高中化學氧化還原反應方程式的配平技巧

摘 要：掌握氧化還原反應方程式的配平技巧，不僅可以幫助我們更好地理解化學反應的內在機理，而且在解決實際問題時也會更加得心應手.文章從理解氧化還原反應的本質、確定氧化數、使用半反應法配平等方面，為大家提供氧化還原反應方程式的配平技巧，幫助大家更好地掌握這一重要化學知識點.

關鍵詞：氧化還原；解題；高中化學

中圖分類號：G632"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：1008-0333（2024）34-0124-03

收稿日期：2024-09-05

作者簡介：昌青（1992.9—），男，江蘇省淮安人，碩士，中學一級教師，從事高中化學教學研究.

化學方程式的配平是化學學習中的基礎技能，尤其在學習氧化還原反應時，掌握好配平技巧尤為重要[1].學生在配平氧化還原反應方程式時，常常會感到困惑和挫敗，但只要掌握了正確的方法和技巧，就能夠有效地解決這個問題.

1 正向配平

正向配平法是一種直接從反應物出發，向生成物方向進行配平的方法.這種方法首先識別反應中的氧化劑和還原劑；然后確定各自的氧化數變化，接著使用半反應法來分別配平氧化半反應和還原半反應；最后，通過調整系數使得電子的得失相等，從而實現整個反應方程式的配平.這種方法直觀且符合從反應物到生成物的自然邏輯，特別適用于直接反應過程明確、結構相對簡單的反應方程式的配平.

例1 H2S+HNO3 S↓+NO↑+H2O

解析 配平步驟如下：

第一步：標變價

H2S-2+HN+5O3—S0↓+N+2O↑+H2O

第二步：列變化

H2S-2+HN+5O3—S0↓+N+2O↑+H2O

↑2" ↓3

第三步：求總數

H2S-2+HN+5O3—S0↓+N+2O↑+H2O

↑2×3 ↓3×2

第四步：定系數

3H2S+2HNO33S↓+2NO↑+4H2O

第五步：查守恒，通過O原子守恒來驗證方程式配平是否正確.

例2 請配平SO2+H2S-S↓+H2O

第一步：標變價

S+4O2+H2S-2—S0↓+H2O

第二步：列變化

S+4O2+H2S-2—S0↓+H2O

↓4 ↑2

第三步：求總數

S+4O2 + H2S-2—S0↓+H2O

↓4×1 ↑2×2

第四步：定系數

SO2+2H2S3S↓+2H2O

第五步：查守恒，通過O原子守恒來驗證方程式配平是否正確.

評析：正向配平適用于氧化劑與還原劑相對獨立的反應中，如例1中的常見氧化還原反應類型和例2中的歸中反應.

2 逆向配平

逆向配平法則是從生成物出發，向著反應物方向進行配平的方法.這種方法在某些情況下更為有效，通過分析生成物中元素的組成和來源的反應物，逆向推理出必要的反應物和它們的比例.

例3 請配平

Cu+HNO3（稀）-Cu（NO3）2+NO↑+H2O

解析 配平步驟如下：

第一步：標變價

Cu0+

HN+5O3（稀）——

Cu+2（NO3）2+

N+2O+H2O

第二步：列變化

Cu0+

HN+5O3（稀）——

Cu+2（NO3）2+

N+2O+H2O

↑2↓3

第三步：求總數Cu0+

HN+5O3（稀）——

Cu+2（NO3）2+

N+2O+H2O

↑2×3↓3×3

第四步：定系數

3Cu+8HNO3（稀）

3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

第五步：查守恒，通過O原子守恒，來驗證方程式配平是否正確.

例4 請配平Cl2+KOH—KCl+KClO3+H2O

解析 配平步驟如下：

第一步：標變價

Cl20+KOH——KCl-1+KCl+5O3+H2O

第二步：列變化

Cl20+KOH——KCl-1+KCl+5O3+H2O

↓1↑5

第三步：求總數

Cl20+KOH——KCl-1 + KCl+5O3+H2O

↓1×5" ↑5×1

第四步：定系數

3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O

第五步：查守恒，通過O原子守恒，來驗證方程式配平是否正確.

