氧化还原反应方程式配平方法和技巧

氧化还原反应方程式配平方法和技巧

河南省汝南高中

冯爱红

化学方程式的配平一直是中学化学的难点之一，特别是氧化还原反应方程式的配平更使许多学生感到困惑。在中学阶段，教材及其它辅导资料都着重介绍了用化合价升降法配平氧化还原方程式，但学生在运用此方法进行配平时容易出错；原因在于氧化还原反应繁杂多样，各有其特点，本文着重介绍如何从氧化还原反应的特点出发运用化合价升降法配平氧化还原反应方程式的一些价态处理技巧。

配平原则

⒈反应前后各元素的原子个数相等，即质量守恒。

⒉氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等，即电子守恒。

⒊氧化剂化合价降低的总数值与还原剂化合价升高的总数值相等。配平步骤

⒈标变价：写出反应物和生成物的化学式，标出变价元素的化合价。

⒉列变化：列出反应前后元素化合价的升、降变化值。

⒊求总数：使化价升高和降低的总数相等。

⒋配系数：用观察的方法配平其他物质的化学计量数，配平后，把单

线改成等号。

⒌查守恒：检查方程式两边是否“质量守恒”和“电荷守恒”。

配平方法

1．零价法

用法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价，然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降值相等，最后用观察法配平其他物质的化学计量数。

例1：

试配平 Fe3C + HNO3－ Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + H2O。

分析：复杂物质Fe3C按常规化合价分析无法确定其中Fe和C的具体化合价，此时可令组成该物质的各元素化合价均为零价，再根据化合价升降法配平。

Fe3C → Fe(NO3)3和 CO2整体升高13价，HNO3→ NO2下降13价（除了Fe、C以外，只有N变价）。

易得 Fe3C + 22HNO3＝ 3Fe(NO3)3 + 13NO2+ CO2 + 11H2O。

2．平均标价法

用法：当同一反应物中的同种元素的原子出现两次且价态不同时，可将它们同等对待，即假定它们的化合价相同，根据化合物中化合价代数和为零的原则予以平均标价，若方程式出现双原子分子时，有关原子个数要扩大2倍。

例2：

试配平 NH4NO3－HNO3+ N2+ H2O。

分析：NH4NO3中N的平均化合价为+1价，元素化合价升降关系为：

NH4NO3→ HNO3：+1→+5升4×1价

NH4NO3→ N2：+1→0 降1×2价

易得 5NH4NO3＝ 2HNO3 + 4N2 + 9H2O

3。整体标价法

用法：当某一元素的原子或原子团（多见于有机反应配平）在某化合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，根据化合物中元素化合价代数和为零的原则予以整体标价。

例3：

试配平 S+ Ca(OH)2－CaSx+ CaS2O3+ H2O

分析：NH4NO3中N的平均化合价为+1价（NH4中-3价，NO3中+5价），元素化合价升降关系为：

NH4NO3→HNO3：+1→+5升4×1价

NH4NO3→N2：+1→0 降2×2价

易得 2(x+1)S + 3Ca(OH)2 ＝ 2CaSx + CaS2O3 + 3H2O

4。逆向配平法

若氧化剂（或还原剂）中某元素化合价只有部分改变，配平宜从氧化产物、还原产物开始，即先考虑生成物，逆向配平;自身氧化还原反应

方程式，宜从生成物开始配平，即逆向配平。

例如：P ＋ CuSO4＋ H2O － C U3P ＋ H3PO4＋ H2SO4

该反应的氧化剂是P、CuSO4，还原剂是P，以反应物作标准求得失电子数比较困难，但是氧化产物只H3PO4、还原产物只C U3P，所以以1mol H3PO4和1mol C U3P作标准物容易求得失电子数。

答案：11 15 24 5 6 15

5．有机反应的配平法——有机物参入的氧化还原反应，通常首先规定有机物中H为＋1价，O为－2价，并以此确定碳元素的平均化合价。再根据还原剂化合价升高总数与氧化剂化合价降低总数相等原则，结合观察法配平。

例如： H

2C

2

O

4

＋ KMnO

4

＋H

2

SO

4

－ CO

2

＋ K

2

SO

4

＋ MnSO

4

＋ H

2

O

解析：H

2C

2

O

4

中，令H 为＋1价，O为－2价，则C的平均化合价为＋3价。

1个H

2C

2

O

4

化合价升高数为2，1个 KMnO

4

化合价降低数为5，最小公倍数

为10，故H

2C

2

O

4

的系数为5，KMnO

4

的系数为2。配平的方程式为：

5 H

2C

2

O

4

＋ 2KMnO

4

＋3H

2

SO

4

＝ 10CO

2

＋ K

2

SO

4

＋ 2MnSO

4

＋8 H

2

O

6．缺项方程式的配平：如果所给的化学方程式中有反应物或生成物没有写出来，在配平时，如果所空缺的物质不发生电子的得失，仅仅是提供一种发生反应的酸、碱、中性的环境，可先把有化合价升降的元素配平，再确定出所缺的物质，把系数填上即可。