高中化學(xué) 化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)的基本步驟與技巧 解析

1、化合價升降法配平氧化還原反應(yīng)的根本方法與常用技巧一、基本步驟以Cu HNO3 - Cu(NO3)2 + NO2 + H2O 為例：1、 標(biāo)變價：根據(jù)化合價升降規(guī)律標(biāo)出變價元素的化合價，不變價的元素不必標(biāo)出。0+5+2+5+4 Cu HNO3Cu(NO3)2 + NO2 + H2O2、 求轉(zhuǎn)移電子數(shù)：通常選用1mol的氧化劑和1mol的還原劑作標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)元素的變價求出1mol的氧化劑和1mol的還原劑中所有變價元素得失電子數(shù)。0+2Cu Cu ：化合價升高2+5+4N N ：化合價降低1說明：該步是化合價升降法配平氧化還原的關(guān)鍵，所謂的配平技巧主要就是不同情況下求取得失電子數(shù)的方法，例如，當(dāng)氧化

2、劑和還原劑是同一各物質(zhì)，而氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物是兩種物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)，如配平KClO3 - KCl + O2 時，初學(xué)者易以KClO3 為標(biāo)準(zhǔn)計算得失電子數(shù)，從而出現(xiàn)反應(yīng)物系數(shù)不好確定的困難，此時若以產(chǎn)物KCl 和O2 為標(biāo)準(zhǔn)計算得失電子數(shù)則容易確定系數(shù)，這即所謂的逆向配平技巧。3、 根據(jù)得失電子數(shù)的最小公倍數(shù)求標(biāo)準(zhǔn)物的系數(shù)0+2Cu Cu ：化合價升高 2 ×1+5+4N N ：化合價降低1 ×24、 將所求得系數(shù)添加在標(biāo)準(zhǔn)物前，然后據(jù)此確定含有變價元素的產(chǎn)物系數(shù)，使變價元素的原子個數(shù)相等并滿足得失電子守恒關(guān)系。Cu 2HNO3Cu(NO3)2 +2 NO2 + H2O說

3、明：系數(shù)是1 時通常省略不寫，但在題目中有時是填空式的方框，那么，1 也要填寫。5、 利用觀察法配平未參加反應(yīng)的元素原子個數(shù)，使反應(yīng)方程式滿足質(zhì)量守恒規(guī)律Cu 4HNO3 Cu(NO3)2 +2 NO2 +2 H2O說明：該反應(yīng)中有2mol硝酸起了酸的作用，所以硝酸前的系數(shù)成了4 ；通常在配平未變價的原子時，先配平原子團（如該例中起酸作用的硝酸根），再配H ，然后配O。6、 檢查所配方程式將短線改為等號Cu 4HNO3 Cu(NO3)2 +2 NO2 +2 H2O說明：從理論上講，檢查所配方程式是否平衡要檢查是否滿足得失電子守恒、質(zhì)量守恒和電荷守恒，一般說來，一個守恒成立其它大多也能成立，不必

4、樣樣檢查，若是離子反應(yīng)檢查電荷守恒最方便。二、常用技巧1、添加系數(shù)法反應(yīng)物和產(chǎn)物中變價原子數(shù)不同時，可以先添加系數(shù)，這是經(jīng)常用的一個技巧；例如：NH3 O2 N2 H2O 該反應(yīng)配平時，若以1mol NH3和1molO2作標(biāo)準(zhǔn)求得失電子數(shù)，則配平后，出現(xiàn)分?jǐn)?shù)系數(shù)，還需要調(diào)整系數(shù)為整數(shù)，比較方便的方法是先在NH3 前添加系數(shù)2（因產(chǎn)物N2為雙原子分子，所以NH3 的系數(shù)至少也是2），然后以2 mol NH3和1mol O2 作標(biāo)準(zhǔn)求系數(shù)更方便。答案：4 3 2 62、整體配平法一種物質(zhì)中有兩種或多種元素變價時，將其作為一個整體看待，求1mol該物質(zhì)得失電子的總數(shù)即可，即所謂的整體配平法；例如：C

5、u2S + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2SO4 + H2O 該反應(yīng)的反應(yīng)物Cu2S 中兩種元素的化合價均升高，所以把Cu2S看作一個整體，求得1mol Cu2S所失電子的總數(shù)為10e-。答案：3 22 6 10 3 83、逆向配平法當(dāng)氧化劑或還原劑是多種物質(zhì)，或者氧化劑和還原劑是同一種物質(zhì)，而氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物是兩種獨立的物質(zhì)時，選用氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物為標(biāo)準(zhǔn)來計算得失電子數(shù)將更方便，此即是所謂的逆向配平技巧；例如：P CuSO4 H2O CU3P H3PO4 H2SO4 該反應(yīng)的氧化劑是P、CuSO4，還原劑是P，以反應(yīng)物作標(biāo)準(zhǔn)求得失電子數(shù)比較困難，但是氧化產(chǎn)物只H3PO4

