置换反应:
单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应
发生置换反应的原理:
必须是活动性强的金属置换活动性弱的金属或H+溶液
根据元素性质分类:
1.金属单质置换金属单质:2Al+Fe2O3=高温=Al2O3+2Fe(铝热反应。Al还可与V2O5、CrO3、WO3、MnO2等发生置换);Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
2.金属单质置换非金属单质:Zn+2HCl=H2↑+ZnCl2 ;2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;2Mg+CO2=点燃=2MgO+C;3Fe+4H2O(g)=高温=Fe3O4+4H2
3.非金属单质置换金属单质:H2+CuO=Δ=Cu+H2O ;C+FeO=Δ=Fe+CO↑
4.非金属单质置换非金属单质:2F2+2H2O=4HF+O2 ;2C+SiO2=Si+2CO↑ ;C+H2O=高温=CO+H2 ;2H2+SiCl4=Si+4HCl ;Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl
置换反应与氧化还原反应的关系:
置换反应一定属于氧化还原反应。
元素的性质:
由于核外电子排布的周期性变化,使元素表现出不同的性质。元素性质与原子结构密切相关,主要与原子核外电子排布,特别是最外层电子数有关。
碱金属元素的性质: (1)元素性质同:均为活泼金属元素,最高正价均为+1价异:失电子能力依次增强,金属性依次增强
(2)单质性质同:均为强还原性(均与O
2、X
2等非金属反应,均能与水反应生成碱和氢气。),银白色,均具轻、软、易熔的特点异:与水(或酸)反应置换出氢依次变易,还原性依次增强,密度趋向增大,熔沸点依次降低,硬度趋向减小
(3)化合物性质
同:氢氧化物都是强碱。过氧化物M
2O
2具有漂白性,均与水反应产生O
2;异:氢氧化物的碱性依次增强。
注: ①Li比煤油轻,故不能保存在煤油中,而封存在石蜡中。 ②Rb,Cs比水重,故与水反应时,应沉在水底。③与O
2反应时,Li为Li
2O;Na可为Na
2O,Na
2O
2;K,Rb,Cs的反应生成物更复杂。
卤族元素的性质: (1)相似性:
①卤素原子最外层都有七个电子,易得到一个电子形成稀有气体元素的稳定结构,因此卤素的负价均为-1价。氯、溴、碘的最高正价为+7价,有的还有+1、+3、+5价,其最高价氧化物及水化物的化学式通式分别为X
2O
7和HXO
4(F除外)
②卤族元素的单质均为双原子分子(X
2);均能与H
2化合:H
2+X
2=2HX;均能与水不同程度反应,其通式(除F
2外)为:H
2O+X
2HX+HXO;均能与碱溶液反应;Cl
2、Br
2、I
2在水中的溶解度较小(逐渐减小,但在有机溶剂中溶解度较大,相似相溶)。
(2)递变性:
①原子序数增大,原子的电子层数增加,原子半径增大,元素的非金属性减弱。
②单质的颜色逐渐加深从淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色,状态从气→气→液→固,溶沸点逐渐升高;得电子能力逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,与氢气化合由易到难,与水反应的程度逐渐减弱。
③阴离子的还原性逐渐增强。
④氢化物的稳定性逐渐减弱。
⑤最高正价含氧酸的酸性逐渐减弱(氟没有含氧酸)。