【置换反应的定义和发生条件】置换反应是化学反应的一种类型，指的是在一种单质与一种化合物之间，通过相互作用，将其中的某种元素替换出来，生成另一种单质和另一种化合物的反应。这种反应通常涉及金属与盐溶液之间的反应，或非金属与金属氧化物之间的反应。
置换反应的核心在于“取代”过程，即一种物质中的原子或离子被另一种物质中的原子或离子所替代。根据参与反应的物质种类不同，置换反应可以分为金属与盐溶液之间的置换反应，以及非金属与金属氧化物之间的置换反应。
一、置换反应的定义
置换反应是指一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的化学反应。其基本形式为：
- 金属 + 盐 → 新金属 + 新盐
- 非金属 + 金属氧化物 → 新非金属 + 新金属
例如：
- 铁与硫酸铜溶液反应：Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu
- 氢气与氧化铜反应：H₂ + CuO → Cu + H₂O
二、置换反应的发生条件
置换反应是否能够发生，取决于反应物之间的活性强弱。一般来说，只有当反应物中单质的活动性高于化合物中被置换的元素时，反应才可能发生。
1. 金属与盐溶液的置换反应
- 条件：金属的活动性必须比盐中金属的活动性强。
- 判断依据：使用金属活动性顺序表（如K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Hg、Ag、Pt、Au）进行判断。
| 金属活动性顺序 | 可否置换盐中的金属 |
| K | 可以 |
| Ca | 可以 |
| Na | 可以 |
| Mg | 可以 |
| Al | 可以 |
| Zn | 可以 |
| Fe | 可以 |
| Sn | 可以 |
| Pb | 可以 |
| Cu | 不可以（排在后面） |
| Hg | 不可以 |
| Ag | 不可以 |
| Pt | 不可以 |
| Au | 不可以 |
2. 非金属与金属氧化物的置换反应
- 条件：非金属的活动性必须比金属的活动性强。
- 常见例子：氢气还原金属氧化物、碳还原金属氧化物等。
| 非金属 | 是否可置换金属氧化物中的金属 |
| H₂ | 可以（如H₂ + CuO → Cu + H₂O） |
| C | 可以（如C + 2CuO → 2Cu + CO₂） |
| Cl₂ | 可以（如Cl₂ + 2NaBr → 2NaCl + Br₂） |
| Br₂ | 可以（如Br₂ + 2KI → 2KBr + I₂） |
| I₂ | 不可以（活动性较弱） |
三、总结
置换反应是一种重要的化学反应类型，广泛存在于金属与盐溶液、非金属与金属氧化物的反应中。其发生与否主要取决于反应物之间的活动性差异。掌握置换反应的定义和发生条件，有助于理解金属的化学性质以及工业生产中的相关反应原理。