置換反応は、金属と金属塩の反応、金属と酸の反応など、化学における4つの基本的な反応タイプの1つです。次に、主に水を生成する置換反応について学びます。
置換反応の定義
置換反応とは、元素が化合物と反応して別の元素と化合物を形成する化学反応、つまり、ある元素が化合物と反応して別の元素と別の化合物を生成する化学反応を指します。置換反応は、A+BC=B+AC または AB+C=AC+B として表すことができます。
水の生成を伴う置換反応
物質の分類によると、置換反応は、元素と酸化物の間の置換と、元素と非酸化物の間の置換の2つのカテゴリに分けることができます。元素保存の法則によれば、生成物中に水（H2O）が存在する場合、それは水素と酸化物との置換反応、または酸素と水素を含まない非酸化物との置換反応である可能性があります。例えば：
H2 + CuO==高温==Cu + H2O
3H2 + Fe2O3==高温==2Fe + 3H2O
4NH3 + 3O2==着火==2N2 + 6H2O
O2 + 2H2S====2S↓ + 2H2O
水が関与する置換反応
置換反応の反応条件として水を用いることができ、水溶液中で複数の置換反応を行うことができ、この置換反応は液体置換と呼ばれる。これに加えて、水は次のような置換反応の反応物としても使用できます。
2Na + 2H2O=2NaOH + H2↑
2F2 + 2H2O=4HF + O2
C + H2O(g)==高温==CO + H2
3Fe + 4H2O =高温 =Fe3O4 + 4H2
水を生成する置換反応の一部を上に示します。置換反応の進行は、金属の活性系列と大きく関係しているため、学生は金属の活性系列表を暗唱する必要があります。