6、、還原產(chǎn)物只CU3P，所以以1mol H3PO4 和1mol CU3P作標(biāo)準(zhǔn)物容易求得失電子數(shù)。答案：11 15 24 5 6 154、擬價法對無法用常規(guī)方法確定化合價的物質(zhì)，可以用擬價法，即可以隨便假定元素的化合價，只要整個化合物的價態(tài)滿足代數(shù)和為零原則就可以，因為這樣對該反應(yīng)的電子得失數(shù)沒有影響； 例如：Fe3C HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + H2O 該反應(yīng)的反應(yīng)物中的Fe3C的價態(tài)不好確定,我們不防假設(shè)其中Fe的價態(tài)為+3價,那么C的價態(tài)就應(yīng)是9價,如此則成了一個普通氧化還原方程式的配平,選取1mol的Fe3C和1mol的HNO3為標(biāo)準(zhǔn),即可求的得失電子數(shù)。 如

7、果假設(shè)Fe3C中Fe為0價，那么C為0價，再將Fe3C看作一個整體，同樣能配平。 答案：1 22 3 13 1 116、 一定系數(shù)關(guān)系的氧化還原方程式的配平法：例如：S KNO3 C K2S N2 CO2 雖然該反應(yīng)中得電子的一方不止一種物質(zhì)，而是有S 和KNO3 兩種物質(zhì)，但由于兩者的還原產(chǎn)物K2S的制約，實際上限制了S與KNO3的物質(zhì)的量比為1 ：2，所以我們可以把1mol S和2mol KNO3作為 一個整體來看，從而求得氧化劑得電子總數(shù)，進而配平整個反應(yīng)。答案：1 2 3 1 1 3 7、 不定系數(shù)的氧化還原反應(yīng)方程式的配平法：例如：FeS2 C O2 Fe3O4 CO S在該反應(yīng)中，

8、氧化劑O2 是奪取電子的一方; 而另一方除C失去電子外，F(xiàn)eS2作為整體也表現(xiàn)為失去電子，象這種特殊類型的氧化還原反應(yīng)，可看成為FeS2 ,C分別與O2的兩個彼此獨立反應(yīng)的加和。假設(shè)題目沒有給出FeS2與C的物質(zhì)的量之比這個限制條件，那么這種方程式的配平將是不確定的。換言之，其系數(shù)可能有無數(shù)套： 2C O2 = 2CO 3FeS2 + 2 O2 Fe3O4 6S即·X ·y ，得：3y FeS2 2xC (2y+x)O2 = y Fe3O4 2xCO 6y S (其中x,y均為自然數(shù))8、 有機反應(yīng)的配平法有機物參入的氧化還原反應(yīng)，通常首先規(guī)定有機物中H為1價，O為2價，并

9、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(jié)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 H2O9、缺項方程式的配平：如果所給的化學(xué)方程式中有反應(yīng)物或生成物沒有寫出來，在配平時，如果所空缺的

10、物質(zhì)不發(fā)生電子的得失，僅僅是提供一種發(fā)生反應(yīng)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(guān)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(yīng)物所缺的是氫離子H 。答案：5 2 14H 5 2 7 三、考題今昔 1、（92年上海）配平下列氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式：（ ）Fe（OH）3（ ）NaOH（ ）Cl2（ ）Na2FeO4（ ）NaCl（ ）H2O 電子轉(zhuǎn)移的總

11、數(shù)為 答案 2 10 3 2 6 8 6e-2、（03年上海）實驗室為監(jiān)測空氣中汞蒸氣的含量，往往懸掛涂有CuI的濾紙，根據(jù)濾紙是否變色或顏色發(fā)生變化所用去的時間來判斷空氣中的含汞量，其反應(yīng)為：4CuI+HgCu2HgI4+2Cu（1）上述反應(yīng)產(chǎn)物Cu2HgI4中，Cu元素顯 價。（2）以上反應(yīng)中的氧化劑為 ，當(dāng)有1molCuI參與反應(yīng)時，轉(zhuǎn)移電子 mol。（3）CuI可由Cu2+與I-直接反應(yīng)制得，請配平下列反應(yīng)的離子方程式。答案（1）+1 （2）CuI 0.5 （3）2 5 2 13、(2007年上海)氧化還原反應(yīng)中實際上包含氧化和還原兩個過程。下面是一個還原過程的反應(yīng)式：NO3 4H3e

12、 = NO2H2OKMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四種物質(zhì)中的一種物質(zhì)(甲)能使上述還原過程發(fā)生。(1)寫出并配平該氧化還原反應(yīng)的方程式：_。(2)反應(yīng)中硝酸體現(xiàn)了 、 性質(zhì)。(3)反應(yīng)中若產(chǎn)生0.2 mol氣體，則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是 mol。(4)若1 mol甲與某濃度硝酸反應(yīng)時，被還原硝酸的物質(zhì)的量增加，原因是： 。答案(1)14HNO33Cu2O = 6Cu(NO3)22NO7H2O。 (2)酸性； 氧化性。 (3)0.6 mol (4)使用了較濃的硝酸，產(chǎn)物中有部分二氧化氮生成。 評析以上三題均考察了氧化還原方程式的配平，是三道不同時期具有代表性的題目，題目緊緊圍繞著氧化還原方程式的配平，考察內(nèi)容逐漸由單純考察氧化還原方程式的配平