1、氧化还原反应方程式配平方法和技巧 河南省汝南高中 冯爱红 化学方程式的配平一直是中学化学的难点之一，特别是氧化还原反应方程 式的配平更使许多学生感到困惑。在中学阶段，教材及其它辅导资料都着重介 绍了用化合价升降法配平氧化还原方程式，但学生在运用此方法进行配平时容 易出错；原因在于氧化还原反应繁杂多样，各有其特点，本文着重介绍如何从 氧化还原反应的特点出发运用化合价升降法配平氧化还原反应方程式的一些价 态处理技巧。 配平原则 反应前后各元素的原子个数相等，即质量守恒。 氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等，即电子守恒。 氧化剂化合价降低的总数值与还原剂化合价升高的总数值相等。 配平步骤 标变价
2、：写出反应物和生成物的化学式，标出变价元素的化合价。 列变化：列出反应前后元素化合价的升、降变化值。 求总数：使化价升高和降低的总数相等。 配系数：用观察的方法配平其他物质的化学计量数，配平后，把 单线改成等号。 查守恒：检查方程式两边是否“质量守恒”和“电荷守恒”。 配平方法 1零价法 用法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价， 然后计算出各元素化合价的升降值，并使元素化合价升降值相等，最后 用观察法配平其他物质的化学计量数。 例 1： 试配平 Fe3C + HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + H2O。 分析：复杂物质 Fe3C 按常规化合价分析无法确定其
3、中 Fe 和 C 的具 体化合价，此时可令组成该物质的各元素化合价均为零价，再根据化合 价升降法配平。 Fe3C Fe(NO3)3 和 CO2 整体升高 13 价，HNO3 NO2 下降 13 价 （除了 Fe、C 以外，只有 N 变价）。 易得 Fe3C + 22HNO3 3Fe(NO3)3 + 13NO2+ CO2 + 11H2O。 2平均标价法 用法：当同一反应物中的同种元素的原子出现两次且价态不同时， 可将它们同等对待，即假定它们的化合价相同，根据化合物中化合价代 数和为零的原则予以平均标价，若方程式出现双原子分子时，有关原子 个数要扩大 2 倍。 例 2： 试配平 NH4NO3 HN
4、O3+ N2+ H2O。 分析：NH4NO3 中 N 的平均化合价为+1 价，元素化合价升降关系为： NH4NO3 HNO3：+1+5 升 41 价 NH4NO3 N2： +10 降 12 价 易得 5NH4NO3 2HNO3 + 4N2 + 9H2O 3。整体标价法 用法：当某一元素的原子或原子团（多见于有机反应配平）在某化 合物中有数个时，可将它作为一个整体对待，根据化合物中元素化合价 代数和为零的原则予以整体标价。 例 3： 试配平 S+ Ca(OH)2 CaSx+ CaS2O3+ H2O 分析：NH4NO3 中 N 的平均化合价为+1 价（NH4 中-3 价，NO3 中+5 价） ，元
5、素化合价升降关系为： NH4NO3HNO3：+1+5 升 41 价 NH4NO3N2： +10 降 22 价 易得 2(x+1)S + 3Ca(OH)2 2CaSx + CaS2O3 + 3H2O 4。逆向配平法 若氧化剂（或还原剂）中某元素化合价只有部分改变，配平宜从 氧化产物、还原产物开始，即先考虑生成物，逆向配平;自身氧化还原反 应方程式，宜从生成物开始配平，即逆向配平。 例如：P CuSO 4 H 2O C U3P H 3PO4 H 2SO4 该反应的氧化剂是 P、CuSO 4，还原剂是 P，以反应物作标准求得失电子数比较困难， 但是氧化产物只 H3PO4 、还原产物只 CU3P，所以
