关于氧化还原反应方程式的配平

关于氧化还原反应方程式的配平近来有很多学生问到氧化还原反应方程式的配平问题，现总结如下几点，希望对大家有些帮助。对于氧化还原反应来讲，在配平的时候不但要求质量守恒，更要求得失电子想等，只不过大家不要把这个当成一个额外的负担，因为要使得失电子总数相等，不但不会对我们的配平带来困难，反而会更快的让我们配平化学反应方程式。现将几类重要的化学配平方法总结如下：1有关概念和规律氧化还原反应的实质就是反应物质的有关元素之间发生电子转移（电子的得失或共用电子对的偏移）。通常的氧化还原反应具下列规律 且：a氧化性：氧化剂氧化产物 还原性：还原剂还原产物b氧化剂得电子总数=还原剂失电子总数c氧化剂中相关元素化合价降低总数=还原剂中相关元素化合价升高总数2几种类型的氧化还原反应不同物质之间的氧化还原反应如：2Fe+3Cl2 2FeCl3不同物质同种元素之间的氧化还原反应如：2H2S+SO2=3S+2H2O同一物质不同元素之间的氧化还原反应如：2KClO3 2KCl+3O2同一物质同种元素之间的氧化还原反应如：3NO2+H2O=2HNO3+NO部分氧化还原反应如：MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2+2H2O反应中HCl一半作还原剂（生成Cl2），另一半表现酸性（生成MnCl2）。3氧化还原反应方程式的配平依据：a电子守恒（化合价升降总数守恒），即在反应中还原剂失去的电子总数与氧化剂得到的电子总数相等。b质量守恒，反应前后各元素的原子个数相等。c电荷守恒，在离子反应的氧化还原反应中，反应前后离子所带的正负电荷总数相等。步骤：（以铜与稀硝酸的反应为例）1先写出反应物和生成物的化学式，并列出发生氧化和还原反应的元素的正负化合价。 2列出元素的化合价的变化 3使化合价升高和降低的总数相等 4用观察的方法配平其它物质的化学计量数，在上述反应里，有6个NO 没有参与氧化还原反应，所以HNO3的化学计量数应是8，H2O的化学计量数应是4，因为有2个NO 还原成NO，其中4个氧原子跟HNO3中氢原子结合成水，配平后，把单线改成等号。3Cu+8HNO3（稀）=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O氧化还原反应方程式的配平步骤可简单总结如下：划好价、列变化、求总数、配化学计量数。第一阶梯 例1、G、Q、X、Y、Z均为氯的含氧化合物，我们不了解它们的化学式，但知道它们在一定条件下具有如下的转换关系（未配平）： GQ+NaCl Q+H2O电解X+H2 Y+NaOHG+Q+H2O Z+NaOHG+X+H2O 这五种化合物中氯的化合价由低到高的顺序为（ ） A、QGZYX B、GYQZX C、GYZQX D、ZXGYQ 解析: 根据氧化还原反应中元素化合价升降总数相等这一规律,对应,GNaCl变化中,Cl的化合价降低,则GQ变化中Cl的化合价必然升高，亦即氯的化合价：QG;同理，由可判氯的化合价：XQ;由并结合QG可判断氯的化合价：QYG；由并结合XQ可判氯的化合价：XZQ。 答案：B 例2、配平下面的化学方程式：(NH4)2PtCl6Pt+NH4Cl+HCl+N2 思路分析： 该反应是(NH4)2PtCl6中N与Pt之间发生的氧化还原反应，可从生成物着手，先确定Pt和N2的化学计量数。 确定了Pt和N2的化学计量数分别为3和2之后，再用观察法配平其余物质的化学计量 ，可得3(NH4)2PtCl6=3Pt+2NH4Cl+16HCl+2N2，若最后根据Cl数守恒则检查H数，若最后根据H数守恒则检查Cl数。 答案：3(NH4)2PtCl6=3Pt+2NH4Cl+16HCl +2N第二阶梯【例1】一定条件下硝酸铵受热分解的未配平化学方程式为：NH4NO3HNO3+N2+H2O，在反应中被氧化与被还原的氮原子数之比为（）。A53 B54 C11 D35解析：根据化合价变化可知：N2既是氧化产物又是还原产物，则NH4NO3中NH 氮原子化合价升高，NO 的氮原子化合价降低，即 化合价升高3 化合降低5由化合价升降总数相等可求出答案为53答案：A解本题的关键是抓住氧化剂与还原剂得失电子总数相等（或化合价降升总数相等）的规律。当然，本题还可先配平化学方程式再求解。【例2】24mL浓度为0.05molL-1的Na2SO3溶液恰好与20mL浓度为0.02 molL-1的K2Cr2O7溶液完全反应。