高中化学氧化还原反应方程式的配平技巧

摘 要：掌握氧化还原反应方程式的配平技巧，不仅可以帮助我们更好地理解化学反应的内在机理，而且在解决实际问题时也会更加得心应手.文章从理解氧化还原反应的本质、确定氧化数、使用半反应法配平等方面，为大家提供氧化还原反应方程式的配平技巧，帮助大家更好地掌握这一重要化学知识点.

关键词：氧化还原；解题；高中化学

中图分类号：G632"" 文献标识码：A"" 文章编号：1008-0333（2024）34-0124-03

收稿日期：2024-09-05

作者简介：昌青（1992.9—），男，江苏省淮安人，硕士，中学一级教师，从事高中化学教学研究.

化学方程式的配平是化学学习中的基础技能，尤其在学习氧化还原反应时，掌握好配平技巧尤为重要[1].学生在配平氧化还原反应方程式时，常常会感到困惑和挫败，但只要掌握了正确的方法和技巧，就能够有效地解决这个问题.

1 正向配平

正向配平法是一种直接从反应物出发，向生成物方向进行配平的方法.这种方法首先识别反应中的氧化剂和还原剂；然后确定各自的氧化数变化，接着使用半反应法来分别配平氧化半反应和还原半反应；最后，通过调整系数使得电子的得失相等，从而实现整个反应方程式的配平.这种方法直观且符合从反应物到生成物的自然逻辑，特别适用于直接反应过程明确、结构相对简单的反应方程式的配平.

例1 H2S+HNO3 S↓+NO↑+H2O

解析 配平步骤如下：

第一步：标变价

H2S-2+HN+5O3—S0↓+N+2O↑+H2O

第二步：列变化

H2S-2+HN+5O3—S0↓+N+2O↑+H2O

↑2" ↓3

第三步：求总数

H2S-2+HN+5O3—S0↓+N+2O↑+H2O

↑2×3 ↓3×2

第四步：定系数

3H2S+2HNO33S↓+2NO↑+4H2O

第五步：查守恒，通过O原子守恒来验证方程式配平是否正确.

例2 请配平SO2+H2S-S↓+H2O

第一步：标变价

S+4O2+H2S-2—S0↓+H2O

第二步：列变化

S+4O2+H2S-2—S0↓+H2O

↓4 ↑2

第三步：求总数

S+4O2 + H2S-2—S0↓+H2O

↓4×1 ↑2×2

第四步：定系数

SO2+2H2S3S↓+2H2O

第五步：查守恒，通过O原子守恒来验证方程式配平是否正确.

评析：正向配平适用于氧化剂与还原剂相对独立的反应中，如例1中的常见氧化还原反应类型和例2中的归中反应.

2 逆向配平

逆向配平法则是从生成物出发，向着反应物方向进行配平的方法.这种方法在某些情况下更为有效，通过分析生成物中元素的组成和来源的反应物，逆向推理出必要的反应物和它们的比例.

例3 请配平

Cu+HNO3（稀）-Cu（NO3）2+NO↑+H2O

解析 配平步骤如下：

第一步：标变价

Cu0+

HN+5O3（稀）——

Cu+2（NO3）2+

N+2O+H2O

第二步：列变化

Cu0+

HN+5O3（稀）——

Cu+2（NO3）2+

N+2O+H2O

↑2↓3

第三步：求总数Cu0+

HN+5O3（稀）——

Cu+2（NO3）2+

N+2O+H2O

↑2×3↓3×3

第四步：定系数

3Cu+8HNO3（稀）

3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O

第五步：查守恒，通过O原子守恒，来验证方程式配平是否正确.

例4 请配平Cl2+KOH—KCl+KClO3+H2O

解析 配平步骤如下：

第一步：标变价

Cl20+KOH——KCl-1+KCl+5O3+H2O

第二步：列变化

Cl20+KOH——KCl-1+KCl+5O3+H2O

↓1↑5

第三步：求总数

Cl20+KOH——KCl-1 + KCl+5O3+H2O

↓1×5" ↑5×1

第四步：定系数

3Cl2+6KOH5KCl+KClO3+3H2O

第五步：查守恒，通过O原子守恒，来验证方程式配平是否正确.

