氧化还原配平

氧化还原配平 氧化还原交叉配平法 升价降价各相加， 价变总数约后叉。 氧化还原未参与， 配平不要忘记它。 氧化还原分子内， 从右着手莫惧怕。 叉后前后出奇偶， 奇变偶后再交叉。 说明:这首诗介绍了用交叉配平法配平氧化还原反应方程式的步骤和应用该法时应注意的问题。对于较复杂的氧化还原反应，用该法配平则比较方便。 解释: 1(升价降价各相加:这句的意思是介绍了交叉配平法的第一步，即:首先明升价元素和降价元素的化合价，然后将升降价数各自分别相加，这样就得出了升价元素化合价的价变总数和降价元素化合价的价变总数。 举例:请用交叉配平法配平如下反应式: FeS2+O2 ——SO2+Fe2O3 根据诗意的要求先表明升价元素和降价元素的化合价，于是得到: Fe+2S2-1+O20 ——S+4O2-2+Fe2+3O3-2 根据诗意的要求再算出升价元素和降价元素的价变总数。Fe2+?Fe3+化合价升高数为1，S-1?S+4化合价升高数为5，又因为FeS2中有2个S，所以S的升价总数为5×2=10，故升价元素(Fe和S)的价变总数为1+10=11;O0?O-2化合价降低数为2，因O2含2个O，所以降价元素O的价变总数为2×2=4。于是得到下式: 11 4 FeS2 + O2 ——SO2 + Fe2O3 2(价变总数约后叉:意思是说得出的升价元素化合价的价变总数和降价元素化合价的价变总数后，若二者有公约数，则需约简后再交叉(如二者是6和9，则约简为2和3)。言外之意，若二者为互质数，则直接交叉即可。 在这个例子中，11和4是互质数，故可以直接交叉，于是得到下式: 11 4 4FeS2 + 11O2 ===SO2 + Fe2O3 左右观察配平可得到: 4FeS2+11O2 === 8SO2+2Fe2O3 3(氧化还原未参与，配平不要忘记它:意思是说若有的反应物仅部分参加了氧化还原反应，一部分未参加氧化还原反应，那么应将交叉系数再加上没有参加氧化还原反应的物质的分子个数，这样才是该物质分子前的系数。 举例:请用交叉配平法配平下列反应式: Mg+HNO3 ——Mg(NO3)2+NH4NO3+H2O 根据诗意的要求分析如下: Mg的价变总数为2，N的价变总数为8，约简后为1和4，故Mg前系数是4已是无疑的，而HNO3前的系数似乎应该是1，但观察生成物中有9分子的HNO3没有参加反应，故HNO3前的系数不是1，而是1+9=10。于是可得到如下配平好了的反应方程式: 4Mg+10HNO3 === 4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O 4(氧化还原分子内，从右着手莫惧怕:意思是说若是分子内氧化还原反应，则应该从生成物着手交叉配平。 举例:请用交叉配平法配平下列反应式: NH4NO3 ——N2+O2+H2O 根据诗意分析如下: 一看便知这是一个典型的分子内氧化还原反应，所以应从生成物着手交叉。N0?N-3化合价降低数-3，是N0?N+5化合价升高数是5，故N的价变总数应是?5 + (-3) ?= 2，O0?O-2化合价的价变总数为4，化简交叉后。观察配平得: 2NH4NO3 === 2N2+O2+4H2O(反应条件点燃) 5(叉后前后出奇偶，奇变偶后再交叉:意思是说若交叉系数后某原子反应前后的个数出现了一奇一偶现象，则需将奇数(乘以2)变为偶数。 举例:请用交叉配平法配平下列反应式: FeS+KMnO4+H2SO4 ——K2SO4+MnSO4+Fe2(SO4)3+H2O+S? 根据诗意的要求分析如下: Fe和S的化合价升高总数为3(奇数)，Mn的化合价降低总数为5，所以交叉系数是3和5，但Fe2(SO4)3中有2个Fe(偶数)，K2SO4中有2个K(偶数)，故应将3和5分别乘以2，变为偶数6和10，即6和10就是实际应该交叉的系数。由此得出: 10FeS+6KMnO4+24H2SO4 === 3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+24H2O+10S? 