氧化还原反应方程式的配平
 (2010-07-10 16:24:36)
	
			
					(2010-07-10 16:24:36)		| 标签: 杂谈 | 
1.氧化还原反应的实质:参加反应的原子间有电子转移(包括电子得失或共用电子对的转移)
2. 概念间的关系:
http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1926.gif
3.氧化还原反应方程式的配平
(1)配平依据:
氧化剂化合价降低总数与还原剂化合价升高总数相等,即得失电子守恒和质量守恒。
(2)配平的步骤:
划好价、列变化、求总数、配化学计量数
(3)配平基本技能:
①全变从左边配:
氧化剂、还原剂中某元素化合价全变的,一般从左边反应物着手配平。
例如:NH3 + O2 NO + H2O
(左边,N与O2分别变化5、4,互为化学计量数)
KMnO4 + H2S + H2SO4 K2SO4 + S↓ + MnSO4 + H2O
(左边,Mn,S化合价变化分别为5、2,互为化学计量数)
K2Cr2O + KI + H2SO4Cr2(SO4)3 + K2SO4 + I2 + H2O
(左边,http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1927.gif价态变化分别为6、1互为化学计量数)
Pt + HNO3 + HCl H2PtCl6 + NO + H2O
(左边,Pt,N价态变化为4、3互为化学计量数)
②自变从右边配:
自身氧化还原反应(包括分解、歧化)一般从右边着手配平
例如:Cl2 + KOH KCl + KClO3 + H2O
(右边变成http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1928.gif变化为1、5互为化学计量数)
Cu(NO3)2CuO + NO2 + O2
(右边NO、O2生成,价态变化为1、4,互为化学计量数)
(NH4)2PtCl6 Pt + NH4Cl + HCl + N2
(右边Pt,N2价态变化为4、6,互为化学计量数)
③归中从左边配:
归中反应(反歧化,化合型氧化还原反应)一般从左边着手配平,
例如:H2S + SO2 S + H2O
(左边:http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1929.gif变化分别为2、4,互为化学计量数)
KI + KIO3 + H2SO4I2 + K2SO4 + H2O
(左边:http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1930.gif变化1、5,互为计量数)
FeSO4 + H2SO4 + O2 http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1931.gif
(左边http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1932.gif变为1,4,互为化学计量)
④部分变由两边配:
一部分发生氧化一还原反应的物质化学计量数应为变与不变之和,
例如:HCl + KMnO4KCl + MnCl2 + Cl2↑ + H2O
(HCl 化学计量数应为被氧化与未被氧化之和)
Zn + HNO3 Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O
(HNO3化学计量应为被还原与未被还原的HNO3之和)
【典型应用】
1、基础篇
例1:(NH4)2SO4在强热条件下发生分解,生成NH3、SO2、N2和H2O。该反应的生成物中氧化产物与还原产物物质的量之比是
A.1∶ 3 B.3∶ 1 C.3∶ 4 D.4∶ 3
解题分析:在给出该反应的反应物和生成物之后,可根据反应中元素的价态变化,配平该氧化还原反应的化学方程式,并确定氧化产物和还原产物。即:
http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1933.gif
根据此反应的化学方程式,知氧化产物N2和还原产物SO2物质的量之比为1∶3。
答案:A
例2:1986年人类首次用非电解法制取单质氟的反应如下,试配平此化学方程式:
http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1934.gif
解题分析:根据反应方程式两边物质所含元素化合价的变化看出:Mn由+ 4价降低为+ 3价;F由+1价升高到0价。由于不容易判断出产物氟单质中的氟元素是来自于K2MnF6,还是来自于SbF5,所以从产物考虑配平较为方便。
Mn:+4 → +3 降低1
2F:-1→ 0升高2
得到F2的系数为1,MnF3的系数为2。再用观察法推导出其他分子式的系数。
答案: http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1935.gif
