氢原子百科 复分解反应（Double decomposition reaction）是指由两种化合物互相交换离子或基团生成另外两种化合物的非氧化还原反应[1]。其本质是溶液中的离子结合成难电离的物质（如水）、难溶的物质或挥发性气体，而使复分解反应趋于完成[5]。复分解反应中涉及到旧键断裂、新键生成[6]。
复分解反应主要是酸、碱、盐之间发生的化学反应，但某些金属化合物跟酸也能发生复分解反应。它主要包括金属氧化物跟酸反应、酸与碱的中和反应、碱与盐的反应、酸与盐的反应和盐与盐的反应，如氢氧化钠与硫酸铜反应、硫酸与氢氧化钾反应[7]。复分解反应除了发生在无机化合物之间，在有机化合物中，烯烃也可以发生复分解反应。其涉及到碳原子之间双键的断裂和形成，导致原子组之间交换位置[8]。
复分解反应可应用于生成无机盐产品[5]、离子的检验[9]、复分解渗析技术等[10]。如在侯氏联合碱法中，通过碳铵与氯化钠进行复分解反应，生成碳酸氢钠和氯化铵[11]。
基本定义
复分解反应是指两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应[7]，主要是液相复分解反应[12]，但是固相也能发生这类的反应[13]。可以表示为：
[7]
液相复分解反应
复分解反应中产生沉淀、气体或弱电解质，相关离子的浓度在溶液中会发生显著下降。在这过程中，溶液中自由移动的离子之间形成更强的化学键，并释放能量，焓变呈负值；虽然其混乱度可能减小（生成气体混乱度增大），即小于0，但能量下降占主导地位。根据吉布斯自由能,小于0，反应自发进行。以酸碱中和反应为例，反应的实质表示为。[12]
固相复分解反应
固相复分解反应的形式为反应物1+反应物2＝产物1+产物2。如：[13]
[13]
根据反应体系的热力学，各种离子在各物相中的迁移度以及各反应物质的交互溶解度可以理解这类反应的机理。约斯特（Jost）和瓦格纳（Wagner）规定了AX+BY＝BX+AY这种类型复分解的两个条件：①参加反应的各组分之间交叉溶解度较小；②阳离子的迁移速度远远大于阴离子的迁移速度。[13]
判别
根据反应物和生成物的种类，可把化学反应分为四种基本反应类型，即化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应。化合反应是指由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应，即：A+B→AB。分解反应是指由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应，即：AB→A+B。置换反应是指由一种单质跟一种化合物起反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应，即：C+AB→A+CB[7]。而复分解反应是指由两种化合物互相交换离子或基团生成另外两种化合物的非氧化还原反应[1]，可以表示为AB+CD→AC+BD[7]。根据反应物和生成物的种类，可将复分解反应与化合反应、分解反应和置换反应进行区分[7]。
分类
复分解反应主要是酸、碱、盐之间发生的化学反应，某些金属氧化物跟酸也能发生复分解反应。[7]
（1）酸和碱的中和反应
盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水，硫酸和氢氧化钾反应生成硫酸钾和水。[7]
[7]
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（2） 碱与盐反应生成另一种碱和另一种盐
氢氧化钠和硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜，氢氧化钾和氯化铁反应生成氯化钾和氢氧化铁。[7]
[7]
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（3）酸和盐反应生成另一种酸和另一种盐
[7]
（4）盐与盐反应生成另两种新盐
硝酸银和氯化钠反应生成氯化银和硝酸钠，氯化钡和硫酸钠反应生成硫酸钡和氯化钠
[7]
