氧化還原反應方程式的配平法

氧化還原反應是中學化學中的重要的教學重點之一。氧化還原反應廣泛地用于工農業以及科學行業和日常生活中。由于有的氧化還原反應特別復雜，不可能利用觀察法配平該反應。在高考關于此類概念中常以選擇和填空題的形式出現。

一、關于氧化還原反應配平的幾種方法

1.從反應的正向（進行方向）配平法

此方法可用于分子之間的氧化還原反應和所有元素都參與氧化還原反應以及氧化產物與還原產物都為一種物質的氧化還原反應。配平是先找出化合價升降的元素，利用課本上的配平步驟來配平。先定氧化劑和還原劑的化學計量數，最后用觀察法配平。

先定NO和NH3的化學計量數6和4，后用原子守恒定律來定N2的化學計量數定為5

這個反應中每個磷化合價為從0升到+5，4個P原子共失 5e-×4×1=20電子，N元素的化合價從+5降到+4.每個原子得1e-，它們的最小公倍數為20。

2.從反應的逆向配平法

反應中的氧化劑和還原劑為同一個物質的反應以及反應中一種元素部分被氧化（或被還原）的反應可用此方法。

首先配平步驟來定生成物的化學計量數，后確定反應物的化學計量數。

例：Cl2+KOH（濃，熱） —— KClO3+KCl+H2O

根據化合價的變化來確定KCl和IKClO3的化學計量數各為5和1，后有質量守恒定律來定參與反應的Cl2和KOH的化學計量數為3和6.

如果金屬氧化物中的金屬原子的化合價是分數時，這個金屬在此物質中顯不同的化合價。如：Fe3O4中Fe為+8/3價或Fe顯+2和+3價也可寫成FeO·Fe2O3可用鐵的化合價變化來配平該反應。

3.為“1”的配平法

物質所含的元素比較多時，設該物質的化學計量數為1，其他元素的化學計量數用原子質量守恒定律來配平。

P4O+Cl2——POCl3+PCl3

設反應中P4O，Cl2的化學計量數分別為1和x，

1P4O+xCl2——1POCl3+3PCl3

4.“0價”配平法

遇到少數的難確定元素的化合價的物質時，假設元素的化合價為0，后用元素的化合價的變化來配平。

Fe3C+HNO3（濃）——Fe（NO3）3+NO2↑+CO2↑+H2O

設Fe3C中Fe和C的化合價為0

后用觀察法來配平：

Fe3C+22HNO3（濃）=3Fe（NO3）3+13NO2↑+CO2↑+11H2O

值得注意的是：一個反應中有幾個元素原子的化合價同時升（或降）時，將化合價升（或降）的各元素的化合價的相加，可以看做成一種還原劑（或氧化劑）。

5.“統一化合價”配平法

化合物含多種元素時，把它看做成整體，根據元素的正負化合價代數之和等于零的原理確定該元素的統一化合價。

S+Ca（OH）2=CaSx+CaS2O3+3H2O

化合物CaSx和CaS2O3中，把Sx和S2設為整體，根據其他元素確定它們的化合價為-2和+4.

配平方程式可得：2（x+1）S+3Ca（OH）2=2CaSx+CaS2O3+3H2O

6.配平有機化合物反應的方法

配平有機化合物的氧化還原反應時，根據分子中的氫元素的化合價+1和氧元素的化合價-2，在確定碳元素平均化合價，再用化合價升降法配平。

KMnO4+H2SO4+H2C2O4——CO2↑+MnSO4+K2SO4+H2O

配平可得：

2KMnO4+3H2SO4+5H2C2O4=10CO2↑+2MnSO3+K2SO3+8H2O

7.離子氧化還原反應的配平法

配平氧化還原反應的離子方程式有兩個步驟。

第一步，根據反應中電子的轉移求出參加被氧化還原的離子和分子的化學計量數。

第二步，根據電荷守恒用觀察法求出其他離子的化學計量數。

例：MnO4-+H2S+H+——Mn2++S↓+H2O

先：

后：根據守恒法確定方程式的右邊，4個正電荷，而得H+的化和計量數為6.