说明:交叉配平法在解释的时候似乎“较复杂”，但实际配平过程中，仅仅靠大脑瞬间的思维就完成了，所以只要把这首诗真正理解了，那么在实际配平中就会达到瞬间完成的效果。 万能配平法 英文字母表示数， 质电守恒方程组。 某项为一解方程， 若有分数去分母。 说明:这首诗介绍的是万能配平法的步骤。该方法的优点是:该法名副其实——万能～用它可以配平任何化学反应方程式和离子方程式。如果你把这种方法熟练掌握了，那么你就可以自豪地说:“世界上没有一个化学反应方程式我不会配平。”;该法的弱点是:对于反应物和生成物比较多的化学方程式，用该法则配平速度受到影响。但也不是绝对的，因为其速度的快慢决定于你解多元一次方程组的能力，如果解方程组的技巧掌握的较好，那么用万能配平法配平化学方程式的速度也就很理想了。 解释: 1(英文字母表示数:“数”指需要配平的分子系数。这句的意思是说万能配平法的第一步是用英文字母表示各分子式前的系数。 举例:请用万能配平法配平下列反应式: Cu+HNO3(浓)—— Cu(NO3)2+NO2?+H2O 根据诗意的要求用英文字母表示各分子前的系数，于是得到如下反应方程式: A?Cu+B?HNO3(浓)—— C?Cu(NO3)2+D?NO2?+E?H2O„„? 2(质电守恒方程组:该法的第二步是根据质量守恒定律和电荷守恒定律列多元一次方程组(若不是离子方程式，则仅根据质量守恒定律即可)。 根据诗意的要求列出下列方程组: A = C B=2E B = 2C + D 3B = 6C + 2D + E 3(某项为一解方程:意思是说该法的第三步是令方程组中某个未知数为“1”，然后解方程组。 根据诗意的要求，我们令B = 1，代入方程组得下列方程组: A = C 1 = 2E 1 = 2C + D 3 = 6C + 2D + E 解之得:A=1/4，C=1/4，D=1/2，E=1/2 将A、B、C、D、E的数值代入反应方程式?得: 1/4Cu+HNO3(浓)—— 1/4Cu(NO3)2+1/2NO2?+1/2H2O„„? 说明:在实际配平过程中，到底该令那一项为“1”，要具体问题具体分析，以解方程组简便为准。一般是令分子式比较复杂的一项的系数为“1”。 4(若有分数去分母:意思是说该法的第四步是将第三部解方程组得到的方程组的解代入化学反应方程式中，若有的系数是分数，则要在化学反应方程式两边同乘以各分母的最小公倍数。从而各分母被去掉，使分数变为整数。 根据诗意的要求将方程?两边同乘以4得: Cu+4HNO3(浓)=== Cu(NO3)2+2NO2?+2H2O 配平决策歌 迅速观察定类型， 歧化水解首先用。 能否奇偶再交叉， 四法技穷有万能。 电子得失法 电子得失法的原理是:氧化还原反应中，还原剂失去电子的总数必须等于氧化剂获得电子的总数。根据这一规则，可以配平氧化还原反应方程式。 下面是配平的具体方法: 1(从反应式里找出氧化剂和还原剂，并标明被氧化元素或还原元素的原子在反应前后化合价发生变化的情况，以便确定它们的电子得失数。 2。使得失电子数相等，由此确定氧化剂和还原剂等有关物质化学式的系数。 3(由已得的系数，判定其它物质的系数，由此得配平的反应式。 歧化反应的简捷配平法 三种价态先标记， 两者相减第三系。 若有约数需约简， 悠然观察便配齐。 说明: 1(歧化反应又称自身氧化还原反应，在歧化反应中，同一种元素的一部分原子(或离子)被氧化，另一部分原子(或离子)被还原。如: KCIO3 ?KCIO4+KCI S+KOH ?K2S+K2SO3+H2O 2(这首诗介绍的是歧化反应的一种简捷配平方法。用该方法配平，简捷准确，速度可谓神速～ 解释: 1(三种价态先标记:意思是说歧化反应简捷配平法的第一步是首先标记清楚反应式中不同物质分子中发生歧化反应的元素的化合价。如: S0+KOH ?K2S-2+K2S+4O3+H2O 2(两者相减第三系:意思是说任意两个化合价的变化值(绝对值)，即为第三者的系数。 