评析：逆向配平适用于反应物部分发生氧化还原，如例3或者氧化剂与还原剂是同一种物质的反应，例4中的歧化反应.对于该类反应，因为反应物和生成物的关系并不是简单的一对一关系，如果采用正向配平可能会比较困难.

3 整体总价法（零价法）

对于有些方程式中的物质存在一个问题，既不好确定化合物中各个原子的正负及数值大小，甚至有些物质还存在分数的问题，或是不能标化合价的，或者不知道算不算化合物，此时运用零价法，解题更为便捷.

例5 请配平FeS2+O2SO2+Fe2O3

解析 先判断氧化剂和还原剂，氧化剂为氧分子，还原剂为FeS2，但无法准确标出还原剂中各元素的价态，适合运用整体总价法（零价法）技巧进行配平.

配平步骤如下：

第一步：归零标变价

FeS20+O02S+4O2-2+Fe+32O3-2

第二步：列变化

FeS20+O02S+4O2-2+Fe+32O3-2

↑11 ↓4

第三步：求总数

FeS20 + O02S+4O2-2+Fe+32O3-2

↑11×4 ↓4×11

第四步：定系数

4FeS2+11O28SO2+2Fe2O3

第五步：查守恒，通过O原子守恒，来验证方程式配平是否正确.

例6 请配平

CuFeS2+O2+H2SO4

CuSO4+Fe）2（SO4）3+H2O

解析 先判断氧化剂和还原剂，氧化剂为氧分子，还原剂为CuFeS2，但无法准确标出还原剂中各元素的价态，适合运用整体总价法（零价法）技巧进行配平.

配平步骤如下：

第一步：归零标变价

CuFe0S2+O20+H2SO4

CuSO4+2+6-2+Fe+32（SO+6-24）3+H2O-2

第二步：列变化

CuFe0S2 + O20+H2SO4

2+3+2×6=17↑2×2=4↓

CuSO4+2+6-2+Fe+32（SO+6-24）3+H2O-2

第三步：求总数

CuFe0S2+O20+H2SO4

↑17×4↓4×17

CuSO4+2+6-2+Fe+32（SO+6-24）3+H2O-2

第四步：定系数

4CuFeS2+17O2+2H2SO4

4CuSO4+2Fe2（SO4）3+3H2O

第五步：查守恒，通过O原子守恒，来验证方程式配平是否正确.

评析：当某一化合物中元素的化合价不明显，可根据化合物中各元素化合价之和为零的原则，假设该化合物中各元素化合价均为零价，再利用常规的得失电子守恒法进行配平.

4 缺项配平

例7 高锰酸钾和热的稀硫酸酸化的Na2C2O4反应，生成Mn2+和CO2，请写出离子反应方程式.

解析 配平步骤如下：

第一步：按照“氧化剂+还原剂→还原产物+氧化产物”的形式，初步写出反应方程式并标记出价态

Mn+7O-4+C+32O2-4→Mn+22++CO+42↑

第二步：配平上述四种物质

（1）列变化

Mn+7O-4+C+32O2-4→Mn+22++CO+42↑

↓5↑1×2

（2）求总数

Mn+7O-4+C+32O2-4→Mn+22++CO+42↑

↓5×2↑2×5

（3）定系数

2MnO-4+5C2O2-4→2Mn2++10CO2↑

第三步：配缺项

反应在硫酸中进行，故在左边补充H+，右边补充H2O，即2MnO-4+5C2O2-4+H+2Mn2++10CO2↑+H2O.

第四步：配平缺项

依据电荷守恒及H、O原子守恒配平，即

2MnO-4+5C2O2-4+16H+△

2Mn2++10CO2↑+8H2O.

评析对于缺项型的氧化还原反应方程式，首先需要根据信息，判断出氧化剂、还原剂及其相应产物，然后配平相关物质的化学计量法，最后根据电荷守恒和反应物的酸性和碱性，补充H+、OH-和H2O等进行配平.

5 结束语

对于不同的反应式，需要根据反应的类型，选择不同的配平技巧.教师在进行讲解时，可以将其分解成几个简单的步骤，逐步讲解和演示如何配平，让学生在头脑中形成清晰的解题思路.

参考文献：

［1］赵云凤.聚焦氧化还原反应常考的方向[J].高中数理化，2023（14）：43-44.

［责任编辑：季春阳］