《氧化还原反应方程式的书写与配平》 讲义

《氧化还原反应方程式的书写与配平》讲义
一、氧化还原反应的基本概念
在化学世界中，氧化还原反应是一类极其重要的化学反应。

要掌握
氧化还原反应方程式的书写与配平，首先得明白一些基本概念。

氧化还原反应的本质是电子的转移。

在反应中，某些元素的原子失
去电子，其化合价升高，发生氧化反应；而另一些元素的原子得到电子，其化合价降低，发生还原反应。

氧化剂是在反应中得到电子（或电子对偏向）的物质，氧化剂具有
氧化性，在反应中被还原，化合价降低。

还原剂则是在反应中失去电子（或电子对偏离）的物质，还原剂具
有还原性，在反应中被氧化，化合价升高。

氧化产物是由还原剂被氧化而得到的产物，还原产物是由氧化剂被
还原而得到的产物。

二、氧化还原反应方程式书写的一般步骤
1、写出反应物和生成物的化学式
首先，根据反应的实际情况，写出参与反应的反应物和可能生成的
生成物的化学式。

这需要我们对常见物质的性质和反应有一定的了解。

2、标出化合价变化的元素
在反应物和生成物的化学式中，标出化合价发生变化的元素的化合价。

通过比较化合价的变化，确定哪些元素发生了氧化反应，哪些元素发生了还原反应。

3、确定得失电子数
根据化合价的变化，确定元素原子得失电子的数目。

失去电子的总数等于化合价升高的总数，得到电子的总数等于化合价降低的总数。

4、配平电子得失
根据得失电子总数相等的原则，在相关元素的化学式前配上适当的系数，使电子得失数目相等。

5、配平其他原子
根据质量守恒定律，在方程式两边配上适当的系数，使方程式两边各种原子的种类和数目相等。

6、检查并完善方程式
检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律和电荷守恒定律，确保方程式的准确性和完整性。

三、常见的配平方法
1、观察法
这种方法适用于简单的氧化还原反应。

通过观察反应物和生成物的化学式，直接根据原子守恒来配平方程式。

例如：Cu ＋ 2HNO₃（浓）＝ Cu(NO₃)₂＋ NO₂↑ ＋ H₂O
在这个方程式中，硝酸生成二氧化氮，氮元素从＋5 价降到＋4 价，得到 1 个电子；铜从 0 价升高到＋2 价，失去 2 个电子。

为了使得失
电子守恒，二氧化氮的系数应为2，铜的系数为1。

然后根据原子守恒，硝酸铜的系数为 1，硝酸的系数为 2，水的系数为 2。

2、最小公倍数法
适用于某种元素在反应物和生成物中都分别出现，且化合价升降数
值不同的反应。

比如：P ＋ O₂＝ P₂O₅
磷元素从 0 价升到＋5 价，氧元素从 0 价降到－2 价。

磷化合价升
高 5，氧化合价降低 2，2 和 5 的最小公倍数是 10。

所以在 P 前配 2，
在 O₂前配 5，得到 2P ＋ 5O₂＝ 2P₂O₅。

3、奇数配偶法
当方程式中出现某一元素的原子个数在左右两边为一奇一偶时，可
采用此方法。

例如：H₂S ＋ O₂＝ SO₂＋ H₂O
氧元素在 O₂中为偶数价，在 SO₂中为偶数价，但在 H₂O 中为奇数价。

先在 H₂O 前配上 2，使氢原子个数守恒，此时氧原子总数为 4 个，为偶数。

所以 O₂的系数应为 3/2，然后将各系数乘以 2，得到
2H₂S ＋ 3O₂＝ 2SO₂＋ 2H₂O。

四、氧化还原反应方程式配平的特殊情况
1、离子方程式的配平
离子方程式的配平除了要遵循氧化还原反应的配平原则外，还要注意电荷守恒。

例如：Fe²⁺＋ Cl₂＝ Fe³⁺＋ Cl⁻
首先根据化合价变化配平得失电子，铁元素从＋2 价升到＋3 价，失去 1 个电子；氯元素从 0 价降到－1 价，得到 1 个电子。

所以 Fe²⁺和 Fe³⁺的系数为 1，Cl₂和 Cl⁻的系数为 1。

但此时方程式两边电荷不守恒，左边电荷为 2+，右边电荷为 3+，所以在 Cl⁻前配 2，得到：Fe²⁺＋ Cl₂＝ Fe³⁺＋ 2Cl⁻
2、多元素同时发生氧化还原反应
当一个方程式中有多个元素的化合价同时发生变化时，需要分别确定每个元素的化合价变化情况，然后按照配平原则进行配平。

例如：Cu₂S ＋ HNO₃＝ Cu(NO₃)₂＋ H₂SO₄＋ NO ＋ H₂O 在这个反应中，铜元素从＋1 价升到＋2 价，硫元素从－2 价升到＋6 价，氮元素从＋5 价降到＋2 价。

先根据得失电子守恒，配平化合价变化的元素，然后再根据原子守恒配平其他物质。

五、实例分析
下面我们通过几个具体的例子来进一步理解氧化还原反应方程式的书写与配平。

例 1：KMnO₄＋ HCl（浓）＝ KCl ＋ MnCl₂＋ Cl₂↑ ＋ H₂O 锰元素从＋7 价降到＋2 价，得到 5 个电子；氯元素从－1 价升到0 价，失去 1 个电子。

得失电子最小公倍数为 10，所以在 KMnO₄前配 2，Cl₂前配 5。

然后根据原子守恒，配平其他物质，得到 2KMnO₄＋ 16HCl（浓）＝ 2KCl ＋ 2MnCl₂＋ 5Cl₂↑ ＋ 8H₂O
例 2：FeS₂＋ O₂＝ Fe₂O₃＋ SO₂
铁元素从＋2 价升到＋3 价，硫元素从－1 价升到＋4 价，氧元素从 0 价降到－2 价。

先找出化合价变化的最小公倍数，铁元素化合价变化 1，硫元素化合价变化 5，所以 FeS₂整体化合价升高 11。

氧元素化合价降低 2，2 和 11 的最小公倍数为 22。

所以在 FeS₂前配 4，O₂前配 11，然后根据原子守恒配平其他物质，得到 4FeS₂＋ 11O₂＝2Fe₂O₃＋ 8SO₂
六、练习与巩固
为了更好地掌握氧化还原反应方程式的书写与配平，需要进行大量的练习。

以下是一些练习题，大家可以试着配平：
1、 Cu ＋ HNO₃（稀）＝ Cu(NO₃)₂＋NO↑ ＋ H₂O
2、 C ＋ H₂SO₄（浓）＝ CO₂↑ ＋ SO₂↑ ＋ H₂O
3、 Cr₂O₇²⁻＋ Fe²⁺＋ H⁺＝ Cr³⁺＋ Fe³⁺＋ H₂O
七、总结
氧化还原反应方程式的书写与配平是化学学习中的重要内容，需要我们理解氧化还原反应的本质，掌握常见的配平方法，并通过大量的练习来提高配平的能力。

只有熟练掌握这一技能，我们才能更好地理解和解决化学中的相关问题。

希望同学们在学习过程中多思考、多总结，不断提高自己的化学素养。