化合價升降法配平氧化還原反應方程式方法總結(jié)探究

李裕

摘要：氧化還原反應方程式的配平是高中階段的難點，也是高考重點考查的知識點，我們需要提高對化學方程式配平知識的重視。我結(jié)合自身的學習經(jīng)驗，在化學升降法配平原理的基礎(chǔ)上，對化合價升降法配平氧化還原反應方程式的方法進行了分析，我們可以通過平均價化合價法、正向配平法、逆向配平法以及零價配平法，進行方程式的配平。

關(guān)鍵詞：化合價;配平;氧化還原;方程式

前言：

在應用化合價升降法配平的過程中，我們需要嚴格按照配平的步驟進行，首先分析化學方程式中化合價出現(xiàn)變化的元素，并標注元素化合價變化的數(shù)量，通過最小公倍數(shù)法，確保所有元素的化合價變化總數(shù)相同，以此明確氧化還原反應中氧化劑、還原劑及反應產(chǎn)物的系數(shù)，確?；瘜W計量數(shù)之比為最簡整數(shù)比后，檢驗方程式是否滿足守恒規(guī)律。

一、化合價升降法配平分析

從根本上看來，氧化還原反應就是電子的得失或者電子的轉(zhuǎn)移，而在電子得失或者轉(zhuǎn)移的過程中，最為顯著的變化特征就是化合價的升降。因此，在進行氧化還原反應方程式的配平中，常用到化合價升降法。很多同學在學習氧化還原反應配平這一知識時，很容易出現(xiàn)無從下手的問題，原因在于同學們對氧化還原本質(zhì)的理解不夠深入。在明確氧化還原反應本質(zhì)后，我們需要掌握化合價升降法配平的步驟和原理，這樣才能夠準確配平，正確解答化學問題。具體而言，化合價升降法配平的原理就是失去的電子數(shù)和得到的電子數(shù)相同，也就是說，化合價升高的總數(shù)和化合價降低的總數(shù)相同[1]。

二、化合價升降法配平氧化還原反應方程式方法總結(jié)

（一）平均化合價法

在解法方程式配平問題時，如果氧化還原反應中含有有機物，我們可以利用平均化合價法進行碳原子化合價的計算，以此進行方程式的配平。以下面一個方程式為例：

H2C2O4+KMnO4+H2SO4—MnSO4+K2SO4+CO2

在上述化學反應中，H2C2O4變?yōu)镃O2，C從+3價變?yōu)?4價，共升了2×5個化合價;KMnO4變?yōu)镸nSO4，Mn從+7價變?yōu)?2價，共降了2×5個化合價。由此可以看出，H2C2O4的系數(shù)為5，KMnO4的系數(shù)為2，則根據(jù)化合價升降法的原理，最終配平的化學方程式為：

5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O

（二）正向配平法

在化合價升降法配平中，正向配平法就是按照氧化劑→還原劑→氧化還原產(chǎn)物的順序，進行化學方程式的配平。正向配平法主要適用于以下兩種化學方程式中：

（1）化學反應中的氧化劑和還原劑不是一種物質(zhì)，且生成兩種氧化還原產(chǎn)物。在這一過程中，化合價出現(xiàn)變化的原始均產(chǎn)生了氧化還原反應。以下面一個方程式為例：

NH3+O2NO+H2O

在上述化學反應中，NH3變?yōu)镹O，N從-3價變?yōu)?2價，共升了5×4個化合價;O2變?yōu)镠2O，O從0價變?yōu)?2價，共降了4×5個化合價。由此可以看出，還原劑NH3的系數(shù)為4，氧化劑O2的系數(shù)為5，則根據(jù)化合價升降法的原理，最終配平的化學方程式為：

4NH3+5O24NO+6H2O

（2）化學反應中氧化劑和還原劑不是一種物質(zhì)，且只生成一種氧化還原產(chǎn)物。以下面一個方程式為例：

KI+KIO3+H2SO4—I2+K2SO4+H20

在上述化學反應中，KI變?yōu)镮2，I從-1價變?yōu)?價，共升了1×5個化合價;KIO3變?yōu)镮2，I從+5價變?yōu)?價，共降了5×1個化合價。由此可以看出，還原劑KI的系數(shù)為5，氧化劑KIO3的系數(shù)為1，則根據(jù)化合價升降法的原理，最終配平的化學方程式為：

5KI+KIO3+3H2SO4=3I2+3K2SO4+3H20

（三）逆向配平法

在化合價升降法配平中，逆向配平法主要是指按照氧化產(chǎn)物→還原產(chǎn)物→氧化劑→還原劑的順序，進行配平。該方法主要適用于歧化反應、分解反應以及氧化還原反應中僅有部分氧化劑或者還原劑出現(xiàn)氧化還原的狀況。本節(jié)主要以分解反應為例，分析逆向配平法的應用。如下面一個方程式：

AgNO3Ag+NO2+O2

在上述化學反應中，AgNO3的Ag從+1價變?yōu)?價、N從+5價變?yōu)?4價，共降了2×2個化合價;AgNO3的O變?yōu)镺2，O從-2價變?yōu)?價，共升了4×1個化合價。由此可以看出，AgNO3的系數(shù)為2，則根據(jù)化合價升降法的原理，最終配平的化學方程式為：

2AgNO32Ag+2NO2↑+O2↑

（四）零價配平法

在進行化學方程式配平過程中，如果某些元素的化合價難以確定，就需要通過零價配平法完成配平。我們可以將難以確定元素的化合價設(shè)定為0，再應用化合價升降法進行配平。以下面一個方程式為例：

Fe3C+HNO3—Fe（NO3）3+CO2↑+NO↑+H2O

在上述化學反應中，我們難以確定Fe和C元素的化合價，可以將其設(shè)為0。在此基礎(chǔ)上，F(xiàn)e從0價變?yōu)?3價、C從0價變?yōu)?4價，共升了13×3個化合價;N從+5價變?yōu)?價，共升了3×13個化合價。由此可以看出，F(xiàn)e3C的系數(shù)為2，NO的系數(shù)為13，則根據(jù)化合價升降法的原理，最終配平的化學方程式為：

3Fe3C+4HNO3=9Fe（NO3）3+3CO2↑+13NO↑+20H2O

結(jié)論：

綜上所述，化合價升降法可以準確配平氧化還原反應，我們需要掌握化合價升降法的應用原理及步驟。通過本文的分析可知，針對氧化還原反應，我們可以應用多種化合價升降法，根據(jù)不同類型的化學方程式，采用相應的化合價升降法，從而保障化學方程式配平的準確性，獲取更高的化學成績，提升我們的化學學科素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]王寶錄.用分子整體化合價升降法配平氧化還原方程[J].中學化學教學參考，2016 （18）：65-66.

[2]彭映麗，衷明華.巧用“化合價升降法”配平氧化還原反應方程式[J].江西化工，2014 （04）：225-226.