2MnO4-+5H2S+6H+=2Mn2++5S↓+8H2O

8.缺項補平法

先確定氧化劑還原劑、氧化產物還原產物的化學計量數，后比反應物和生成物，再補缺項（中學階段常以H2O，H-或OH-），最后用觀察法來配平。

MnO4-+Cl-+ →Mn2++Cl2↑+H2O

用原子守恒法和電荷守恒法來確定生成物有氫元素，所以補H+，再用觀察法配平。

2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O

二、配平氧化還原反應方程式時應該注意的幾個問題

1.氧化還原反應方程式必須遵三個守恒定律

（1）化合價變化（電子轉移）守恒法。還原劑中元素的化合價升高（失電子）數值和氧化劑中元素化合價降低（得電子）數相等。

（2）質量（原子）守恒定律。反應前后元素種類和原子數相等。

（3）電荷守恒定律。巧用設三個守恒定律，可以最準確地做完各種配平法。

2.找出氧化劑，還原劑及氧化還原產物。

3.標出各元素的化合價，特別是同種元素的不同化合價。

化合價定律：

（1）元素最高價和最低價必須是在該元素內化合價之間，但不能互換。

例：

（2）可以顯最高價和最低價之間的一個化合價，但不能跨越。

三、有關例題

例1：濃度0.05mol/L 24mL的Na2SO3溶液與0.02mol/L 20mLK2Cr2O7溶液完全反應。Na2SO3溶液被氧化成Na2SO4，Cr元素的還原產物中的化合價為（ ）

A.+2 B.+3 C.+3 D.+4

解：根據氧化還原反應的得失電子相等規律，可以推出Cr元素在還原產物中的化合價為：

n（Na2SO3）=0.05×0.024=0.0012（mol）

n（K2Cr2O7）=0.02×0.02=0.0004（mol）

0.0012×2=0.0004×2（6-x）

x=3

答：B

例2：（NH4）2SO4高溫分解生成NH3，SO2，N2和H2O.反應中生成物和氧化產物的物質的量之比為（ ）

A.1∶3 B.3∶1 C.3∶4 D.4∶3

解：先確定還原產物和氧化產物后計算可得：

例3：可用硫來制取易溶化合物K2Sx，K2Sx在堿性條件下與BrO3-反應生成SO42-，Br-和H2O。反應中BrO3-與OH-的物質的量之比為2∶3，這個反應的離子反應方程式_______，x的值 。

解：題中已知BrO3ˉ與OHˉ的物質的量之比為2∶3，

Sx2-+2BrO3-+3OH-——SO42-+Br-+H2O

根據質量守恒定律不難推Br和H2O的化學計量數分別為2和3/2，在用氧原子個數確定SO42-的化學計量數為15/8。

根據電荷守恒可確定Sx2的化合計量數為3/8，最后根據S原子的守恒可得x值為5.

3S52-+16BrO3-+24OH-=15SO42-+16Br-+12H2O

例4：如果鋅跟一定濃度的硝酸反應時它們的物質的量之比為2∶5，還原產物可能是（ ）

A.N2OB.NOC.NO2D.N2O5E.NH4NO3

答：已知2Zn-5HNO3，4mol Zn和10mol HNO3反應過程中，4mol Zn失去8mol電子，生成4mol Zn（NO3）2，跟Zn反應的HNO3物質的量為8mol，而該反應中，被還原的HNO3一或兩摩爾。如果2mol HNO3被還原，氮元素的化合價由+5變+1，總共得8mol電子，生成物為N2O.如果1mol HNO3被還原，氮元素的化合價由+5變-3，總共得8mol電子，生成物為NH3.反應中還剩余1mol HNO3，生成物為NH4NO3.所以AE符合答案。

作者簡介：古麗娜拉·哈德力別克，女，1969年3月12日出生，新疆托里人，大學本科，職稱：講師，研究方向：化學教學。

編輯 謝尾合