶性的氧化物都能和水化合,生成相对应的水化物。如果是可溶或微溶于水的碱性氧化物和水直接化合后,生成的对应的水化物就是碱;如是可溶性的酸性氧化物和水化合,生成的对应的水化物则是含氧酸
碱性氧化物与水反应:例如,氧化钙(生石灰)与水反应生成氢氧化钙(熟石灰)。
酸性氧化物与水反应:例如,二氧化碳与水反应生成碳酸
酸性氧化物和碱性氧化物
大多数酸性氧化物与碱性氧化物之间可以反应生成含氧酸盐。其中碱性氧化物对应的碱碱性越强,酸性氧化物对应的酸酸性越强,两者越容易发生反应。例如,二氧化硅氧化钙反应生成硅酸钙
多物质间的反应
例如,碳酸钙与二氧化碳的水溶液反应生成碳酸氢钙
应用领域
石化能源领域
燃料电池的燃料是氢,根据化合反应定义,氢在燃料电池中和氧发生化合反应,从而产生电能给电动机工作提供支持。
化学工业领域
化学工业中存在很多化合反应,例如,氮肥硝酸铵的生产。根据化合反应定义,在其生产过程中,硝酸反应生成硝酸属于化合反应:
又比如生石灰消化(又称熟化),制得氢氧化钙
化学气相沉积是一种材料表面改性技术,它是在不改变基体材料的成分和不削弱基体材料强度的条件下,赋予材料表面特殊的性能,满足工程的需要。 它主要通过挥发物气体分解或化合反应后在基体材料的表面沉积成膜,这种膜强化技术选用的基材广泛、适用面广。将化学气相沉积技术嫁接到催化剂制备工艺中, 能获得性能优良的催化剂。
十九世纪三十年代,在研究橡胶的生产时,人们将苯乙烯丁二烯混合在一起进行化合反应,得到首个完全的合成橡胶
水处理
在水处理中也存在化合反应,如锅炉水处理中常发生的化合反应有:铁氧化生成铁锈以及生石灰加水生成氢氧化钙等。在水净化过程中,会发生化合反应、酸碱反应等,并通过吸附、凝聚等作用使污染物质浓度降低。
日常生活
日常生活中也常存在化合反应。比如,日常生活中用木碳作为燃料时,碳和氧就发生了化合反应;放鞭炮时,鞭炮中的碳、可与氧气发生化合反应生成一氧化碳、二氧化硫。 又如,用二氧化碳与水化合制取碳酸饮料。此外,人们平时做豆豉时,就是利用大豆所含有机酸脂肪酸与发酵产生的醇类发生化合反应生成类,产生豆豉的酯香。
参考资料
化合反应.术语在线.2024-01-15
化合反应.中国大百科全书.2024-01-16
目录
概述
定义
基本定义
判别
分类
常见反应
单质和氧的反应
单质和氢的反应
金属与卤素反应
可溶性氧化物和水反应
酸性氧化物和碱性氧化物
多物质间的反应
应用领域
石化能源领域
化学工业领域
水处理
日常生活
参考资料