[科普中国]-化学变化

名词定义

化学变化（chemical change）在生产和生活中普遍存在。产生了新物质的变化是化学变化。如铁的生锈、节日的焰火、酸碱中和，镁条的燃烧等等。宏观上可以看到各种化学变化都产生了新物质，这是化学变化的特征。总结：有新物质产生的变化即为化学变化。

分类化学变化种类较多，可根据不同方面将其分类。

种类及数量从反应物和生成物的种类及数量进行划分，可以把化学变化分为四种基本反应类型：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。

（1）化合反应：S+O2=点燃=SO2；

（2）分解反应：2H2O=通电=2H2↑+O2↑；

（3）置换反应：H2+CuO=高温=Cu+H2O；

（4）复分解反应：HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3。

升降变化

若从反应中元素化合价的升降变化的角度，可以分为氧化还原反应和非氧化还原反应。其中氧化还原反应又分为氧化反应和还原反应。氧化还原反应的实质是发生了电子的转移或偏离。

氧化反应：

还原剂（反应物）→失电子或共用电子对偏离→化合价升高→被氧化→发生氧化反应→生成氧化产物。

还原反应：

氧化剂（反应物）→得电子或共用电子对偏向→化合价降低→被还原→发生还原反应→生成还原产物。

氧化-还原反应（oxidation-reduction reaction,，也作redox reaction）是化学反应前后，元素的氧化数有变化的一类反应。氧化还原反应的实质是电子的得失或共用电子对的偏移。氧化还原反应是化学反应中的三大基本反应之一，另外两个为（路易斯）酸碱反应与自由基反应。自然界中的燃烧、呼吸作用、光合作用、生产生活中的化学电池、金属冶炼、火箭发射等等都与氧化还原反应息息相关。研究氧化还原反应，对人类的进步具有极其重要的意义。1

是否有离子参加若从反应中是否有离子参加的角度看，可分为离子反应和非离子反应。离子反应的本质是某些离子浓度发生改变。

离子反应的本质是某些离子浓度发生改变。常见离子反应多在水溶液中进行。有离子参加的化学反应，根据反应原理，离子反应可分为复分解、盐类水解、氧化还原、络合4个类型；也可根据参加反应的微粒，分为离子间、离子与分子间、离子与原子间的反应等。极浓的电解质跟固态物质反应时，应根据反应的本质来确定是否属于离子反应。例如，浓硫酸跟铜反应时，表现的是硫酸分子的氧化性，故不属于离子反应；浓硫酸跟固体亚硫酸钠反应时，实际上是氢离子跟亚硫酸根离子间的作用，属于离子反应。此外，离子化合物在熔融状态也能发生离子反应。2

能量变化若从反应的能量变化的角度看可分为吸热反应和放热反应。

在化学反应中，反应物总能量大于生成物总能量的反应叫做放热反应。包括燃烧、中和、金属氧化、铝热反应、较活泼的金属与酸反应、由不稳定物质变为稳定物质的反应。

吸热反应指的就是化学上把最终表现为吸收热量的化学反应。吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量。吸热反应的逆反应一定是放热反应。

特征实质从微观上可以理解化学变化的实质：化学反应前后原子的种类、个数没有变化，仅仅是原子与原子之间的结合方式发生了改变，原子是化学变化的最小微粒。例如对于分子构成的物质来说，就是原子重新组合成新物质的分子。物质的化学性质需要通过物质发生化学变化才能表现出来，因此可以利用使物质发生化学反应的方法来研究物质的化学性质，制取新的物质。

实例化学变化常伴有光、热、气体、沉淀产生或颜色气味改变等表现现象发生，可以参照这些现象来判断有无化学反应发生。但要注意跟物理变化的区别。物理变化也常伴有发光（电灯）、放热（摩擦）、放出气体（启开汽水瓶盖）、颜色变化（氧气变成液氧）、产生沉淀物（明矾净水）等，只是没有新物质生成，这是物理变化与化学变化的根本区别。根据反应物、生成物种类不同可以把化学反应分为化合、分解、置换和复分解4种基本类型。也可以从其他角度给化学反应分类，如分成氧化还原反应与非氧化还原反应；吸热反应与放热反应等等。物体在化学变化中表现出来的性质是化学性质。化学变化里一定包含物理变化，物理变化里一定没有化学变化。

化学韵语记忆化学变化，具有特征；

新的物质，一定生成；

放热发光，颜色改变；

放出气体，生成沉淀；

化变同时，物变发生。3

具体例子燃烧必然伴随发光、放热的现象，但是不一定有火焰。如果是可燃性气体燃烧，就会产生火焰，如：氢气、一氧化碳、甲烷的燃烧，硫磺和蜡烛在燃烧时会产生硫蒸气和石蜡蒸气，也有火焰；但是木炭在燃烧过程中始终是固态，不能产生可燃性蒸气，所以没有火焰。其中，爆炸较复杂，有两种情况。一种是由于燃烧放热散不掉，在有限空间内体积膨胀产生的爆炸，它是化学变化，例如：H2与O2混合点燃爆炸，爆竹爆炸等；另一种是由于气压引起的爆炸，例如：气球爆炸，轮胎爆炸等，是物理变化。吸热反应和放热反应可通过反应条件判断。“点燃”为放热；“高温”为吸热。有些反应中条件还需“催化剂”才能进行，但不论什么反应，都必然遵守质量守恒定律。