氧化還原反應方程式配平方法和技巧

1、氧化還原反應方程式配平方法和技巧河南省汝南高中馮愛紅化學方程式的配平一直是中學化學的難點之一，特別是氧化還原反應方程式的配平更使許多學生感到困惑。在中學階段，教材及其它輔導資料都著重介紹了用化合價升降法配平氧化還原方程式，但學生在運用此方法進行配平時容易出錯；原因在于氧化還原反應繁雜多樣，各有其特點，本文著重介紹如何從氧化還原反應的特點出發(fā)運用化合價升降法配平氧化還原反應方程式的一些價態(tài)處理技巧。配平原則 反應前后各元素的原子個數(shù)相等，即質(zhì)量守恒。氧化劑得電子總數(shù)與還原劑失電子總數(shù)相等，即電子守恒。氧化劑化合價降低的總數(shù)值與還原劑化合價升高的總數(shù)值相等。 配平步驟 標變價：寫出反應物和生成物的

2、化學式，標出變價元素的化合價。列變化：列出反應前后元素化合價的升、降變化值。求總數(shù)：使化價升高和降低的總數(shù)相等。配系數(shù)：用觀察的方法配平其他物質(zhì)的化學計量數(shù)，配平后，把單線改成等號。查守恒：檢查方程式兩邊是否“質(zhì)量守恒”和“電荷守恒”。 配平方法 1零價法用法：先令無法用常規(guī)方法確定化合價的物質(zhì)中各元素均為零價，然后計算出各元素化合價的升降值，并使元素化合價升降值相等，最后用觀察法配平其他物質(zhì)的化學計量數(shù)。例1：試配平 Fe3C + HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + H2O。分析：復雜物質(zhì)Fe3C按常規(guī)化合價分析無法確定其中Fe和C的具體化合價，此時可令組成該物質(zhì)的各元素

3、化合價均為零價，再根據(jù)化合價升降法配平。Fe3C Fe(NO3)3 和 CO2 整體升高13價，HNO3 NO2 下降13價（除了Fe、C以外，只有N變價）。易得 Fe3C + 22HNO3 3Fe(NO3)3 + 13NO2+ CO2 + 11H2O。1 / 42平均標價法 用法：當同一反應物中的同種元素的原子出現(xiàn)兩次且價態(tài)不同時，可將它們同等對待，即假定它們的化合價相同，根據(jù)化合物中化合價代數(shù)和為零的原則予以平均標價，若方程式出現(xiàn)雙原子分子時，有關原子個數(shù)要擴大2倍。例2：試配平 NH4NO3HNO3+N2+H2O。分析：NH4NO3中N的平均化合價為+1價，元素化合價升降關系為：NH4N

4、O3 HNO3：+1+5升4×1價NH4NO3 N2：+10 降1×2價易得 5NH4NO3 2HNO3 + 4N2 + 9H2O3。整體標價法用法：當某一元素的原子或原子團（多見于有機反應配平）在某化合物中有數(shù)個時，可將它作為一個整體對待，根據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和為零的原則予以整體標價。例3：試配平 S+Ca(OH)2CaSx+CaS2O3+H2O分析：NH4NO3中N的平均化合價為+1價（NH4中-3價，NO3中+5價），元素化合價升降關系為：NH4NO3HNO3：+1+5升4×1價NH4NO3N2：+10 降2×2價易得 2(x+1)S + 3

5、Ca(OH)2 2CaSx + CaS2O3 + 3H2O 4。逆向配平法 若氧化劑（或還原劑）中某元素化合價只有部分改變，配平宜從氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物開始，即先考慮生成物，逆向配平;自身氧化還原反應方程式，宜從生成物開始配平，即逆向配平。例如：P CuSO4 H2O CU3P H3PO4 H2SO4 該反應的氧化劑是P、CuSO4，還原劑是P，以反應物作標準求得失電子數(shù)比較困難，但是氧化產(chǎn)物只H3PO4 、還原產(chǎn)物只CU3P，所以以1mol H3PO4 和1mol CU3P作標準物容易求得失電子數(shù)。答案：11 15 24 5 6 155有機反應的配平法有機物參入的氧化還原反應，通常首先規(guī)定有機

