论述化学反应器的分类和化学反应的基本类型

论述化学反应器的分类和化学反应的基本类型

<一>化学反应的基本类型

摘要

一提到化学反应类型，不少学生都认为是“化学反应基本类型”，答案只能在化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应四种情况里选一种，除此之外的答案都是错的，这给学生带来很大困惑。本文探讨了“化学反应基本类型”的本质和局限性，并探讨了复分解反应的两个疑难问题。本文还详细介绍啦化学反应器的分类，让大家更详细的了解到在化学应用中化学反应器的分类

关键词；化学反应器化学反应基本类型原理

一、问题的提出

化学反应的基本类型有四种，即化合反应，分解反应，置换反应，复分解反应。在对化学反应进行分类时，学生常遇到以下困惑：

1.氧化还原反应、中和反应等反应为什么不属于反应基本类型？

2.有很多反应为什么没有相应的反应基本类型？

3.非金属氧化物与碱的反应为什么不属于复分解反应？

4.碳酸盐与酸的反应被认为是复分解反应，这是为什么？

对于这些问题，机械地利用概念来解释，缺乏说服力，而且第四个问题用概念无法解释，因为复分解反应的概念是两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应，第四种反应有三种化合物生成。

欲解决这些问题，需要弄清楚“反应基本类型”内涵和外延。

二问题的解决

（一）探究所描述的化学反应信息

从具体实例来探究“反应基本类型”所描述的化学反应信息。

1. 3Fe+2OFeO，化合反应——几种成分（Fe和O）结合在一起。

2. 2Fe(OH)=FeO+3HO，分解反应——结合在一起的几种成分（Fe、O、H）分开。

3. Fe+CuSO=FeSO+Cu，置换反应——一种成分（Fe）替换另一种成分（Cu）。

4. 2Fe(OH)+6HCl=2FeCl+6HO，复分解反应——正价态成分（Fe和H）或负价态成分（OH 根和Cl）相互交换。

四种基本类型都是通过成分组合方式的变化来描述化学反应过程的，这就是“反应基本类型”的内涵。而氧化还原反应是通过电子的转移来描述化学反应过程的，中和反应是通过酸碱性的相互消除来描述化学反应过程的，它们的内涵与“反应基本类型”不相符合，所以都不把它们列入“反应基本类型”的范畴。

（二）反应基本类型外延

“反应基本类型”的外延只有四种，面对纷繁复杂的化学反应，这样的外延太窄了，部分反应特别是很多的有机化学反应被排除在“反应基本类型”之外。如同很多观众到了一个小剧场，位子不够，一部分人无法对号入座。所以像这样的情况，并不意味着它们根本上没有相应的反应类型，只是目前还不能对它们变化的特点进行恰当描述罢了。

查现代汉语词典，“基本”的含义有：①根本：人民是国家的～。②根本的：～矛盾。③主要的：～条件∣～群众。④大体上：大坝工程已经～完成。用“基本”来修饰反应类型，是哪种含义呢？是“根本”（最重要的意思）的反应，其它反应都不重要？是“主要的”反应，其它反应都是次要的反应？无论选择那种含义，都不合适。

（三）初步结论

由以上分析可以看出，“反应基本类型”的叫法有很大的历史局限性，应该变通了。

分子式现在改称化学式，原子量、分子量现在改称相对原子质量、相对分子质量，质量百分含量现在该称质量分数，化学“反应基本类型”为什么不作合理的变通呢？无论从哪个角度来描述化学反应，都应该是正确的，都应该属于反应类型里的一种。如果将“基本”去掉，改成“反应类型”，氧化还原反应、中和反应，以后要接触学习的离子反应、放（或吸）热反应、可逆（或不可逆）反应、取代反应、加成反应、消除反应、磺化反应、基元反应等都可纳入反应类型的范畴。它们如同百花园里的一朵朵奇葩，本应争芳斗艳，何必人为地制造出“一支独秀”呢？因此同一反应应当可以属于几种反应类型。如3Fe+2OFeO的反应类型，既可以说是化合反应，又可以说是氧化还原反应，还可以说是放热反应；

2Fe(OH)+6HCl=2FeCl+6HO的反应类型，既可以说是复分解反应，又可以说是中和反应，也可以说是放热反应，还可以说是离子反应，还可以说是无机化学反应，等等。答案灵活开放，就不会给学生带来那么多的困惑。

复分解反应的概念比较抽象，与化学方程式的联系不如其它三种类型直观。该反应过程是双方先离解，再相互交换成分，前一过程便是该反应得名的由来。整个过程可归结为“两边结合，中间结合”。例如：

按照这种方式解释非金属氧化物与碱的反应不属于复分解反应，就直观了。比如，如果CO与NaOH的反应是复分解反应，则过程和结果应该是：

而实际是CO+NaOH→NaCO+HO，所以这类反应不属于复分解反应。

把碳酸盐和酸的反应看作是复分解反应，与概念不能很好地联系起来，令人费解。之所以把这类反应叫复分解反应，原因是这类反应分两步进行，比如碳酸钙和盐酸的反应，先进行的是CaCO+2HCl=CaCl+HCO，后进行的是HCO=HO+CO↑，前者是复分解反应，后者是化合反应，前者就是把总的反应CaCO+2HCl=CaCl+HO+CO↑看作为复分解反应的根据。对化学反应进行分类时，所涉及的反应都是一步完成的简单反应，而现在把两步进行的、分别属于两种类型的反应并称为其中的某一种反应，显然是不妥的。如果这样处理是正确的，那么把该反应看作是分解反应，也未尝不可；如果这样处理是正确的，那么

CO+2NaOH=NaCO+HO也可看作是复分解反应，因为该反应也可看成是两步反应，先进行的是CO+HO=HCO，后进行的是HCO+2NaOH=NaCO+HO，后者恰恰是复分解反应。如此看来，复分解反应的概念把生成物限制为两种是有道理的。碳酸盐和酸的反应比较复杂，不能简单地把它定为复分解反应。

<二>化学反应器的分类

按操作方式分类：

1、间歇操作反应器

在反应之前将原料一次性加入反应器中，直到反应达到规定的转化率，即得反应物，通常带有搅拌器的釜式反应器

优点：操作弹性大，主要用于小批量生产

2、连续操作反应器

反应物连续加入反应器产物连续引出反应器，属于稳态过程，可以采用釜式、管式和塔式反应器

优点：适宜于大规模的工业生产，生产能力较强，产品质量稳定易于实现自动化操作。

3、半连续操作反应器