氧化還原反應(yīng)方程式配平方法和技巧

1、氧化還原反應(yīng)方程式配平方法和技巧河南省汝南高中馮愛(ài)紅化學(xué)方程式的配平一直是中學(xué)化學(xué)的難點(diǎn)之一，特別是氧化還原反應(yīng)方程式的配平更使許多學(xué)生感到困惑。在中學(xué)階段，教材及其它輔導(dǎo)資料都著重介紹了用化合價(jià)升降法配平氧化還原方程式，但學(xué)生在運(yùn)用此方法進(jìn)行配平時(shí)容易出錯(cuò)；原因在于氧化還原反應(yīng)繁雜多樣，各有其特點(diǎn)，本文著重介紹如何從氧化還原反應(yīng)的特點(diǎn)出發(fā)運(yùn)用化合價(jià)升降法配平氧化還原反應(yīng)方程式的一些價(jià)態(tài)處理技巧。配平原則 反應(yīng)前后各元素的原子個(gè)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(jià)降低的總數(shù)值與還原劑化合價(jià)升高的總數(shù)值相等。 配平步驟 標(biāo)變價(jià)：寫出反應(yīng)物和生成物的

2、化學(xué)式，標(biāo)出變價(jià)元素的化合價(jià)。列變化：列出反應(yīng)前后元素化合價(jià)的升、降變化值。求總數(shù)：使化價(jià)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(xué)計(jì)量數(shù)，配平后，把單線改成等號(hào)。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(jià)法用法：先令無(wú)法用常規(guī)方法確定化合價(jià)的物質(zhì)中各元素均為零價(jià)，然后計(jì)算出各元素化合價(jià)的升降值，并使元素化合價(jià)升降值相等，最后用觀察法配平其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。例1：試配平 Fe3C + HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + H2O。分析：復(fù)雜物質(zhì)Fe3C按常規(guī)化合價(jià)分析無(wú)法確定其中Fe和C的具體化合價(jià)，此時(shí)可令組成該物質(zhì)的各元素

3、化合價(jià)均為零價(jià)，再根據(jù)化合價(jià)升降法配平。Fe3C Fe(NO3)3 和 CO2 整體升高13價(jià)，HNO3 NO2 下降13價(jià)（除了Fe、C以外，只有N變價(jià)）。易得 Fe3C + 22HNO3 3Fe(NO3)3 + 13NO2+ CO2 + 11H2O。1 / 42平均標(biāo)價(jià)法 用法：當(dāng)同一反應(yīng)物中的同種元素的原子出現(xiàn)兩次且價(jià)態(tài)不同時(shí)，可將它們同等對(duì)待，即假定它們的化合價(jià)相同，根據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和為零的原則予以平均標(biāo)價(jià)，若方程式出現(xiàn)雙原子分子時(shí)，有關(guān)原子個(gè)數(shù)要擴(kuò)大2倍。例2：試配平 NH4NO3HNO3+N2+H2O。分析：NH4NO3中N的平均化合價(jià)為+1價(jià)，元素化合價(jià)升降關(guān)系為：NH4N

4、O3 HNO3：+1+5升4×1價(jià)NH4NO3 N2：+10 降1×2價(jià)易得 5NH4NO3 2HNO3 + 4N2 + 9H2O3。整體標(biāo)價(jià)法用法：當(dāng)某一元素的原子或原子團(tuán)（多見(jiàn)于有機(jī)反應(yīng)配平）在某化合物中有數(shù)個(gè)時(shí)，可將它作為一個(gè)整體對(duì)待，根據(jù)化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為零的原則予以整體標(biāo)價(jià)。例3：試配平 S+Ca(OH)2CaSx+CaS2O3+H2O分析：NH4NO3中N的平均化合價(jià)為+1價(jià)（NH4中-3價(jià)，NO3中+5價(jià)），元素化合價(jià)升降關(guān)系為：NH4NO3HNO3：+1+5升4×1價(jià)NH4NO3N2：+10 降2×2價(jià)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(jià)只有部分改變，配平宜從氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物開(kāi)始，即先考慮生成物，逆向配平;自身氧化還原反應(yīng)方程式，宜從生成物開(kāi)始配平，即逆向配平。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 、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 6 155有機(jī)反應(yīng)的配平法有機(jī)物參入的氧化還原反應(yīng)，通常首先規(guī)定有機(jī)

6、物中H為1價(jià)，O為2價(jià)，并以此確定碳元素的平均化合價(jià)。再根據(jù)還原劑化合價(jià)升高總數(shù)與氧化劑化合價(jià)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(jià)，O為2價(jià)，則C的平均化合價(jià)為3價(jià)。1個(gè)H2C2O4 化合價(jià)升高數(shù)為2，1個(gè) KMnO4 化合價(jià)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(xiàng)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(méi)有寫出來(lái)

7、，在配平時(shí)，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(yīng)的酸、堿、中性的環(huán)境，可先把有化合價(jià)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(jià)的升降配平有變價(jià)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除這幾種常用方法外，還有一些簡(jiǎn)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(jiàn)的難度不大的化學(xué)方程式。例如，KClO3KCl+O

8、2在這個(gè)反應(yīng)式中右邊氧原子個(gè)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(yīng)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(gè)，則KCl前應(yīng)配系數(shù)2，短線改為等號(hào)，標(biāo)明條件即： 2KClO3=2KCl+3O2（2）奇偶配平法 這種方法適用于化學(xué)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(gè)氧原子，無(wú)論化學(xué)式前系數(shù)為幾，氧原子總數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。故右邊H2O的系數(shù)應(yīng)配2（若推出其它的分子系數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?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(yīng)為4，最后配單質(zhì)O2為5，把短線改為等號(hào)，寫明條件即可： 2C2H2+5O2=4CO2+2H2O（3）觀察法配平 有時(shí)方程式中會(huì)出現(xiàn)一種化學(xué)式比較復(fù)雜的物質(zhì)，我們可通過(guò)這個(gè)復(fù)雜的分子去推其他化學(xué)式的系數(shù)，例如：Fe+H2OFe3O4+H2，F(xiàn)e3O4化學(xué)式較復(fù)雜，顯然，F(xiàn)e3O4中Fe來(lái)源于單質(zhì)Fe，O來(lái)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(hào)即可： 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2（4）歸一法 找到化學(xué)方程式中關(guān)鍵的化學(xué)式，定其化學(xué)式前計(jì)量數(shù)為1，然后根據(jù)關(guān)鍵化學(xué)式去配平其他化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)。若出現(xiàn)計(jì)量數(shù)為分?jǐn)?shù)，再將各計(jì)量數(shù)同乘以同一整數(shù)，化分?jǐn)?shù)為整數(shù)，這種先定關(guān)鍵化學(xué)式計(jì)量數(shù)為1的配平方法，稱為歸一法。 做法：選擇化學(xué)方程式中組成最復(fù)雜的化學(xué)式，設(shè)它的系數(shù)為1，再依次推斷。 第一步：設(shè)NH3的系數(shù)為1 1NH3+O2NO+H2O 第二步：反應(yīng)中的N原子和H原子分別轉(zhuǎn)移到NO和H2O中，由 第三步：由