1.4.2 化学反应的类型
依据反应物与产物的种类和数量划分，有4种典型的化学反应类型：化合反应，分解反应，置换反应，和复分解反应。
1 化合反应（Combination reaction）
化合反应是两种或两种以上物质生成一种物质的反应。其通式为：
A+B → AB
常见的化合反应包括：
- 氧化镁与二氧化碳结合生成碳酸镁 MgO+CO2→MgCO3
- 红磷的燃烧 4P+5O2 点燃→2P2O5
化合反应一般有新键生成，由于能量守恒定律，形成新键会降低系统的能量，所以化合反应一般是放热反应。
2 分解反应（Decomposition reaction）
分解反应是一种物质分解成两个或多个物质的反应。其通式为：
AB → A+B
常见的分解反应包括：
- 碳酸分解 H2CO3→H2O+CO2↑
- 高锰酸钾受热分解 2KMnO4 △→K2MnO4+MnO2+O2↑
分解反应一般都有键断裂，所以分解反应一般是吸热反应，一般需要加热才能使物质自发分解。
3 置换反应（Single displacement reaction）
置换反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的过程。其通式为：
A+BC → B+AC
常见的置换反应包括：
- Fe+CuSO4 → Cu+FeSO4
- Cl2+2NaBr → 2NaCl+Br2
不是所有的置换反应都能自发发生。如A单质比B单质更活泼（即A比B更不稳定，更容易发生反应），则置换反应可自发发生，反之则不可自发发生。
对于常见的金属单质，其活性顺序为：
K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>H(酸性溶液)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
即，K单质在所有金属单质中最活泼，Au单质最稳定。通常来说，K，Ca，Na可以与水反应生成氢气，Mg-Pb可以与酸反应生成氢气，Cu-Au不与酸反应。
通常来说，位于元素周期表左下角的金属比右上角的金属更活泼，但也有反例（比如Zn和Cu）。
因为Mg比Cu活泼，所以Mg+CuSO4 → MgSO4+Cu 这个反应可以自发发生。而Cu+MgSO4 → CuSO4+Mg不能自发发生。
对于常见的非金属单质，其活性顺序为：
F2>Cl2>Br2>I2
思考1：请依据金属或非金属的活泼性，判断以下反应是否可以自发发生：
- Cu+H2SO4 → H2↑+CuSO4
- 2Al+3FeCl2 → 3Fe + 2AlCl3
- Cl2+2NaI → 2NaCl + I2
4 复分解反应（Metathesis reaction，又名双置换反应）
复分解反应是两种化合物互相交换成分，生成另外两种结构相似的化合物的反应。其通式为：
AB+CD → AD+BC
常见的复分解反应包括：
- Na2O+2HNO3 → 2NaNO3+H2O
- H2SO4（过量）+NaCl △→ HCl↑+NaHSO4
- BaCl2+MgSO4 → BaSO4↓+MgCl2
不是所有的复分解反应都能自发发生。只有当复分解反应的产物能脱离体系时，即产物有气体↑，沉淀↓，或者弱电解质（即仅部分电离的物质，比如水，HgCl2，CH3COOH）时，复分解反应才可以自发发生。
注：其本质上是因为，产物能脱离体系，导致反应平衡不断向产物方向移动。后续章节将介绍电离，电解质，后续章节将对化学平衡作进一步讨论。
也存在不属于以上四种类型任何一种的反应，比如甲烷燃烧：CH4+O2 点燃→ H2O+CO2
此外，有机反应中也存在几种典型的反应类型，比如取代反应（Substituation reaction），加成反应（Addition reaction），消除反应（Elimination reaction）等等。《有机化学》中将对这些反应进行更深入的讨论。
思考2：请判断以下反应分别属于化合反应，分解反应，置换反应，和复分解反应中的哪一种，或者都不是：
- 4HF+SiO2 → SiF4+2H2O
- Na2CO3+H2O+CO2 → 2NaHCO3
- 2Cl2+2Ca(OH)2 → CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
- CO2+2Mg 点燃→ 2MgO+C
- Cl2+PCl3 △→ PCl5
思考1答案：
- 不可以自发发生
- 可以自发发生
- 可以自发发生
思考2答案：
- 复分解反应
- 化合反应
- 都不是
- 置换反应
- 化合反应