高中化學氧化還原反應的配平的方法分析

時間：2017-10-24 14:02:00 夏萍1132由分享

　　在化學的學習中，學生需要配平氧化還原反應的方程式，下面學習啦的小編將為大家?guī)砜焖倥淦窖趸€原反應的方法介紹，希望能夠幫助到大家。

　　高中化學氧化還原反應的配平的方法

　　一、電子守恒法

　　1、配平原理

　　發(fā)生氧化還原反應時，還原劑失去電子、氧化劑得到電子。因為整個過程的本質(zhì)好比是還原劑把電子給了氧化劑，在這一失一得之間，電子守恒。故根據(jù)還原劑失去電子的數(shù)目和氧化劑得到電子的數(shù)目相等，結(jié)合二者化合價的改變情況，可以分別把氧化劑、還原劑的計量數(shù)計算出來，這樣整個氧化還原反應就順利配平了。

　　2、方法和步驟

　?、贅顺霭l(fā)生變化的元素的化合價，并確定氧化還原反應的配平方向。

　　在配平時，需要確定先寫方程式那邊物質(zhì)的計量數(shù)。有時先寫出方程式左邊反應物的計量數(shù)，有時先寫出方程式右邊生成物的計量數(shù)。一般遵循這樣的原則：

　　自身氧化還原反應→ 先配平生成物的計量數(shù);

　　部分氧化還原反應 → 先配平生成物的計量數(shù);

　　一般的氧化還原反應→既可先配平生成物的計量數(shù)，也可先配平反應物的計量數(shù)。

　?、诹谐龌蟽r升降的變化情況。當升高或降低的元素不止一種時，需要根據(jù)不同元素的原子個數(shù)比，將化合價變化的數(shù)值進行疊加。

　　③根據(jù)電子守恒配平化合價變化的物質(zhì)的計量數(shù)。

　　④根據(jù)質(zhì)量守恒配平剩余物質(zhì)的計量數(shù)。最終并根據(jù)質(zhì)量守恒檢查配平無誤。

　　3、實戰(zhàn)演練

　　+7 -1 0 +2

　?、?KMnO4+HCl ___________ Cl2+MnCl2+KCl+H2O

　　標出化合價，因該反應是部分氧化還原反應，故確定先配平生成物Cl2和MnCl2，同時列出化合價升降情況，配平化合價變化的物質(zhì)Cl2和MnCl2的計量數(shù)。

　　+7 +2

　　降低Mn → Mn 5e ×

　　-1 0

　　升高Cl → Cl2 2e × 5

　　所以先配平為 KMnO4+HCl

　　5Cl2+2MnCl2+KCl+H2O

　　再根據(jù)質(zhì)量守恒配平剩余的物質(zhì)，并根據(jù)質(zhì)量守恒檢查配平無誤。最終配平結(jié)果為

　　2KMnO4+16HCl =5Cl2+2MnCl2+2KCl+8H2O

　　-3 +6 0 +4

　?、?(NH4)2SO4 __________ NH3+N2+SO2+H2O

　　標出化合價，因該反應是自身氧化還原反應，故確定先配平生成物N2和S2 ，同時列出化合價升降的情況，配平化合價變化的物質(zhì)N2和SO2的計量數(shù)。

　　+6 　　+4

　　降低S → S 2e × 3

　　-3 0

　　升高N N2 6e × 1

　　所以方程式先配平為 (NH4)2SO4 ___________ NH3+1N2+3SO2+H2O

　　再根據(jù)質(zhì)量守恒配平剩余的物質(zhì)，并根據(jù)質(zhì)量守恒檢查配平無誤。最終配平結(jié)果為

　　3(NH4)2SO4 =4NH3+1N2+3SO2+6H2O

　　+1-2 +5 +2 +6 +2

　?、?Cu2S+HNO3

　　Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2O

　　標出化合價，因該反應是部分氧化還原反應，故確定先配平生成物Cu(NO3)2 、H2SO4和NO，同時列出化合價升降的情況，配平化合價變化的物質(zhì)Cu(NO3)2 、H2SO4和NO的計量數(shù)。(因為Cu和S的化合價均升高，且它們來自于反應物Cu2S ，Cu和S的原子個數(shù)比為2：1，按此比例疊加化合價變化數(shù)目)

