课时5氧化还原反应方程式的配平和计算教师

1、课时5 氧化还原反应方程式的配平和计算一、氧化还原反应的配平与表示 1、 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。 2、 配平步骤 标变价：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”。 3、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

2、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

3、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 NH4NO3HNO3+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4×1价NH4NO3 N2：+10 降1×2价易得 5NH4NO3 2HNO3 + 4N2 + 9H2O3。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

4、 S+Ca(OH)2CaSx+CaS2O3+H2O分析：NH4NO3中N的平均化合价为+1价（NH4中-3价，NO3中+5价），元素化合价升降关系为：NH4NO3HNO3：+1+5升4×1价NH4NO3N2：+10 降2×2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 CuSO4 H2O CU3P H3PO4 H2SO4 该反应的氧化剂是P、Cu

5、SO4，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。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：BiO3 Mn2 Bi3 MnO4 H2O 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 Mn2 5 Bi3 2 MnO4H2O

6、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，KClO3KCl+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：2KClO3KCl+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（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

7、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，Fe3O4化学式较复杂，显

8、然，Fe3O4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+4H2OFe3O4+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

9、子分别转移到NO和H2O中，由 第三步：由右端氧原子总数推O2系数练习：1、P +Cl2 PCl32、 Cu +  HNO3（稀）- Cu(NO3)2 + NO  + H2O 3、 Cu2S + HNO3   Cu(NO3)2 +NO +H2SO4 + H2O 4、 KI + KIO3 + H2SO4 I2 + K2SO4+ H2O 5、H2O2+Cr2(SO4)3 +       K2SO4+  H2O+ K2CrO45、 AgNO3 Ag + NO2 +O2 7、FeSO4 + H2O + O2 Fe

10、2(SO4)3  +  Fe(OH)38、NO2 + O2 + H2O HNO3 参考答案1、2，3，2                     2、3，8，3，2，43、3，22，6，10，3，8        4、5，1，3，3，3，35、5，1，10KOH，3，2，8   

11、   6、2，2，2，17、12，6，3，4，4              8、4，1，2，49KClO3和浓盐酸在一定温度下反应会生成绿黄色的易爆物二氧化氯，其变化可表述为_KClO3+_HCl(浓)=_KCl+_ClO2+_Cl2+_H2O(1) 请配平上述化学方程式。(2) 浓盐酸在反应中显示出来的性质是_(填编号)只有还原性 还原性和酸性 只有氧化性 氧化性和酸性(3) 产生0.1mol Cl2，则转移的电子的物质的量为_mol。(4)

12、氧化剂是_，还原剂是_；氧化产物是_，还原产物是_。10某化学反应的反应物和产物为：KMnO4 + KI + H2SO4 MnSO4 + I2 + KIO3 + K2SO4 + H2O(1) 该反应的氧化剂是 (2) 如果该反应方程式中I2和KIO3的系数都是5 KMnO4的系数是 在给出的化学式上标出电子转移的方向和数目: KMnO4 + KI + H2SO4 (3) 如果没有对该方程式中的某些系数作限定，可能的配平系数有许多组。原因是_ _。 答案9、（1）2，4=2，2，1，2；（2）； （3）0.2 （4）KClO3 ；HCl；Cl2；ClO2 10、（1）KMnO4 （2） 8 【配

13、平后系数依次为8、15、17、8、5、5、9、17】 （3）该反应式含两种氧化产物，两者的比例和氧化剂的用量都可以发生变化【有两种氧化产物，分别对应两个不同的系数，比例不同时，两者的量就不同，所以有无数组】2、 常见氧化还原反应计算题解题方法1、 关系式法所谓关系式法，就是根据化学概念、物质组成、化学反应方程式中有关物质的有关数量之间的关系，建立起已知和未知之间的关系式，然后根据关系式进行计算。利用关系式的解题，可使运算过程大为简化。其中包括守恒法。所谓“守恒”就是以化学反应过程中存在的某些守恒关系如质量守恒、元素守恒、得失电子守恒，电荷守恒等。运用守恒法解题可避免在纷纭复杂得解题背景中寻找关

