如何快速配平氧化還原反應

 一、電子守恆法

  1、配平原理

  發生氧化還原反應時,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,電子守恆。故根據還原劑失去電子的數目和氧化劑得到電子的數目相等,結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

  ①標出發生變化的元素的化合價,並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的計量數。有時先寫出方程式左邊反應物的計量數,有時先寫出方程式右邊生成物的計量數。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;

  部分氧化還原反應 → 先配平生成物的計量數;

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

  ②列出化合價升降的變化情況。當升高或降低的元素不止一種時,需要根據不同元素的原子個數比,將化合價變化的數值進行疊加。

  ③根據電子守恆配平化合價變化的物質的計量數。

  ④根據質量守恆配平剩餘物質的計量數。最終並根據質量守恆檢查配平無誤。

  3、實戰演練

  +7 -1 0 +2

  ⑴ 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Cl2和MnCl2的計量數。

  +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

  再根據質量守恆配平剩餘的物質,並根據質量守恆檢查配平無誤。最終配平結果為

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

  -3 +6 0 +4

  ⑵ ***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SO2 ,同時列出化合價升降的情況,配平化合價變化的物質N2和SO2的計量數。

  +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

  再根據質量守恆配平剩餘的物質,並根據質量守恆檢查配平無誤。最終配平結果為

  3***NH4***2SO4 =4NH3+1N2+3SO2+6H2O

  +1-2 +5 +2 +6 +2

  ⑶ 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Cu***NO3***2 、H2SO4和NO的計量數。***因為Cu和S的化合價均升高,且它們來自於反應物Cu2S ,Cu和S的原子個數比為2:1,按此比例疊加化合價變化數目***

  +5  +2

  降低N  N 3e × 10

  -2 +6

  升高S S

  +1 +2 10e × 3

  2Cu 2Cu

  所以方程式先配平為Cu2S+HNO3  6Cu***NO3***2+3H2SO4+10NO+H2O

  再根據質量守恆配平剩餘的物質,並根據質量守恆檢查配平無誤。最終配平結果為

  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 Fe2***SO4***3+SO2+H2O+S

  3. Ag NO3 Ag+NO2+O2

  二、待定係數法

  1、配平原理

  質量守恆定律告訴我們,在發生化學反應時,反應體系的各個物質的每一種元素的原子在反應前後個數相等。通過設出未知數***如x、y、z等均大於零***把所有物質的計量數配平,再根據每一種元素的原子個數前後相等列出方程式,解方程式***組***。計量數有相同的未知數,可以通過約分約掉。

  2、方法和步驟

  對於氧化還原反應,先把元素化合價變化較多的物質的計量數用未知數表示出來,再利用質量守恆吧其他物質的計量數也配平出來,最終每一個物質的計量數都配平出來後,根據某些元素的守恆,列方程解答。

  3、實戰演練***將以上所列出的方程式一一利用待定係數法配平***

  ⑴ 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的計量數配平,分別為x、y ,再根據質量守恆將其他物質配平,即配平為

  yKMnO4+***3y+2x***HCl=xCl2+yMnCl2+yKCl+4yH2O ,最後根據氫元素守恆,列出x和y的關係式: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,並將計量數變為整數,故最終的配平結果為

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

  ⑵ ***NH4***2SO4 NH3+N2+SO2+H2O

  因為氮元素和硫元素的化合價變化,故將N2和SO2的計量數配平,分別為x、y ,再根據質量守恆將其他物質配平,即配平為y***NH4***2SO4 =***2y-2x***NH3+xN2+ySO2+***y+3x***H2O ,最後根據氧元素守恆,列出x和y的關係式:

  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,故最終的配平結果為

  3***NH4***2SO4 =4NH3+1N2+3SO2+6H2O。

  ⑶ 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的計量數配平,分別為x、y ,再根據質量守恆將其他物質配平,即配平為

  xCu2S+yHNO3 =2xCu***NO3***2+xH2SO4+***y-4x***NO+***2y-12x***H2O ,最後根據氫元素守恆,列出x和y的關係式: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,並將計量數變為整數,故最終的配平結果為3Cu2S+22HNO3 =6Cu***NO3***2+3H2SO4+10NO+8H2O。