評析：逆向配平適用于反應物部分發生氧化還原，如例3或者氧化劑與還原劑是同一種物質的反應，例4中的歧化反應.對于該類反應，因為反應物和生成物的關系并不是簡單的一對一關系，如果采用正向配平可能會比較困難.

3 整體總價法（零價法）

對于有些方程式中的物質存在一個問題，既不好確定化合物中各個原子的正負及數值大小，甚至有些物質還存在分數的問題，或是不能標化合價的，或者不知道算不算化合物，此時運用零價法，解題更為便捷.

例5 請配平FeS2+O2SO2+Fe2O3

解析 先判斷氧化劑和還原劑，氧化劑為氧分子，還原劑為FeS2，但無法準確標出還原劑中各元素的價態，適合運用整體總價法（零價法）技巧進行配平.

配平步驟如下：

第一步：歸零標變價

FeS20+O02S+4O2-2+Fe+32O3-2

第二步：列變化

FeS20+O02S+4O2-2+Fe+32O3-2

↑11 ↓4

第三步：求總數

FeS20 + O02S+4O2-2+Fe+32O3-2

↑11×4 ↓4×11

第四步：定系數

4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3

第五步：查守恒，通過O原子守恒，來驗證方程式配平是否正確.

例6 請配平

CuFeS2+O2+H2SO4

CuSO4+Fe）2（SO4）3+H2O

解析 先判斷氧化劑和還原劑，氧化劑為氧分子，還原劑為CuFeS2，但無法準確標出還原劑中各元素的價態，適合運用整體總價法（零價法）技巧進行配平.

配平步驟如下：

第一步：歸零標變價

CuFe0S2+O20+H2SO4

CuSO4+2+6-2+Fe+32（SO+6-24）3+H2O-2

第二步：列變化

CuFe0S2 + O20+H2SO4

2+3+2×6=17↑2×2=4↓

CuSO4+2+6-2+Fe+32（SO+6-24）3+H2O-2

第三步：求總數

CuFe0S2+O20+H2SO4

↑17×4↓4×17

CuSO4+2+6-2+Fe+32（SO+6-24）3+H2O-2

第四步：定系數

4CuFeS2+17O2+2H2SO4

4CuSO4+2Fe2（SO4）3+3H2O

第五步：查守恒，通過O原子守恒，來驗證方程式配平是否正確.

評析：當某一化合物中元素的化合價不明顯，可根據化合物中各元素化合價之和為零的原則，假設該化合物中各元素化合價均為零價，再利用常規的得失電子守恒法進行配平.

4 缺項配平

例7 高錳酸鉀和熱的稀硫酸酸化的Na2C2O4反應，生成Mn2+和CO2，請寫出離子反應方程式.

解析 配平步驟如下：

第一步：按照“氧化劑+還原劑→還原產物+氧化產物”的形式，初步寫出反應方程式并標記出價態

Mn+7O-4+C+32O2-4→Mn+22++CO+42↑

第二步：配平上述四種物質

（1）列變化

Mn+7O-4+C+32O2-4→Mn+22++CO+42↑

↓5↑1×2

（2）求總數

Mn+7O-4+C+32O2-4→Mn+22++CO+42↑

↓5×2↑2×5

（3）定系數

2MnO-4+5C2O2-4→2Mn2++10CO2↑

第三步：配缺項

反應在硫酸中進行，故在左邊補充H+，右邊補充H2O，即2MnO-4+5C2O2-4+H+2Mn2++10CO2↑+H2O.

第四步：配平缺項

依據電荷守恒及H、O原子守恒配平，即

2MnO-4+5C2O2-4+16H+△

2Mn2++10CO2↑+8H2O.

評析對于缺項型的氧化還原反應方程式，首先需要根據信息，判斷出氧化劑、還原劑及其相應產物，然后配平相關物質的化學計量法，最后根據電荷守恒和反應物的酸性和堿性，補充H+、OH-和H2O等進行配平.

5 結束語

對于不同的反應式，需要根據反應的類型，選擇不同的配平技巧.教師在進行講解時，可以將其分解成幾個簡單的步驟，逐步講解和演示如何配平，讓學生在頭腦中形成清晰的解題思路.

參考文獻：

［1］趙云鳳.聚焦氧化還原反應常考的方向[J].高中數理化，2023（14）：43-44.

［責任編輯：季春陽］