14、系式，提高解题的准确度。例1、有一在空气中放置了一段时间的KOH固体，经分析测知其含水2.8%、含K2CO337.3% 取1g该样品投入25mL2molL的盐酸中后，多余的盐酸用1.0molLKOH溶液30.8mL恰好完全中和，蒸发中和后的溶液可得到固体的质量为多少？【解析】 本题化学反应复杂，数字处理烦琐，所发生的化学反应：KOHHClKClH2O，K2CO32HCl=2KClH2OCO2若根据反应通过所给出的量计算非常繁琐。但若根据Cl守恒，便可以看出：蒸发溶液所得KCl固体中的Cl，全部来自盐酸中的Cl，即：生成的n(KCl)=n(HCl)0.025L×2mol/L m(KCl

15、)=0.025L×2mol/L×74.5g/mol=3.725g 例2 将纯铁丝5.21g溶于过量稀盐酸中，在加热条件下，用2.53gKNO3去氧化溶液中Fe2，待反应后剩余的Fe2离子尚需12mL0.3mol/LKMnO4溶液才能完全氧化，则KNO3被还原后的产物为 ( )A、N2B、NO C、NO2 D、NH4NO3 【解析】 根据氧化还原反应中得失电子的总数相等，Fe2变为Fe3失去电子的总数等于NO3和MnO4得电子的总数.设n为KNO3的还原产物中N的化合价，则 (5.21g÷56g/moL)×(32) =0.012L×0.3mol/

16、L×(72)(2.53g÷101g/mol)×(5n)解得 n=3 故KNO3的还原产物为NO。 答案为(B)2、 差值法差值法依据：化学反应前后的某些变化找出所谓的理论差量(固体质量差、溶液质量差、气体体积差、气体物质的量之差等)，与反应物或生成物的变化量成正比而建立的一种解题方法。差值法解题方法：此法将“差值”看作化学方程式右端的一项，将已知差量(实际差量)与化学方程式中的对应差量(理论差量)列成比例，其他解题步骤与按化学方程式列比例或解题完全一样。例1、将质量为m1的NaHCO3固体加热分解一段时间后，测得剩余固体的质量为m2. (1)未分解的NaHCO3的

17、质量为。(2)生成的Na2CO3的质量为。(3)当剩余的固体的质量为，可以断定NaHCO3已完全分解。 例2、向50gFeCl3溶液中放入一小块Na，待反应完全后，过滤，得到仍有棕黄色的溶液45.9g，则投入的Na的质量为 A、4.6g B、4.1g C、6.9g D、9.2g 【解析】 Na投入到FeCl3溶液发生如下反应 6Na2FeCl36H2O=6NaCl2Fe(OH)33H2若2mol FeCl3与6molH2O反应，则生成6molNaCl，溶液质量减少82g，此时参加反应的Na为6mol；现溶液质量减少4.1g，则参加反应Na应为0.3moL，质量应为6.9g。答案为(C) 例3、

18、在空气中将无水的硝酸铜和铜粉的混合物灼烧后(即生成CuO)，所得物质的质量与原混合物的质量相等，求原混和物中硝酸铜的百分含量。3、 分析讨论法分析和计算结合的题，是一种十分流行的习题类型。这类题中的条件隐蔽得很巧妙，从题中给出的条件解题，往往觉得缺乏一些直接条件或似乎无解，只有通过反复推敲、周密分析，找出暗藏在字里行间的间接条件，才有获得的希望。例1、通常情况下，CO和O2混合气体mL，用电火花引燃，体积变为 nL(前后条件相同)。(1)试确定混合气体中CO和O2的体积用V(CO)，V(O2)表示。(2)当反应的气体密度在相同条件下为H2密度的15倍时，试确定气体的成分。 平均摩尔质量M=d*