例3:在金属锌和某稀硝酸恰好完全反应生成硝酸锌、硝酸铵和水的反应中,如有3.6gHNO3被还原,则未被还原的HNO3质量应是 g。
错误解法一:完成该反应的化学方程式为:
http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1936.gif,然后按题中要求进行计算。
错误解法二:完成该反应的化学方程式为4Zn + 10HNO3 === 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O后,认为此反应中,由生成的4mol Zn(NO3)2确定8有mol HNO3未被还原;得到未被还原和被还原的HNO3物质的量之比为:8∶(10-8) = 4∶1;也是两者的质量比。求得未被还原的HNO3的质量为3.6×4 = 14.4 (g)。
错误原因:上述解法一的错误是,不仅忽略生成物H2O,而且没有考虑氧化还原反应方程式必须根据“化合价升高、降低总数必相等”的原则进行配平,即配平后的化学方程式,各元素的化合价变化,不可违背此规律。
上述解法二中的化学方程式配平是正确的,但对式中10 mol HNO3里被还原的HNO3为1 mol不明确。导致未被还原的HNO3误认为是8 mol,使计算结果错误。
正确解法:完全反应的化学方程式为:
http://learning.sohu.com/class/test/gyhx/Image1938.gif离子,得到未还原和被还原的HNO3物质的量之比,也就是其质量比为9∶1。当3.6 g HNO3被还原时,未被还原的HNO3为3.6×9 = 32.4 (g)
答案:32.4 (g)
例4:配平如下离子反应方程式:
An + By- Ax- + Bm
错误解法一:根据元素的原子个数配平为:
An + mBy-=== nAx- + Bm
错误解法二:根据离子反应中离子所带电荷配平为:
An + By-=== yAx- + Bm
错误原因:上述两解法,无论是考虑各元素的原子个数,还是考虑离子反应中离子所带电荷,都忽略了对于氧化还原反应方程式进行配平时,应确保反应中“化合价升高、降低总数必相等”的原则。
正确解法:对于反应:An + By-=== Ax- + Bm来说,这是一道由抽象数字的离子反应方程式配平题。
本题中给出的物质或离子符号均用字母表示。离子方程式的配平方法和步骤与分子方程式相同。此题在配平时要用字母来表示其化合价及配平系数。
反应中A的化合价从0价降低到-x价,B的化合价从-y价升高到0价,配平时可表达为:
nA: 0→ -x 降低nx;
mB: -y→0 升高my;
可知反应物An的系数为my,生成物Bm的系数为nx。再通观察法确定Bx-和Ay-的系数分别为mnx和mny。
答案:myAn + mnxBx- ==== mnyAy- + nxBm
你这个可以使用下面介绍的整体总价法(零价法)得到:
5NH4NO3=4N2+2HNO3+9H2O
下面就来介绍氧化还原反应方程式的配平技巧
氧化还原反应是中学化学教学的重点和难点,而它的配平更使很多同学在学习时非常感到吃力。事实上,只要我们掌握一些特殊技巧,结合少量的练习,就可以做到对氧化还原反应的配平迎刃而解。下面本文分三个部分简单介绍氧化还原反应的配平原则、一般方法和特殊技巧。
一、配平原则
由于在氧化还原反应里存在着电子的转移,因此元素的化合价必然有升有降,我们把化合价能升高的元素或含该元素的物质称还原剂;反之称为氧化剂。由氧化还原反应的知识我们不难得出配平原则:还原剂失电子总数=氧化剂的电子总数,即还原剂(元素)化合价升高的总价数=氧化剂(元素)化合价降低的总价数。
二、氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤
1、一般方法:从左向右配。
 
⑴ 标出变化元素化合价的始态和终态;
⑵ 
还原剂 
氧化剂 
注:假设以上变化均以正价表示,其中(b-a)×(d-c) 为最小公倍数。
⑶ 将 
⑷ 用观察法配平其它元素;
⑸ 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律(离子方程式还要看是否符合电荷守恒)
例1、 
分析:⑴标变价
C(0) + HN(+5)O3(浓)- N(+4)O2 + C(+4)O2 + H2O
说明:括号内是化合价.
 
 
还原剂C 
氧化剂HNO3 
 
 
⑷ 配系数
 
后,经检查满足质量守恒定律。配平后的化学方程式为:
C + 4 HNO3(浓)= 4 NO2 + CO2 + 2 H2O
三、氧化还原反应配平的特殊技巧。
1、从右向左配平法
例2、Cu + 
分析:由于HNO3在反应中有两个作用即酸性和氧化性,因此如按照一般
的的方法从左向右配的话比较麻烦,但如采用从右向左配平法的方法,这个问题显得很简单。
不同之处:配系数时只需将 
 
氧化产物(Cu2+ )Cu 

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