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复分解反应发生的条件
复分解发生的条件：生成物有沉淀或有气体或有水生成，三个条件只要满足一个，反应即可发生[4]。根据复分解反应趋于完成的条件，复分解反应发生需要一定条件。从反应物和生成物两方面，按以下四类反应具体分析复分解反应发生的条件[5]。
（1）酸+盐→新酸+新盐
反应物中酸必须是可溶的，生成物中至少有一种物质是气体或沉淀或水。如[5]：
[5]
（2）酸+碱→盐+水
反应物中至少有一种是可溶的。如[5]：
[5]
（3）盐+盐→两种新盐
反应物中两种盐都是可溶的，且反应所得的两种盐中至少有一种是难溶的。如[5]：
[5]
（4）盐+碱→新盐+新碱
反应物必须都是可溶的，生成物至少有一种是沉淀或气体（只有铵盐跟碱反应才能生成气体）[5]。
[5]
| 复分解反应类型 | 反应物条件 | 生成物条件 |
|---|---|---|
| 酸+碱→盐+水 | 酸碱之一可溶 | 有水生成 |
| 酸1+盐1→酸2+盐2 | 酸必须可溶 | 有气体放出或沉淀析出 |
| 碱1+盐1→碱2+盐2 | 两种都要可溶 | 有沉淀析出 |
| 盐1+盐1→盐3+盐4 | 两种都要可溶 | 有沉淀析出 |
| 参考文献：[14] |
无机盐工业
在无机盐工业中，通过复分解反应将不同离子的两种盐（或碱和盐、酸和盐）在液相（或液-固相）中进行离子交换，生成另外两种盐（或碱和盐、酸和盐）。利用复分解反应制取所需产品，一般要求作为反应物的两种盐在水中溶解度比较大，作为生成物的盐溶解度比较小，且在一定温度范围内能成为固体析出。如氯化钾和硝酸钠复分解时，在低温下即可析出硝酸钾固体结晶；碳酸铵和硫酸钙发生复分解反应后，将碳酸钙沉淀分离后的溶液进行蒸发，得到硫酸铵固体产品。利用复分解反应生成无机盐，一般是在带有机械搅拌的槽式反应器中进行，操作可以是间隔的，也可以是连续的。利用复分解反应生产无机盐的过程中，常用到过滤、结晶等化工单元操作[5]。
在制造纯碱时，侯氏联合制碱法将合成氨工业和制碱工业联合起来。以煤为原料制得碳铵，碳铵再与氯化钠进行复分解反应，生成碳酸氢钠和氯化铵[11]。
离子的检验
利用试样和Na2CO3溶液的复分解反应，可以检验出试样中无Na+、K+之外的阳离子。如果试样是溶液或固体试样易溶于水，取几滴试液与Na2CO3反应，若无沉淀产生，说明试液中无Na+、K+以外的阳离子，即可用此试液检出阴离子。因为Na+、K+、NH4+之外的阳离子均与Na2CO3溶液反应，形成碳酸盐、碱式碳酸盐或氢氧化物沉淀。用饱和Na2CO3溶液与试样共煮，由于复分解反应，通过转化作用，可使阴离子转入溶液中，并使许多能与Na2CO3生成沉淀的阳离子沉淀而与阴离子分离。[9]
复分解电渗析技术
复分解电渗析具有重组和浓缩离子的独特性能，通过离子重组可发生类似复分解反应。基于四隔室结构特点，其可以将少量的溶解度低（或不溶解度）的盐类转化为高浓解度的盐。复分解电渗析通过将2种原料AX、BY和另2种产品液BX、AY分别投入4个隔室，在电场力的作用下离子定向迁移过膜而后被同性离子交换膜阻挡后停留于同隔室，完成AX+BY→AY+BX复分解反应。利用复分解电渗析技术离子的定向移动和离子交换膜的选择透过性，以氯化钾和硝酸盐为原料能制备无氯钾肥并回收氯化钠。[10]
烯烃的复分解反应
烯烃复分解反应是指烯烃在催化剂的作用下发生碳碳双键的断裂生成亚烷基、然后再进行重新组合成新的烯烃的反应。根据底物的不同，烯烃复分解反应又可分为自复分解反应、开环复分解反应、关环复分解反应、交叉复分解反应和开环复分解聚合反应等[15]。
诺贝尔化学奖
参考资料 16
- 复分解反应 — 术语在线
- 参考 2
- 参考 3
- 参考 4
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 三人因改变分子而荣膺2005年诺贝尔化学奖 — 世界科学
- 参考 9
- 参考 10
- 参考 11
- 参考 12
- 参考 13
- 参考 14
- 参考 15
- 中科院院士点评2005年度诺贝尔化学奖 — 新浪新闻