已知Na2SO3被K2Cr2O7氧化为Na2SO4，则元素Cr在还原产物中的化合价为（）A+2 B+3 C+4 D+5解析：根据氧化还原反应中得失电子总数相等，判断Cr元素在还原产物里的价态。n(Na2SO3)=0.050.024=0.0012(mol),n(K2Cr2O7)=0.020.02=0.0004(mol)。 K2Cr2O7在反应中得电子：0.00042(6-x)mol e；Na2SO3在反应中失电子：0.00122mol e。根据氧化还原反应中，氧化剂和还原剂在反应中得失电子数相等，则有：0.00042(6-x)=0.00122，解得x=3。答案：B氧化还原反应比较典型的计算有：求氧化剂与还原剂物质的量之比或质量比，计算参加反应的氧化剂或还原剂的量，确定反应前后某一元素的价态变化等。计算的关键是依据氧化剂得电子总数等于还原剂失电子总数，列出守恒关系式求解。从试题的变化趋势来看，有一类题目已知参加反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比，计算确定产物。计算公式如下： 氧化剂物质的量变价元素的个数化合价的变化值=还原剂物质的量变化元素的个数化合价的变化值。【例3】配平KMnO4+HClKCl+Cl2+MnCl2+H2O解析：锰元素完全被还原，生成MnCl2，而氯元素部分被氧化后，生成物是Cl2，因此应先配出MnCl2和Cl2前面的系数。 化合价降52 化合价升25即2KMnO4+HClKCl+2MnCl2+5Cl2+H2O然后，根据质量守恒，用观察法配平其他物质的系数。答案：2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2+8H2O用化合价升降法配平氧化还原反应方程式，一定要先找准参加了氧化还原反应的元素，再依步骤进行配平。第三阶梯 【例1】将NO3-+OH-+H2O+ZnNH3+Zn（OH）42-配平后，离子方程式中H2O的系数（化学计量数）是（ ) A、2 B、4 C、6 D、8 解析：此题考查的是氧化还原反应离子方程式的配平方法。由得失电子数目守恒可知NO3-、Zn、NH3、Zn（OH）42-的系数分别为1、4、1、4，再由电荷守恒可知OH-的系数为7，最后由原子守恒得H2O的系数为6。 答案：C【例2】配平下列化学方程式：(NH4)2PtCl6 Pt+NH4Cl+HCl+N2解析：此题为自身氧化还原反应方程式的配平，反应物(NH4)2PtCl6中既有N的化合价升高，又有Pt化合价降低，它前面的系数不便确定，故把生成物Pt和N2作配平起点。 化合价升高6价2PtPt化合价降低4价3即(NH4)2PtCl6 3Pt+NH4Cl+HCl+2N2再用观察法配平。答案：3(NH4)2PtCl6 3Pt+2NH4Cl+16HCl+2N2对于分解反应和自身氧化还原反应最好采用从右至左配平的方法，即逆向配平法。【例3】配平下列离子方程式：MnO +SO +H+Mn2+SO +H2O分析： 化合价降52 化合价升25得：2MnO +5SO +H+2Mn2+5SO +H2O再根据电荷守恒确定其他物质的系数。反应物（除H+外）所带电荷：210=12生成物所带电荷：+410=6因此，H+的系数应配“6”，则H2O的系数为3。 答案：2MnO +5SO +6H+=2Mn2+5SO +3H2O配平离子方程式时，一定要遵守三个原则：电子得失守恒；原子守恒；电荷守恒。【例4】配平方程式：Fe3C+HNO3Fe(NO3)3+NO2+CO2+H2O解析：Fe3C中各元素的化合价凭现有的知识无法标出，且仅靠观察也不能配平，不妨先假设Fe和C元素的化合价无为零价，然后观察生成物中Fe和C元素的价态都是升高的，我们可以把Fe3C作为一个整体计算化合价升高总数进行配平。即还原剂：Fe3C 氧化剂：HNO3 降1价|13按化合价升降总数相等原则，将变价元素配平：1Fe3C+13HNO33Fe(NO3)3+13NO2+CO2+H2O再观察发现，NO3有部分未参加氧化还原反应，最终配平的化学方程式为：Fe3C+22HNO3=3Fe(NO3)3+13NO2+CO2+11H2O在化学反应方程式配平过程中，当遇到某物质的元素化合价难以确定时，可假设其中所有元素的化合价都为0；并把该物质视作一个电中性的整体，然后采用化合价升降法配平方程式，不会影响配平的结果。这种配平法可称为“零价配平法”。