　　+5 　+2

　　降低N

　　N 3e × 10

　　-2 +6

　　升高S

　　+1 +2 10e × 3

　　2Cu

　　2Cu 所以方程式先配平為Cu2S+HNO3

　　6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+H2O

　　再根據(jù)質(zhì)量守恒配平剩余的物質(zhì)，并根據(jù)質(zhì)量守恒檢查配平無誤。最終配平結(jié)果為

　　3Cu2S+22HNO3 =6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+8H2O

　　〔練一練〕配平下列氧化還原反應方程式。

　　1. FeS2+O2

　　SO2+Fe2O3 2. FeS+H2SO4

　　Fe 2 (SO4)3+SO2+H2O+S 3. Ag NO3

　　Ag+NO2+O2

　　二、待定系數(shù)法

　　1、配平原理

　　質(zhì)量守恒定律告訴我們，在發(fā)生化學反應時，反應體系的各個物質(zhì)的每一種元素的原子在反應前后個數(shù)相等。通過設出未知數(shù)(如x、y、z等均大于零)把所有物質(zhì)的計量數(shù)配平，再根據(jù)每一種元素的原子個數(shù)前后相等列出方程式，解方程式(組)。計量數(shù)有相同的未知數(shù)，可以通過約分約掉。

　　2、方法和步驟

　　對于氧化還原反應，先把元素化合價變化較多的物質(zhì)的計量數(shù)用未知數(shù)表示出來，再利用質(zhì)量守恒吧其他物質(zhì)的計量數(shù)也配平出來，最終每一個物質(zhì)的計量數(shù)都配平出來后，根據(jù)某些元素的守恒，列方程解答。

　　3、實戰(zhàn)演練(將以上所列出的方程式一一利用待定系數(shù)法配平)

　?、?KMnO4+HCl

　　Cl2+MnCl2+KCl+H2O

　　因為錳元素和氯元素的化合價變化，故將Cl2和MnCl2的計量數(shù)配平，分別為x、y ，再根據(jù)質(zhì)量守恒將其他物質(zhì)配平，即配平為

　　yKMnO4+(3y+2x)HCl=xCl2+yMnCl2+yKCl+4yH2O ，最后根據(jù)氫元素守恒，列出x和y的關(guān)系式：3y+2x=8y，得出2.5y=x ，把方程式中的x都換成y ，即

　　yKMnO4+8yHCl=2.5yCl2+yMnCl2+yKCl+4yH2O ，將x約掉，并將計量數(shù)變?yōu)檎麛?shù)，故最終的配平結(jié)果為

　　2KMnO4+16HCl =5Cl2+2MnCl2+2KCl+8H2O。

　?、?(NH4)2SO4

　　NH3+N2+SO2+H2

　　因為氮元素和硫元素的化合價變化，故將N2和SO2的計量數(shù)配平，分別為x、y ，再根據(jù)質(zhì)量守恒將其他物質(zhì)配平，即配平為y(NH4)2SO4 =(2y-2x)NH3+xN2+ySO2+(y+3x)H2O ，最后根據(jù)氧元素守恒，列出x和y的關(guān)系式：

　　4y=2y+y+3x，得出3x=y ，把方程式中的y都換成x ，即3x(NH4)2SO4 =4xNH3+xN2+3xSO2+6xH2O ，將x約掉，故最終的配平結(jié)果為

　　3(NH4)2SO4 =4NH3+1N2+3SO2+6H2O。

　?、?Cu2S+HNO3 __________ Cu(NO3)2+H2SO4+NO+H2O

　　因為氮元素和銅元素、硫元素的化合價變化，故將Cu2S和HNO3的計量數(shù)配平，分別為x、y ，再根據(jù)質(zhì)量守恒將其他物質(zhì)配平，即配平為

　　xCu2S+yHNO3 =2xCu(NO3)2+xH2SO4+(y-4x)NO+(2y-12x)H2O ，最后根據(jù)氫元素守恒，列出x和y的關(guān)系式：y=2x+4y-24x，得出

　　x=y ，把方程式中的y都換成x ，即xCu2S+

　　xHNO3 =2xCu(NO3)2+xH2SO4+

　　xNO+

　　xH2O，將x約掉，并將計量數(shù)變?yōu)檎麛?shù)，故最終的配平結(jié)果為3Cu2S+22HNO3 =6Cu(NO3)2+3H2SO4+10NO+8H2O。