6、物中H為1價，O為2價，并以此確定碳元素的平均化合價。再根據(jù)還原劑化合價升高總數(shù)與氧化劑化合價降低總數(shù)相等原則，結合觀察法配平。例如： H2C2O4 KMnO4 H2SO4 CO2 K2SO4 MnSO4 H2O 解析：H2C2O4中，令H 為1價，O為2價，則C的平均化合價為3價。1個H2C2O4 化合價升高數(shù)為2，1個 KMnO4 化合價降低數(shù)為5，最小公倍數(shù)為10，故H2C2O4的系數(shù)為5，KMnO4的系數(shù)為2。配平的方程式為：5 H2C2O4 2KMnO4 3H2SO4 10CO2 K2SO4 2MnSO4 8 H2O6缺項方程式的配平：如果所給的化學方程式中有反應物或生成物沒有寫出來

7、，在配平時，如果所空缺的物質(zhì)不發(fā)生電子的得失，僅僅是提供一種發(fā)生反應的酸、堿、中性的環(huán)境，可先把有化合價升降的元素配平，再確定出所缺的物質(zhì)，把系數(shù)填上即可。 例如：BiO3 Mn2 Bi3 MnO4 H2O 解析：首先根據(jù)化合價的升降配平有變價元素的有關物質(zhì)：5BiO3 2 Mn2 5 Bi3 2 MnO4H2O根據(jù)氧原子守恒，可以確定H2O 的系數(shù)為7，根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒規(guī)律可以確定反應物所缺的是氫離子H 。答案：5 2 14H 5 2 7除這幾種常用方法外，還有一些簡易方法也可用于一些方程式的配平如：（1）最小公倍數(shù)法 這種方法適合常見的難度不大的化學方程式。例如，KClO3KCl+O

8、2在這個反應式中右邊氧原子個數(shù)為2，左邊是3，則最小公倍數(shù)為6，因此KClO3前系數(shù)應配2，O2前配3，式子變?yōu)椋?KClO3KCl+3O2，由于左邊鉀原子和氯原子數(shù)變?yōu)?個，則KCl前應配系數(shù)2，短線改為等號，標明條件即： 2KClO3=2KCl+3O2（2）奇偶配平法 這種方法適用于化學方程式兩邊某一元素多次出現(xiàn)，并且兩邊的該元素原子總數(shù)有一奇一偶，例如：C2H2+O2CO2+H2O，此方程式配平從先出現(xiàn)次數(shù)最多的氧原子配起。O2內(nèi)有2個氧原子，無論化學式前系數(shù)為幾，氧原子總數(shù)應為偶數(shù)。故右邊H2O的系數(shù)應配2（若推出其它的分子系數(shù)出現(xiàn)分數(shù)則可配4），由此推知C2H2前2，式子變?yōu)椋?C2

9、H2+O2CO2+2H2O，由此可知CO2前系數(shù)應為4，最后配單質(zhì)O2為5，把短線改為等號，寫明條件即可： 2C2H2+5O2=4CO2+2H2O（3）觀察法配平 有時方程式中會出現(xiàn)一種化學式比較復雜的物質(zhì)，我們可通過這個復雜的分子去推其他化學式的系數(shù)，例如：Fe+H2OFe3O4+H2，F(xiàn)e3O4化學式較復雜，顯然，F(xiàn)e3O4中Fe來源于單質(zhì)Fe，O來自于H2O，則Fe前配3，H2O前配4，則式子為：3Fe+4H2OFe3O4+H2由此推出H2系數(shù)為4，寫明條件，短線改為等號即可： 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2（4）歸一法 找到化學方程式中關鍵的化學式，定其化學式前計量數(shù)為1，然后根據(jù)關鍵化學式去配平其他化學式前的化學計量數(shù)。若出現(xiàn)計量數(shù)為分數(shù)，再將各計量數(shù)同乘以同一整數(shù)，化分數(shù)為整數(shù)，這種先定關鍵化學式計量數(shù)為1的配平方法，稱為歸一法。 做法：選擇化學方程式中組成最復雜的化學式，設它的系數(shù)為1，再依次推斷。 第一步：設NH3的系數(shù)為1 1NH3+O2NO+H2O 第二步：反應中的N原子和H原子分別轉移到NO和H2O中，由 第三步：由