氧化還原反應及其配平方法

覃文淵 河 池

摘 要：把握氧化還原反應的概念，識記氧化還原反應的規律，掌握氧化還原反應的配平原則及技巧，使氧化還原反應的配平迎刃而解。

關鍵詞：氧化還原反應；概念；規律；原則；技巧

氧化還原反應是中學化學教學的重點和難點，而它的配平更使很多學生在學習時感到非常吃力。事實上，只要我們清晰地把握氧化還原反應的配平原則、一般方法和特殊技巧，結合少量的練習，就可以使氧化還原反應的配平迎刃而解。

一、五對概念

在氧化還原反應中，有五對既相對立又相聯系的概念。它們的名稱和相互關系如下圖所示：

二、五條規律

1.電子守恒定律

在任意的一個氧化還原反應中，都必然存著電子的轉移與化合價的改變。氧化還原反應的本質其實是電子從一處轉移到另一處。在整個反應的過程中，電子的總數是不變的。因而，失電子總數與得電子總數相等，化合價升高總數與降低總數必然是相等的。

2.強弱律

氧化還原反應可以簡單地表示為：氧化劑+還原劑=還原產物+氧化產物。其中，還原性：還原劑＼>還原產物；氧化性：氧化劑＼>氧化產物。根據“以強制弱”的規律，我們可以用一些氧化性較強的物質制備一些我們需要的氧化性較弱的物質。

3.先后律

有多種物質共同參與到氧化還原反應之中時，應該遵循“強者先反應”的原則。也就是說，在多種氧化劑同時和多種還原劑發生反應時，必然是氧化性強的與還原性強的先發生化學反應。

4.價態律

元素處于最高價時，該元素無法再繼續失去電子，只能獲得電子，因此只有氧化性；元素處于最低價時，該元素無法再繼續獲得電子，只能失去電子，因此只有還原性；當元素處于中間價態時，表明該元素不僅可以繼續獲得電子，還可以失去電子，因此既有氧化性又有還原性。

5.轉化律

氧化還原反應中，以元素相鄰價態之間的轉化最容易；同種元素不相鄰價態之間若發生反應，元素的化合價只相靠不交叉；同種元素，相鄰價態之間不發生氧化還原反應。應用：分析判斷氧化還原反應能否發生及表明電子轉移情況。

三、配平原則

由于在氧化還原反應里存在著電子的轉移，因此元素的化合價必然有升有降，我們把化合價能升高的元素或含該元素的物質稱為還原劑，反之稱為氧化劑。由氧化還原反應的知識我們不難得出配平原則：還原劑失電子總數=氧化劑得到電子總數，即還原劑（元素）化合價升高的總價數=氧化劑（元素）化合價降低的總價數。

四、配平方法

氧化還原反應的配平是正確書寫氧化還原反應方程式的重要步驟，它是高中化學教學中要培養學生的一項基本技能，同時氧化還原反應的配平也一直是高考考查的熱點?？疾檠趸€原反應配平的試題，一般其難度都不低，因此，掌握較好的解題方法，快速、準確地進行配平是解決這類問題的關鍵。下面介紹幾種簡單、通用、快速、準確的配平方法。

（一）氧化還原反應常用的配平方法與具體步驟

氧化還原反應的配平通常都是從化學方程式的左邊開始向右邊配平，其具體的步驟是：

第一，寫出氧化還原反應的化學方式。如：

Fe+HCl——FeCl2+H2↑

第二，找出每個原子在化學反應前后的化合價變化與其相應的電子數的得失情況。在上述該氧化還原反應中，Fe原子由0價升高到+2價，失去了兩個單位的電子；H原子由+1價降低到0價，得到了兩個單子的電子。即：