　　高中化學的有機物分析式確定的計算方法介紹

　　1、確定元素的組成

　　一般來說，有機物完全燃燒后，各元素對應的產(chǎn)物為C→CO2，H→H2O。若有機物完全燃燒后的產(chǎn)物只有CO2和H2O，則其組成的元素可能為C、H或C、H、O。欲判斷該有機物是否含有氧元素，首先應求出產(chǎn)物中CO2中的碳元素質(zhì)量及H2O中的氫元素的質(zhì)量，然后將這兩種元素的質(zhì)量相加，再和原有機物的質(zhì)量進行比較，若相等，則原有機物中不含氧元素，若不相等則原有機物中必定含有氧元素。

　　2、確定分子式

　　在確定有機物的組成元素之后，接下來根據(jù)題目條件來最終確定這幾種元素構(gòu)成的物質(zhì)的分子式。在確定分子式進行計算的時候，通?？梢圆捎靡韵聨追N計算方法。

　　方法一、實驗式法(即最簡式法)

　　根據(jù)有機物的分子式為最簡式的整數(shù)倍，利用其相對分子質(zhì)量及求得的最簡式便可

　　確定其分子式。如烴的最簡式求法為：

　　例1：某含C、H、O三元素的有機物，其C、H、O的質(zhì)量比為6：1：8，該有機物蒸汽的密度是相同條件下的H2密度的30倍，求該有機物的分子式。

　　【解析】該有機物中的原子個數(shù)比為

　　故其實驗式為CH2O，設其分子式為(CH2O)n，根據(jù)題意得：。

　　則該有機物的分子式為C2H4O2。

　　方法二、單位物質(zhì)的量法

　　根據(jù)題目中的已知條件，確定有機物的元素組成后，直接求出1mol該有機物中各元素原子的物質(zhì)的量，即可推算出分子式。若給出一定條件下該有機物氣體的密度(或相對密度)及各元素的質(zhì)量分數(shù)，則求解分子式的基本途徑為：密度(或相對密度)→M→1mol有機物氣體中各元素原子的物質(zhì)的量→分子式。

　　例2：6.2 g某有機物A完全燃燒后，生成8.8 g CO2和5.4 g H2O，并測得該有機物的蒸汽與H2的相對密度是31，求該有機物的分子式。

　　【解析】分別根據(jù)C、H的質(zhì)量守恒求得A中的C、H質(zhì)量分別為

　　m(C)=2.4 g， m(H)=0.6 g

　　m(C)+ m(H)= 3 g<6.2 g

　　所以有機物A中含有O元素，且m(O)=6.2 g-3 g=3.2 g。

　　因為M(A)=31×2 g/mol=62 g/mol，故1 mol A中各元素原子的物質(zhì)的量

　　則該有機物的分子式為C2H6O2。

　　方法三、列方程組法

　　若已知有機物的元素組成，則可直接設1個分子中所含各元素原子的個數(shù)分別為x、y、z，即設出有機物的分子式。如有機物中含有C、H或C、H、O元素的時候可以假設該有機物的分子式為CxHyOz，根據(jù)題設條件列方程組解得x、y、z，即可求出該有機物的分子式(當z=0的時候該有機物不含氧，否則含有氧元素)。

　　例3：0.2 mol某有機物和0.4 mol O2在密閉容器中燃燒后的產(chǎn)物為CO、CO2和H2O(g)，產(chǎn)物通過濃硫酸后，濃硫酸增重10.8 g，再通過灼熱的CuO，充分反應后，CuO的質(zhì)量減輕3.2 g，最后剩余氣體通過堿石灰被完全吸收，堿石灰的質(zhì)量增加17.6 g。試求該有機物的分子式。

　　【解析】根據(jù)濃硫酸增重10.8 g，得出m(H2O)=10.8 g，根據(jù)通過灼熱CuO減輕3.2g，由方程式利用差量法可知m(CO)=5.6 g，根據(jù)通過堿石灰增重17.6 g可知總的CO2質(zhì)量為17.6 g，即可計算出燃燒所得到的CO2質(zhì)量

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