（实际上，该题也采用了整体配平的思想。）练一练1P4+HNO3(浓)H3PO4+NO2+ H2O2Zn+HNO3Zn(NO3)2+N2O+H2O3FeS2+O2Fe2O3+SO24 5Cl2+KOH(热、浓)KCl+KClO3+H2O6配平化学方程式： KMnO4+H2O2+H2SO4K2SO4+MnSO4+O2+H2O7白磷与烧碱溶液发生下列反应，试加以配平： P+NaOH+H2OPH3+NaH2PO38在反应3BrF3+5H2O=HBrO3+9HF+O2+Br2中，若有7.5molH2O参加反应，被H2O还原的BrF3为（ ）A1mol B2mol C3mol D4.5mol9在100mL含等物质的量的HBr和H2SO3的溶液里通入0.01molCl2，有一半Br变为Br2（已知Br2能氧化H2SO3）。原溶液中HBr和H2SO3的浓度是（ ） A0.0075mol/L B0.008mol/LC0.075mol/L D0.08mol/L10ClO2是一种广普型的消毒剂，根据世界环保联盟的要求，ClO2将逐渐取代Cl2成为生产自来水的消毒剂。工业上ClO2常用NaClO3和Na2SO3溶液混合并加入H2SO4酸化后反应制得。在以上反应中NaClO3和Na2SO3的物质的量之比为（） A11 B21 C12 D2311在一定条件下，PbO2与Cr3+反应，产物是Cr2O72和Pb2+，则与1molCr3+反应所需PbO2的物质的量为（ ）A3.0mol B1.5mol C1.0mol D0.75mol参考答案：1分析：反应前后磷元素化合价的升高数为54，化合价升高数和降低数的最小公倍数是1(54)。答案： 2分析：先把HNO3的化学计量数暂定为2。答案：4Zn+10HNO3=4Zn(NO3)2+N2O+5H2O3分析：先把FeS2的化学计量数暂定为2，FeS2中元素的化合价为 ，结构单元“2FeS2”的化合价升高数为22，结构单元“O2”的化合价降低数为4。答案： 4分析：Pb的主要化合价有+2和+4，可将化学式由Pb3O4变为2PbOPbO2。 答案： 5分析： Cl2+KOH5KCl+KClO3+H2O 答案：3Cl2+6KOH(热、浓)=5KCl+KClO3+3H2O6分析：配平此化学方程式时应明确：KMnO4是氧化剂，H2O2是还原剂，其中的 变为 。 化合价降低52 化合价升高252和5分别为KMnO4和 H2O的化学计量数，其他物质用观察法配平。答案：2KMnO4+5H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O 7分析：本题为同一物质同种元素间的氧化还原反应，可以生成物一边开始配平： 化合价降低31 化合价升高31答案：2P+NaOH+2H2O=PH3+NaH2PO38分析：该反应中BrF3既是氧化剂又是还原剂，H2O的 是还原剂，另 的H2O既非氧化剂又非还原剂。由 知，BrF3与H2O的氧化还原关系为：2BrF33H2O。答案：B9分析：Br2能氧化H2SO3，则还原性H2SO3Br。Cl2先氧化H2SO3后氧化Br。设100mL溶液中含HBr与H2SO3的物质的量都是x。H2SO3+Cl2+H2O=H2SO4+2HClx x2Br+Cl2=Br2+2Cl 答案：D10分析：化学反应中NaClO3得电子总数与Na2SO3失电子总数相等，即n(NaClO3)1=n(Na2SO3)2。则n(NaClO3)n(Na2SO3)=21。答案：B11分析：化学反应中PbO2得电子总数与Cr3+失电子总数相等，即n(PbO2)2=n(Cr3+)3。则 。答案：B 氧化还原反应方程式的配平方法和技巧1左配法 对于被氧化、被还原的元素分别在不同物质中的氧化还原反应，一般从左边反应物着手配平。范例配平Cu2S+HNO3Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2O解答：这是一道有三种元素化合价变化的氧化还原方程式配平题。从方程式分析Cu由+1价升高为+2价，S由-2价升高为+6价，N由+5价降低为+2，其中Cu2S只做还原剂，HNO3做氧化剂的同时还起酸的作用，配平过程同上述相同，只是将不同元素升高化合价合并计算。 类题：配平Ag3AsO4+Zn+H2SO4Ag+AsH3+ZnSO4+H2O答案：2Ag3AsO4+11Zn+11H2SO4=6Ag+2AsH3+11ZnSO4+8H2O。