3(若有约数需约简:意思是说由第二步得到的三个系数若有公约数，则需要约分后再加到反应式中去。 根据诗意的要求分析如下: 在S和K2S中，S0 ?S-2，化合价变化值为?0-(-2)?= 2，所以K2SO3前的系数为2。 在S和K2SO3中，S0?S+4，化合价变化值为?0-4?= 4，所以K2S前的系数为4。 在K2S和K2SO3中，S-2?S+4，化合价变化值为?(-2)-4?= 6，所以S前的系数为6。 又因为2、4、6有公约数2，所以约简为1、2、3，将约简后的系数代入反应式得: 3S+KOH ?2K2S+K2SO3+H2O 4(悠然观察便配齐:意思是说将约简后的系数代入反应式后，悠然自在地观察一下就可以配平。 观察可知:右边为6个K，所以KOH前应加6，加6后左边为6个H，所以H2O前应加3，于是得到配平后的化学反应方程式: 3S+6KOH = 2K2S+K2SO3+3H2O 说明:说时迟，那时快，只要将这种方法掌握后，在“实战”时，仅需几秒钟便可完成配平过程。所以说“神速”是不过分的。 、“一分为二”法的实施步骤及方法介绍 1、创建合适的半反应 第一步是寻找合适的平衡元素，将复杂反应式恰到好处地分解成两个半反应，这也是配平中最为关键性的步骤。在通常情况下，选择HO和原子氧(O)作为2 平衡物质和平衡元素，根据产物和反应物之间的联系，确定两个半反应。如配平反应:KMnO，FeS，HSO?KSO，MnSO，Fe(SO)，S，HO，我们可以把反应4242442432 式中的产物KSO和MnSO看作由KMnO和HSO反应得到，构成一个半反应，产244424 物Fe(SO)和S看作由FeS和HSO反应得到，构成另一个半反应，然后用HO243242作为平衡物质，就可得到如下两个半反应: KMnO，HSO?KSO，MnSO，HO (1) 4242442 FeS，HSO?Fe(SO)，S，HO (2) 242432 2、两个半反应的配平 将两个半反应配平可采用最基本的观察法。观察反应(1)，假定KSO的计量系24数为1，则KMnO、HSO、MnSO、HO的计量系数分别为2、3、2、3。观察反应42442 (2)，假定Fe(SO)的计量系数为1，则FeS、HSO、S、HO的计量系数分别243242 为2、2、1、2，并且用原子氧(O)配平氧原子。这样就得到两个配平的半反应: 2KMnO ，3HSO?KSO，2MnSO，3HO，5O (3) 4242442 2FeS，2HSO，6O?Fe(SO)，S，2HO-6O (4) 242432 3、两个半反应的加和 半反应的加和是以两个反应式中的原子氧(O)为纽带，应用最小公倍数法使两个半反应中原子氧(O)的计量系数相等，将两式相加，即可消去原子氧(O)，从而实现复杂方程式的配平。将反应式(3)乘以6、反应式(4)乘以5后，两式相加，可消去原子氧(O)，最终得到配平的方程式: 12KMnO，10FeS，28HSO,6KSO，12MnSO，5Fe(SO)，5S，28HO 4242442432二、“一分为二”法的适用范围及应用举例 应用“一分为二”法可以配平任何类型的化学方程式，尤其适合复杂类型的化学方程式的配平。对于复杂的氧化还原方程式可以不计算化合价的升降，即可实现快速配平，在某些带有未知化合价的方程式，采用“一分为二”法进行配平，其优越性更加明显。下面从分子方程式、离子方程式及带有未知化合价的化学方程式的配平加以说明。 1、分子方程式的配平 例1 配平反应 FeP，HNO ? Fe(NO)，NO，HPO，HO 3333342 第一步:由FeP、HNO、Fe(NO)、HPO、HO构成一个半反应FeP，HNO?Fe(NO) 33333423333，HPO，HO;剩余的物质构成另一个半反应HNO?NO，HO。 34232 第二步:运用观察法和原子氧(O)配平这两个半反应 FeP，9HNO，7O?3Fe(NO)，HPO，3HO;2HNO?2NO，HO，3O。 