第三，根據電子得失守恒定律，計算出化合價升高數與化合價降低數的最小公倍數，然后便可以得知氧化劑與還原劑的計量數的具體數值。如：

第四，通過觀察即可配平化合價沒有改變的原子數目。

（二）氧化還原反應常用的幾種配平技巧

如果我們只是簡單了掌握氧化還原反應的一般方法與基本原則，在遇到一些較為復雜的氧化還原反應方程式的配平時，會花費相當多的時間，有時甚至無法配平。多掌握一些配平時常用的配平技巧，對我們今后在考試中遇到復雜的方程式配平有著極大的幫助。以下將簡單介紹幾種常用的配平方法。

（三）具體的配平方法

1.逆向配平法

這種方法主要運用在自身氧化還原反應的配平之中。如：

KClO3——KCl+O2

在該反應中的氧化劑與還原劑都是KClO3，如果按照常規的方法從左邊開始配平的話，顯然無從下手。如果采用逆向配平法進行配平，那么就很容易完成了。

接下來用最小公倍數法就可以講將其配平。如：2KCl32KCl+3O2↑

2.單質后配平法

該方法主要應用在有單質參加或者有單質生產的氧化還原反應。如：CH4+O2——CO2+H2O

解析：在該反應中，有氧氣單質。我們可以將氧元素的配平放到最后來處理。我們假設CH4的計量數為1，根據C原子守恒，所以CO2的系數也為1。此時，生產物中氧原子個數為3，所以氧氣的系數即為。最后把反應物物與生成物均乘以2，便可以配平。

2CH4+3O2——2CO2+2H2O

3.缺項配平法

缺項配平法在考試與習題之中會經常遇到，所缺的項通常是不參與氧化還原反應的，如水、硝酸等，它們主要是一些反應的介質。配平時，我們通常是先將反應物與生成物中的原子進行比較，觀察元素的變化情況，反應前后多了什么元素、少了什么元素。主要有以下幾種情況：

第一，增加了除氫、氧之外的非金屬元素，所缺的通常為酸。

第二，增加的是金屬元素，所缺的通常為該金屬元素對應的堿。

第三，氧化劑、還原劑以及對應的氧化產物、還原產物都配平后，發現缺少H、O，那么缺的通常為H2O。

例如：Cl2+ ——KCl+KClO3+H2O

解析：從題目我們就能看出，該反應后比反應前多了K元素、H元素、O元素，根據上述說的，我可以斷定該缺項為KOH，然后再配平即可。

3Cl+6KOH=5KCl+KClO3+H2O

4.歧化歸一法

適用范圍：同種元素之間的歧化反應或歸一反應。技巧：第三種價態元素之前的系數等于另兩種元素價態的差值與該價態原子數目的比值。

例如：Cl2+KOH—KCl+KClO3+H2O

分析：在氧化還原反應中，電子轉移只發生在氯元素之間，屬于歧化反應。

Cl2+KOH—KCl+KClO3+H2O

Cl2的系數為=3，KCl的系數為5，KClO3的系數為1，故3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O。

5.零價法

某些氧化還原反應的價態變化復雜，某些元素的化合價難以確定，此時可以考慮用“零價法”配平：零價法的要點是基于化合物的形成過程，比如MgO，Mg呈+2價，O呈-2價，在單質Mg與O2化合時，Mg給出了2個電子使O原子得到，Mg變為Mg{2+}，O變為O{2-}，在分子MgO中，電子總數與在Mg與O化合之前是相同的，它們作為一個整體，只是在內部交換了電子而已。所以，可以把O得到的兩個電子還給Mg，使得它們的化合價均為零價，這樣就有利于我們配平氧化還原方程式了，注意，“零價法”只是一種等效方法，可不是真的把電子還回去了。

當然，配平的方法不只以上說的幾種，對于同一氧化還原反應，有時可采用不同的方法來配平，也有時幾種方法綜合應用。總之，只要我們能掌握以上技巧，配平氧化還原反應方程式會易如反掌。

參考文獻：

徐銳.不同介質中氧化還原反應方程式的配平[J].林區教學，1999（02）.