19、M(H2)=30依平均值规律：Mmin M Mmax,而M(O2)=32,M(CO)=28, M(CO2)=44故混合气体只能是CO和CO2(由于有CO2,而且CO和O2只有一种或全无)。4、平均值法平均值法是巧解混合问题的一种常见的有效方法。平均值法规律：混合物的平均相对分子质量、元素的质量分数、平均相对原子质量、生成的某指定物质的量总是介于组份的相应量的最大值和最小值之间。解题方法：解题时首先计算平均分子式或平均相对原子质量，再用十字交叉法计算出各成分的物质的量之比。例1、某物质A在一定条件下加热分解，产物都是气体。分解方程式为2AB2C2D。测得生成的混合气体对氢气的相对密度为d，则A的

20、相对分子质量为多少？【解析】平均mol尔质量MM(B)2M(C)2M(D)5有Md·M(H2)d·2g/mol则M(B)2M(C)2M(D)5M10dg/mol又根据质量守恒定律，得2mol M(A)1mol M(B)2mol M(C)2mol M(D)所以 M(A)5d g/mol，Mr(A)5d例3、现需59的硫酸(密度1.1g/mL)，但实验室有98的硫酸(密度1.84g/mL)和15的硫醚(密度1.1g/mL)。问应按怎样的体积比混合这两种酸才能得到95的硫酸？【解析】 98的硫酸与15的硫酸混和时的质量比为4439，因此混和时的体积比为：练1、取一定量Na2CO3

21、和Na2SO4的混合物溶液与过量盐酸反应，生成2.016 L CO2(标准状况下)，然后加入足量的Ba(OH)2溶液，得到沉淀的质量为2.33 g。试计算混合物中Na2CO3和Na2SO4的物质的量分别为多少？解：2HCl Na2CO3 2NaCl H2O CO2 1 mol 22.4 L n(Na2CO3) 2.016 L n(Na2CO3)0.09 mol Ba(OH)2 Na2SO4 BaSO4 2 NaOH 1 mol 233 g n(Na2SO4) 2.33 g n(Na2SO4)0.01 mol 练2、将6 g 铁粉加入200 mL Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液中，充分

22、反应得到200 mL 0.5 mol /L FeSO4溶液和5.2 g固体沉淀物。试计算：(1)反应后生成铜的质量；(2)原Fe2(SO4)3溶液的物质的量浓度。解：Fe Fe2(SO4)3 3FeSO4 m 1 mol 1 mol 3 mol 56 g n1 n1 3 n1 Fe CuSO4 FeSO4 Cu m 1 mol 1 mol 1 mol 64 g56 g8 g n2 n 2 n 2 3n1n20.5 mol /L×0.2 L0.1 mol56n1 g / mol8n2 g / mol6 g5.2 g0.8 gn10.02 mol n20.04 molm(Cu)0.04

23、mol×64 g / mol2.56 gFe2(SO4)3物质的量浓度0.02 mol / 0.2 L0.1 mol /L练习题1化工厂常用浓氨水检验管道是否漏氯气，化学方程式为：3Cl28NH36NH4ClN2，当生成160.5 g NH4Cl时，被氧化的氨水(含NH3 30，密度为0.892 gcm3)的体积为 ( B ) A. 508.2 mL B. 63.5 mL C. 254.1 mL D. 127.0 mL 2m g铁屑与含有n gHNO3的溶液恰好完全反应，若mn13，则起氧化剂作用的HNO3的质量为 ( BC ) A. m g B. g C. g D. g 3某金属单

24、质跟一定浓度的的硝酸反应，假定只产生单一的还原产物。当参加反应的单质与被还原硝酸的物质的量之比为21时，还原产物是(MCE97.24) ( C ) A. NO2 B. NO C. N2O D. N2 4在反应8NH33Cl26NH4ClN2中，被氧化的氨和未被氧化的氨的质量比是 ( B ) A. 31 B. 13 C. 11 D. 385某氮的氧化物和一氧化碳在催化剂的作用下充分反应，生成氮气和二氧化碳。若测得氮气和二氧化碳的物质的量之比为12，则该氮的氧化物是 ( B ) A. N2O B. NO C. NO2 D. N2O5 6在NO2被水吸收的反应中，发生还原反应和氧化反应的物质，其质量