333334232 第三步:通过半反应相加，消去O，即可实现配平 3FeP，41HNO,9Fe(NO)，14NO，3HPO，16HO 3333342 2、离子方程式的配平 离子方程式的配平往往与反应物所处的酸碱环境有关。在酸性环境中，可以用H，平衡离子电荷;对于复杂的氧化还原方程式可以不计算化合价的升降，即可实现快速配平，在某些带有未知化合价的方程式，采用“一分为二”法进行配平，其优越性更加明显。下面从分子方程式、离子方程式及带有未知化合价的化学,方程式的配平加以说明。在碱性环境中，可以用OH平衡离子电荷，再用原子氧(O)来配平氧原子。其它步骤与分子方程式的配平类似。 2-3+3+例2 在酸性环境中配平反应:FeC，CrO?Fe，CO?，Cr 3272 2-3+3+第一步:列出半反应 FeC?Fe，CO? ，CrO?Cr 3227 ，第二步:配平除H、O以外的原子，用H配平两边电荷，用O来配平氧原子 ，，2-3+3+FeC，9H，6.5O?3Fe，CO?，4.5HO，CrO，8H?2Cr，4HO，3O 322272第三步:通过半反应相加，消去O，即可实现配平 ，2-3+3+6FeC，13CrO，158H,18Fe，6CO?，26Cr，79HO 32722 -- -例3 在碱性环境中配平反应:ClO，P?HPO，Cl424 ---第一步:列出半反应ClO?Cl，P?HPO 424 ,第二步:配平除H、O以外的原子，用OH配平两边电荷，用HO配平氢原子，2--,-用O来配平氧原子ClO?Cl，O，P，4OH，2HO，10O?4HPO 4224第三步:通过半反应相加，消去O，即可实现配平 -,--10ClO，P，4OH，2HO,10Cl，4HPO 4224 3、带有未知化合价的化学方程式的配平 带有未知化合价的化学方程式，运用元素化合价升降法进行配平，涉及到计算元素化合价的问题，配平过程显得十分繁琐。但采用“一分为二”法可以避免元素化合价的复杂计算，使化学方程式的配平变得十分简单，从而达到快速配平的目地。 例4 配平反应KO，FeSO，HSO?KSO，Fe，SO，，HO 2x424242432 第一步:列出半反应KO，HSO?KSO，HO，FeSO，HSO?Fe，SO，，HO 2x242424242432第二步:配平半反应 KO，HSO?KSO，HO，(x,1)O,2FeSO，HSO，O?Fe，SO，，HO 2x242424242432第三步:通过半反应相加，消去O，即可实现配平 KO，2(x,1)FeSO，xHSO,KSO，(x,1)Fe，SO，，xHO 2x4242 42432 例5 配平反应NaS，NaClO，NaOH?NaSO，NaCl，HO 2x 242 第一步:列出半反应NaS，NaOH?NaSO，HO，NaClO?NaCl 2x 242 第二步:配平半反应 NaS，2(x,1)NaOH，(3x，1)O?x NaSO，(x,1)HO，NaClO?NaCl，O 2x 242 第三步:通过半反应相加，消去O，即可实现配平 NaS，2(x,1)NaOH，(3x，1)NaClO,x NaSO，(3x，1)NaCl，(x,1)HO 2x 242三、应用“一分为二”法配平化学方程式的优劣 “一分为二”法的适用范围非常广泛，对简单的化学方程式配平可直接使用观察法，不必使用此法，因为“一分为二”法是以观察法为基础的配平方法，把复杂的化学方程式分解成两个较为简单的半反应，其目地就是有助于运用观察法进行配平，并以原子氧为纽带重新组合成配平的原方程式。从上面的几个例题的配平，我们可以发现“一分为二”法的配平程序十分清晰，不断总结配平规律，只要理顺反应物与生成物之间的关系，列出半反应，利用观察法就能马上配平，有利于学生的学习和掌握。 总之，“一分为二”法能够处理各种不同类型化学方程式的配平问题，尤其适合配平复杂类型的化学方程式。基于此，在化学方程式的配平过程中，只要我们严格按照“一分为二”法的解题步骤勤加练习，去灵活运用它，去熟练掌握它，就能实现化学方程式配平的新突破。