6、以 1mol H3PO4 和 1mol CU3P 作标准物容易 求得失电子数。 答案：11 15 24 5 6 15 5有机反应的配平法有机物参入的氧化还原反应，通常首先规定 有机物中 H 为1 价，O 为2 价，并以此确定碳元素的平均化合价。再根据还 原剂化合价升高总数与氧化剂化合价降低总数相等原则，结合观察法配平。 例如： H 2C2O4 KMnO 4 H 2SO4 CO 2 K 2SO4 MnSO 4 H 2O 解析：H 2C2O4中，令 H 为1 价，O 为2 价，则 C 的平均化合价为3 价。 1 个 H2C2O4 化合价升高数为 2，1 个 KMnO 4 化合价降低数为 5，最小公
7、倍 数为 10，故 H2C2O4的系数为 5，KMnO 4的系数为 2。配平的方程式为： 5 H2C2O4 2KMnO 4 3H 2SO4 10CO 2 K 2SO4 2MnSO 4 8 H 2O 6缺项方程式的配平：如果所给的化学方程式中有反应物或生成物没有 写出来，在配平时，如果所空缺的物质不发生电子的得失，仅仅是提供一种发 生反应的酸、碱、中性的环境，可先把有化合价升降的元素配平，再确定出所 缺的物质，把系数填上即可。 例如：BiO 3 Mn 2 Bi 3 MnO 4 H 2O 解析：首先根据化合价的升降配平有变价元素的有关物质： 5BiO3 2 Mn 2 5 Bi 3 2 MnO 4
8、H 2O 根据氧原子守恒，可以确定 H2O 的系数为 7，根据质量守恒和电 荷守恒规律可以确定反应物所缺的是氢离子 H 。 答案：5 2 14H 5 2 7 除这几种常用方法外，还有一些简易方法也可用于一些方程式的配平如： （1）最小公倍数法 这种方法适合常见的难度不大的化学方程式。例如，KClO3 KCl+O2在这 个反应式中右边氧原子个数为 2，左边是 3，则最小公倍数为 6，因此 KClO3 前系数应配 2，O2 前配 3，式子变为：2KClO3 KCl+3O2，由于左边钾原子 和氯原子数变为 2 个，则 KCl 前应配系数 2，短线改为等号，标明条件即： 2KClO3=2KCl+3O2
9、 （2）奇偶配平法 这种方法适用于化学方程式两边某一元素多次出现，并且两边的该元素原子 总数有一奇一偶，例如：C2H2 +O2CO2+H2O，此方程式配平从先出现次数最 多的氧原子配起。O2 内有 2 个氧原子，无论化学式前系数为几，氧原子总数应 为偶数。故右边 H2O 的系数应配 2（若推出其它的分子系数出现分数则可配 4），由此推知 C2H2 前 2，式子变为：2C2H2 +O2CO2+2H2O，由此可知 CO2 前系数应为 4，最后配单质 O2 为 5，把短线改为等号，写明条件即可： 2C2H2+5O2=4CO2+2H2O （3）观察法配平 有时方程式中会出现一种化学式比较复杂的物质，我
10、们可通过这个复杂的分 子去推其他化学式的系数，例如：Fe+H2OFe3O4+H2，Fe3O 4 化学式较复 杂，显然，Fe3 O4 中 Fe 来源于单质 Fe，O 来自于 H2O，则 Fe 前配 3，H2O 前配 4，则式子为： 3Fe+4H2OFe 3O4+H2 由此推出 H2 系数为 4，写明条件， 短线改为等号即可： 3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2 （4）归一法 找到化学方程式中关键的化学式，定其化学式前计量数为 1，然后根据关键 化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数，再将各计量 数同乘以同一整数，化分数为整数，这种先定关键化学式计量数为 1 的配平方 法，称为归一法。 做法：选择化学方程式中组成最复杂的化学式，设它的系数 为 1，再依次推断。 第一步：设 NH3 的系数为 1 1NH3+O2NO+H2O 第二步：反应中的 N 原子和 H 原子分别转移到 NO 和 H2O 中，由 第三步：由右端氧原子总数推 O2 系数 笔者在多年的教学实践中体味到：只要掌握一般的标价原则，确定好配平 方向，从而灵活运用好“化合价升降法“这一基本方法，便能解决中学化学中 绝大多数的氧化还原反应方程式的配平问题。