25、比为 ( C ) A. 31 B. 13 C. 12 D. 21(MCE92.12) 7在反应5NH4NO3 2HNO34N29H2O中发生氧化反应的氮原子与发生还原反应的氮原子的物质的量之比(北师88.31) ( B ) A. 35 B. 53 C. 58 D. 54 8单质磷和浓氢氧化钾溶液共热时，生成磷化氢和次磷酸钾(KH2PO2)，反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比是 ( D ) A. 11 B. 53 C. 31 D. 13 9某含氧酸的钾盐(正盐)，其化学式中有a个氧原子，所含另一种6价元素R的原子个数为b，则0.5 mol该盐中K+的物质的量是 ( D ) A. (ab) mol

26、 B. (2ab) mol C. (6a2b) mol D. (a3b) mol 10向50 mL 18 mol·L1 H2SO4溶液中加入足量的铜片并加热。充分反应后，被还原的H2SO4的物质的量(MCE97.13) ( A ) A. 小于0.45 mol B. 等于0.45 mol C. 在0.45 mol和0.90 mol之间 D. 大于0.90 mol 1124 mL浓度为0.05 mol / L的Na2SO3溶液，恰好与20 mL浓度为0.02 mol / L的K2Cr2O7溶液完全反应，则元素Cr在被还原的产物中的化合价是(MCE95.23) ( B )A. 6 B. 3

27、 C. 2 D. 0 12将9.60×104 mol XO4在溶液中还原到较低价态，需用24 mL 0.100 molL 的H2O2溶液，则X元素的化合价变为 ( B ) A. +1 B. +2 C. +3 D. +413根据3BrF35H2OHBrO3Br29HFO2­反应，可推知每3 molBrF3中被水所还原的BrF3的物质的量是 ( B )A. 1 mol B. 1.33 mol C. 2 mol D. 3 mol解析：3 molBrF3中有BrF3作氧化剂，BrF3作还原剂，BrF3被水和BrF3所还原，其中，被水还原的占，3×× =1.33

28、mol。14有关3BrF35H2OHBrO3Br29HFO2­反应的叙述正确的是 ( CD )A. 还原剂和氧化剂的物质的量之比为53B. HBrO3和HF是还原产物C. 生成1 mol O2，转移了6 mol电子D. O2的氧化性比BrF3弱15已知：11P460CuSO496H2O20Cu3P24H3PO460H2SO4，若有9 mol的CuSO4参加反应，则被硫酸铜氧化的磷有 ( B )A. mol B. mol C. mol D. mol解析：有3 mol P4被5 mol P4氧化，有3 mol P4被60 mol CuSO4氧化，×9 mol。16白磷、硫酸铜和

29、水反应，生成磷化亚铜、磷酸和硫酸。在此反应中，氧化剂硫酸铜和作为氧化剂的P的物质的量之比为 ( A )A. 31 B. 1511 C. 52 D. 13解析：其实，从Cu3P可知，CuP31。17对反应：CuSO4FeS2H2O Cu2SFeSO4H2SO4，下列说法正确的是( AB )A. 氧化剂只有CuSO4B. FeS2既是氧化剂又是还原剂C. 被氧化的硫和被还原的硫的质量比为37D. 1 mol CuSO4可氧化 mol的硫解析：本题首先是配平，主要是对S的化合价的升高及降低的处理，可把FeS2分解为FeS·S，18在xR2+yH+O2mR3+nH2O的离子反应中，化学计量数m的值为 ( B )A. 2x B. 4 C. D. 2解析：xR2+mR3+，O22O2，xm4，应选B。 19下