氧化还原反应及其配平方法

覃文渊 河 池

摘 要：把握氧化还原反应的概念，识记氧化还原反应的规律，掌握氧化还原反应的配平原则及技巧，使氧化还原反应的配平迎刃而解。

关键词：氧化还原反应；概念；规律；原则；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学生在学习时感到非常吃力。事实上，只要我们清晰地把握氧化还原反应的配平原则、一般方法和特殊技巧，结合少量的练习，就可以使氧化还原反应的配平迎刃而解。

一、五对概念

在氧化还原反应中，有五对既相对立又相联系的概念。它们的名称和相互关系如下图所示：

二、五条规律

1.电子守恒定律

在任意的一个氧化还原反应中，都必然存着电子的转移与化合价的改变。氧化还原反应的本质其实是电子从一处转移到另一处。在整个反应的过程中，电子的总数是不变的。因而，失电子总数与得电子总数相等，化合价升高总数与降低总数必然是相等的。

2.强弱律

氧化还原反应可以简单地表示为：氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物。其中，还原性：还原剂＼>还原产物；氧化性：氧化剂＼>氧化产物。根据“以强制弱”的规律，我们可以用一些氧化性较强的物质制备一些我们需要的氧化性较弱的物质。

3.先后律

有多种物质共同参与到氧化还原反应之中时，应该遵循“强者先反应”的原则。也就是说，在多种氧化剂同时和多种还原剂发生反应时，必然是氧化性强的与还原性强的先发生化学反应。

4.价态律

元素处于最高价时，该元素无法再继续失去电子，只能获得电子，因此只有氧化性；元素处于最低价时，该元素无法再继续获得电子，只能失去电子，因此只有还原性；当元素处于中间价态时，表明该元素不仅可以继续获得电子，还可以失去电子，因此既有氧化性又有还原性。

5.转化律

氧化还原反应中，以元素相邻价态之间的转化最容易；同种元素不相邻价态之间若发生反应，元素的化合价只相靠不交叉；同种元素，相邻价态之间不发生氧化还原反应。应用：分析判断氧化还原反应能否发生及表明电子转移情况。

三、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为还原剂，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=氧化剂得到电子总数，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。

四、配平方法

氧化还原反应的配平是正确书写氧化还原反应方程式的重要步骤，它是高中化学教学中要培养学生的一项基本技能，同时氧化还原反应的配平也一直是高考考查的热点。考查氧化还原反应配平的试题，一般其难度都不低，因此，掌握较好的解题方法，快速、准确地进行配平是解决这类问题的关键。下面介绍几种简单、通用、快速、准确的配平方法。

（一）氧化还原反应常用的配平方法与具体步骤

氧化还原反应的配平通常都是从化学方程式的左边开始向右边配平，其具体的步骤是：

第一，写出氧化还原反应的化学方式。如：

Fe+HCl——FeCl2+H2↑

第二，找出每个原子在化学反应前后的化合价变化与其相应的电子数的得失情况。在上述该氧化还原反应中，Fe原子由0价升高到+2价，失去了两个单位的电子；H原子由+1价降低到0价，得到了两个单子的电子。即：

第三，根据电子得失守恒定律，计算出化合价升高数与化合价降低数的最小公倍数，然后便可以得知氧化剂与还原剂的计量数的具体数值。如：

第四，通过观察即可配平化合价没有改变的原子数目。

（二）氧化还原反应常用的几种配平技巧

如果我们只是简单了掌握氧化还原反应的一般方法与基本原则，在遇到一些较为复杂的氧化还原反应方程式的配平时，会花费相当多的时间，有时甚至无法配平。多掌握一些配平时常用的配平技巧，对我们今后在考试中遇到复杂的方程式配平有着极大的帮助。以下将简单介绍几种常用的配平方法。

（三）具体的配平方法

1.逆向配平法

这种方法主要运用在自身氧化还原反应的配平之中。如：

KClO3——KCl+O2

在该反应中的氧化剂与还原剂都是KClO3，如果按照常规的方法从左边开始配平的话，显然无从下手。如果采用逆向配平法进行配平，那么就很容易完成了。

接下来用最小公倍数法就可以讲将其配平。如：2KCl32KCl+3O2↑

2.单质后配平法

该方法主要应用在有单质参加或者有单质生产的氧化还原反应。如：CH4+O2——CO2+H2O

解析：在该反应中，有氧气单质。我们可以将氧元素的配平放到最后来处理。我们假设CH4的计量数为1，根据C原子守恒，所以CO2的系数也为1。此时，生产物中氧原子个数为3，所以氧气的系数即为。最后把反应物物与生成物均乘以2，便可以配平。

2CH4+3O2——2CO2+2H2O

3.缺项配平法

缺项配平法在考试与习题之中会经常遇到，所缺的项通常是不参与氧化还原反应的，如水、硝酸等，它们主要是一些反应的介质。配平时，我们通常是先将反应物与生成物中的原子进行比较，观察元素的变化情况，反应前后多了什么元素、少了什么元素。主要有以下几种情况：

第一，增加了除氢、氧之外的非金属元素，所缺的通常为酸。

第二，增加的是金属元素，所缺的通常为该金属元素对应的碱。

第三，氧化剂、还原剂以及对应的氧化产物、还原产物都配平后，发现缺少H、O，那么缺的通常为H2O。

例如：Cl2+ ——KCl+KClO3+H2O

解析：从题目我们就能看出，该反应后比反应前多了K元素、H元素、O元素，根据上述说的，我可以断定该缺项为KOH，然后再配平即可。

3Cl+6KOH=5KCl+KClO3+H2O

4.歧化归一法

适用范围：同种元素之间的歧化反应或归一反应。技巧：第三种价态元素之前的系数等于另两种元素价态的差值与该价态原子数目的比值。

例如：Cl2+KOH—KCl+KClO3+H2O

分析：在氧化还原反应中，电子转移只发生在氯元素之间，属于歧化反应。

Cl2+KOH—KCl+KClO3+H2O

Cl2的系数为=3，KCl的系数为5，KClO3的系数为1，故3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O。

5.零价法

某些氧化还原反应的价态变化复杂，某些元素的化合价难以确定，此时可以考虑用“零价法”配平：零价法的要点是基于化合物的形成过程，比如MgO，Mg呈+2价，O呈-2价，在单质Mg与O2化合时，Mg给出了2个电子使O原子得到，Mg变为Mg{2+}，O变为O{2-}，在分子MgO中，电子总数与在Mg与O化合之前是相同的，它们作为一个整体，只是在内部交换了电子而已。所以，可以把O得到的两个电子还给Mg，使得它们的化合价均为零价，这样就有利于我们配平氧化还原方程式了，注意，“零价法”只是一种等效方法，可不是真的把电子还回去了。

当然，配平的方法不只以上说的几种，对于同一氧化还原反应，有时可采用不同的方法来配平，也有时几种方法综合应用。总之，只要我们能掌握以上技巧，配平氧化还原反应方程式会易如反掌。

参考文献：

徐锐.不同介质中氧化还原反应方程式的配平[J].林区教学，1999（02）.