2右配法 反应物中某一物质部分被氧化（或被还原）的氧化还原反应，自身氧化还原反应（包括分解、歧化反应）。一般从右边生成物着手配平（即从逆向配平）。【范例】配平P+CuSO4+H2OCu3P+H3PO4+H2SO4，标明电子转移的方向和数目，并回答下列问题：1mol CuSO4能氧化P的物质的量是_。 解答：此反应既有CuSO4氧化P的氧化还原反应，又有P的自身氧化还原反应，若先配平氧化剂、还原剂的计量数（系数），对于本题较为困难。如果从P发生自身氧化还原反应这一方面，采用逆向配平法，较为简单。 观察配平为： 回答问题时仅由关系式15CuSO46H3PO4求解得1 = mol是不对的。此题应全面分析：11 mol 变为 ，化合价共升高56=30；另有5mol 变为 ，化合价降低53=15；15mol CuSO4中 变为 ，化合价降低151=15。可见被CuSO4氧化的P仅占被氧化P的总量的一半，另一半P是被P自身氧化。所以1 mol CuSO4能氧化的P的物质的量为：1 = mol。类题：配平S+Ca(OH)2CaS5+CaS2O3+H2O答案： 化合价升、降的最小公倍数为4，1是CaS2O3的系数，2是CaS5的系数，再由原子守恒推出其他物质的系数，配平后的化学方程式为：12S+3Ca(OH)2=2CaS5+CaS2O3+3H2O3缺项反应化学方程式的配平法所谓缺项配平，即某一反应物或生成物的化学式未写出，缺项常为酸、碱、水。其方法是：先根据化合价升、降总数相等配平含变价元素物质前的系数，再根据质量守恒和元素的原子或离子个数守恒，通过观察比较反应物，生成物增减原子或离子以确定未知物并配平。【范例4】配平下列化学方程式HClOx+H3PO4+HCl解答：本题属于缺项配平，即化学方程式中有一种物质没有给出，需要通过观察、分析确定缺项为何物。就本题而言，用观察法难以确定缺项物质，可先确定氧化剂和还原剂的系数。根据化合价规则知 HClOx中Cl的化合价为（2x-1） 化合价升、降总数为10x，5和2x分别为HClOx、P的计量数。根据反应前后Cl和P原子守恒知，H3PO4和HCl的计量数分别为2x、5。再分析反应前后原子数目知，反应物缺6x mol H原子和3x mol O原子，应补上3x mol H2O，才能使两边各原子数目相等，配平后的化学方程式为：5HClOx+2xP+3xH2O=2xH3PO4+5HCl类题：配平下列化学方程式： Pt+HNO3+HClH2PtCl6+NO+ 答案：3Pt+4HNO3+18HCl=3H2PtCl6+4NO+8H2O。4零价法配平的依据是化合物分子中，各组成元素的化合价代数和等于零。具体做法是：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素化合价均为零价，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计量数。此法适用于元素化合价难以确定的氧化还原反应方程式的配平。 【范例5】配平下列化学主程式：Fe3C+HNO3Fe(NO3)3+NO2+CO2+H2O。解答：复杂物质Fe3C按常规化合价分析无法确定其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为零价，再根据化合价升降法配平。这种方法又常称为“零价法”。 在这个反应中，3mol Fe(NO3)3共含9mol ，说明有9 mol HNO3未被还原，故参加反应的HNO3，共22mol，最后配平为：Fe3C+22HNO3=3Fe(NO3)3+CO2+13NO2+11H2O注意：Fe3C化合物若从化合价配平是比较难，因化合价出现分数，零价法配平对此类物质比较好。类题：用零价法配平Na2Sx+NaClO+NaOHNa2SO4+NaCl+H2O答案：Na2Sx+(3x+1)NaClO+2(x-1)NaOH=xNa2SO4+(3x+1)NaCl+(x-1)H2O5待定系数法（或代数法）根据质量守恒定律，化学反应中元素的种类和原子个数都没有改变。根据这一原则，在假定（或已知）某一种或几种物质的化学计量数后，可由原子守恒和电子守恒求出化学反应方程式各物质的化学计量数而实现解题的方法，叫待定系数法。