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、半连续操作反应器预先将部分反应物在反应前一次加入反应器，其余的反应物在反应过程中连续或断连续加入，或者在反应过程中将某种产物连续地从反应器中取出，属于非稳态过程优点：反应不太快，温度易于控制，有利于提高可逆反应的转化率按流体流动及混合型式分类：1、平推流反应器物料在长径比很大的管式反应器中流动时，如果反应器中每一微元体积里的流体以相同的速度向前移动，此时在流体的流动方向不存在返混，这就是平推流。

特点：各物料微元通过反应器的停留时间相同,物料在反应器中沿流动方向逐段向前移动，无返混，物料组成和温度等参数沿管程递变，但是每一个截面上物料组成和温度等参数在时间进程中不变，连续稳态操作，结构为管式结构。

2、理想混合流反应器反应器的物料微元与器内原有的物料微元瞬间能充分混合（反应器中的强烈搅拌），反应器中各点浓度相等不随时间变化。

特点：各物料微元在反应器的停留时间不相同，物料充分混合，返混最严重，反应器中各点物料组成和温度相同，不随时间变化，连续搅拌釜式反应器3、非理想混合流反应器实际反应器，主要是由于工业生产中在反应器中的死角、沟流、旁路、短路及不均匀的速度分布使物料流动型态偏离理想流动。

化学反应器的特点1、催化剂不易磨损2、较少量催化剂可获较大生产能力3、有利于达到高的选择性和转化率4、传热较差5、催化剂的更换必须停车6、催化剂应有较长的寿命化学反应器的操作方式•化学反应器有三种操作方式：间歇（分批）式、连续式和半连续（半间歇）式。

1、间歇（分批）式操作采用间歇操作的反应器称为间歇反应器，其特点是进行所需的原料一次性装入反应器内，然后在其中进行化学反应，经一定时间后，达到所要求的反应程度时卸出全部物料，其中主要是反应产物以及少量未被转化的原料。

接着是清洗反应器，继而进行下一批原料的装入、反应和卸料。

所以间歇反应器又称为分批反应器。

间歇反应过程是一个非定态过程，反应器内物系的组成随时间而变，这是间歇过程的基本特征。

间歇反应器在反应过程中既没有物料的输入，也没有物料的输出，即不存在物料的流动，整个反应过程都是在恒容下进行的。

反应物系若为气体，则必充满整个反应器空间；若为液体，则虽不充满反应器空间，由于压力的变化而引起液体体积的改变通常可以忽略，因此按恒容处理也足够准确。

采用间歇操作的反应器几乎都是釜式反应器，其余类型极为罕见。

间歇反应器适用于反应速率慢的化学反应，以及产量小的化学品生产过程，对于那些批量少而产品的品种又多的企业尤为适宜，例如医药等精细化工往往就属于这种。

2、连续式操作这一操作方式的特征是连续地将原料输入反应器，反应产物也连续地从反应器流出，采用连续操作的反应器称为连续反应器或流动反应器。

前面所述的各类反应器都可采用连续操作。

对于工业生产中某些类型的反应器，连续操作是唯一可采用的操作方式。

连续操作的反应器多属于定态操作，此时反应器内任何部位的物系参数，如浓度及反应温度等均不随时间而改变，但却随位置而改变。

大规模工业生产的反应器绝大部分都是采用连续操作，因为它具有产品质量稳定、劳动生产率高、便于实现机械化和自动化等优点。

这些都是间歇操作无法与之相比的。

然而连续操作系统一旦建立，想要改变产品品种是十分困难的，有时甚至要较大幅度地改变产品产量也不易办到，但间歇操作系统则较为灵活。

3、半连续（半间歇）式操作原料与产物只要其中的一种为连续输入或输出而其余则为分批加入或卸出的操作，均属半连续操作，相应的反应器称为半连续反应器或半间歇反应器。

由此可见，半连续操作具有连续操作和间歇操作的某些特征。

有连续流动的物料，这点与连续操作相似；也有分批加入或卸出的物料，因而生产是间歇的，这反应了间歇操作的特点。

由于这些原因，半连续反应器的反应物系组成必然既随时间而改变，也随反应器内的位置而改变。

管式、釜式、塔式以及固定床反应器都可采用半连续操作方式。

化学反应器的生产步骤原料预处理：属物理过程，为化学反应服务。

化学反应：是物理+化学的过程，生产过程的核心。

产物分离：主要是物理过程，分理处最终产品。