【范例6】配平Pb(N3)2+Cr(MnO4)2Cr2O3+MnO2+Pb3O4+NO解答：设Cr(MnO4)2的计量数为x，Pb3O4的计量数为y，则Pb(N3)2的计量数为3y，NO的计量数为18y，Cr2O3的计量数为 ，MnO2的计量数为2x，故有：3y Pb(N3)2+x Cr(MnO4)2 Cr2O3+2xMnO2+yPb3O4+18yNO由O元素原子守恒。得：8x= +4x+4y+18y 化学方程式的化学计量数应以最小整数且不可约分，故令x=44, y=5代入上式得配平后的化学方程式为：15Pb(N3)2+44Cr(MnO4)2=22Cr2O3+88MnO2+5Pb3O4+90NO类题：用待定系数法配平CuSO4+FeS2+H2OCu2S+FeSO4+H2SO4答案：设FeS2的化学计量数为x，H2SO4的计量数为y，则有CuSO4+xFeS2+yH2O Cu2S+xFeSO4+yH2SO4根据氧原子守恒得：4+y=4x+4y，硫原子守恒得：1+2x= +x+y解得：x= , y= ，最后将计量数扩大14倍，可得配平的化学方程式：14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4。6离子方程式的配平法离子方程式配平依据方程式左右两边质量守恒和电荷守恒定律。【范例7】配平离子方程式：An+By-Ax-+Bm。解答：对氧化还原反应的离子方程式来说，配平的方法和步骤与一般化学方程式相同，又因本题中给出的物质或离子符号均用字母表示，比较抽象，反应中，元素A的化合价变化为：0价降低成-x价，元素B的化合价变化为：-y价升高到0价。元素化合价升降关系为nA n(0-x) 降nxmymB m(-y0) 升mynx通过观察法确定各物质的计量数，得配平的离子方程式：myAn+mnxBy-=mnyAx-+nxBm 课后测试题 1、0.96gMg跟含6.3gHNO3的稀溶液恰好反应完全，则HNO3还原产物的式量是（ ） A30 B、44 C、46 D、80 2、用Na2SO3还原MnO4-,如果还原含有2.410-3molMnO4-的溶液时，消耗30mL 0.2mol/L Na2SO3溶液，则Mn元素在还原产物中的化合价是（ ） A、+1 B、+2 C、+4 D、+5 3、在黑火药发生反应2KNO3+S+3C=K2S+N2+3CO2中被还原的元素是（ ） A、氮和氧 B、碳 C、氮和硫 D、氮和碳 4、亚硝酸（HNO2）在化学反应中既可作氧化剂又可作还原剂。在亚硝酸作氧化剂时，可能生成的还原产物是（ ） A、NH3 B、N2 C、N2O3 D、N2O5 5、在下列反应中，aFeS+bH2SO4(浓) cFe2(SO4)3+dso2+eS+fH2O.a、b的数值是( ) A.a=2 b=6 B.a=4 b=18 C.a=6 b=16 D.a=8 b=18 6.有关3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2反应的叙述，正确的是（ ） A、还原剂与氧化剂的物质的量之为5：3 B、HbrO3和HF是还原产物 C、生成1molO2.转移了6mol电子 D、BrF3即是氧化剂又是还原剂 7向含有0.78mol的FeCl2溶液中通入0.009molCl2再加入含0.01molX2O7-2的酸性溶液，使溶液中的Fe2+全部恰好氧化。并使x2O72-还原为Xn+，则n的值为（ ） A、2 B、3 C、4 D、5 8多硫化物SX2-(x的数值在26之间)在碱性溶液中被BrO3-氧化为SO42-，而BrO3-被还原为Br-，在反应中消耗BrO3-和OH-的物质的量之比为2：3，则此时x的值可确定为_，其反应的离子方程式为_。 9将NaBiO3固体（黄色、微溶）加入MnSO4和H2SO4的混合溶液里加热，溶液显紫色（Bi3+无色）.配平该反应的离子方程式 10.已知RxO42-+MnO4-+H+RO2+Mn2+H2O变化过程中，0.2molRXO42-离子参加反应时转移0.4mol电子 （1）、X=_；（2）参加反应的氢离子的物质的量为_。 答案: 1、解：当Mg与HNO3质量比为0.96:6.3时，即物质的量之比为2：5（或4：10），氧化产物是Mg(NO3)还原物则存在两种可能性： 4Mg+10HNO3（稀）=4Mg(NO3)2+N2O+5H2O 4Mg+10HNO3（稀）=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O 若还原产物为N2O,它的式量为44. 若还原产物为NH4NO3,它的式量为