化合价升降配平基本原则

配平步骤

配平方法

例题

练习题

化合价升降配平基本原则

⒈反应前后各元素的原子个数相等，即质量守恒。

⒉氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等，即电子守恒。

⒊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。

配平步骤

⒈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。

⒉列变化：列出反应前后元素化合价的升、降变化值。

⒊求总数：使化合价升高和降低的总数相等。

⒋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。

⒌查守恒：检查方程式两边是否“质量守恒”和“电荷守恒”。

在配平时，是先考虑反应物，还是先考虑生成物，一般有如下规律：

⒈若氧化剂和还原剂中某元素的化合价全部改变，配平宜从氧化剂、还原剂开始，即先考虑反应物。（正向配平）

⒉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）

⒊自身氧化还原反应方程式，宜从生成物开始配平。（逆向配平）

⒋同一反应物中有多种元素变价，可将该物质作为一个整体考虑，即求该物质的一个分子中各变价元素的化合价升、降值的代数和。

配平方法

氧化还原反应方程式的配平方法有：化合价升降法、离子－电子法、待定系数法等；配平技巧有：零价配平法、平均标价法、化整为零法、整体分析法等等。

为使同学们快速灵活地运用“化合价升降法“配平氧化还原反应方程式，本文介绍如下，希望对大家有所启发。

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。

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1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。

试配平 NH4NO3－　HNO3+　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：　+1→0 降1×2价

易得 5NH4NO3 ＝ 2HNO3 + 4N2 + 9H2O

③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。

试配平 S+　Ca(OH)2－　CaSx+　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：

NH4NO3→HNO3：+1→+5　升4×1价

NH4NO3→N2：　+1→0 降2×2价

易得 2(x+1)S + 3Ca(OH)2 ＝ 2CaSx + CaS2O3 + 3H2O

例题

1．一般化学方程式的配平

例１：

+1 -2 +5　+2 +2　+6

Cu2S+HNO3—Cu(NO3)2+NO↑+H2SO4+H2O

【分析】从化合价的变化可知，Cu2S为还原剂，HNO3为氧化剂，氧化剂、还原剂不属于同一种物质，应正向配平，以正向变价元素的原子个数为准来表示价态变化。Cu2S中两个＋1价的Cu变为两个＋2价的Cu化合价升高了2，一个－2价的S变为一个＋6价的S化合价升高了8，共升高了10；而在HNO3中，一个＋5价的N变为＋2价的N化合价降低了3。求最小公倍数使化合价升降总数相等，则Cu2S的系数为3，HNO3的系数为10。这一过程可直观的表示为（“↑“表示化合价的升高，“↓“表示化合价的降低，对应“ד前的数值；“ד后的数值表示含变价元素物质的系数。下同）　+1 +2　2Cu→2Cu ↑2　-1 +6 ↑10×3

S→S ↑8

+5 +2

N→N ↓3×10

所以Cu2S的系数为3，HNO3的系数为10，进而确定氧化产物Cu(NO3)2、H2SO4的系数分别为6和10；再根据质量守恒定律配平其它物质的系数得（注：要把未变价的HNO3加上）：

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

例２：

　-3　+6 +4　0

(NH4)2SO4—NH3↑+SO2↑+N2↑+H2O

【分析】从化合价的变化知：氧化剂、还原剂属于同一种物质，应逆向配平，以逆向物质中变价元素的原子个数为准来表示价态的变化。则有：

+6 +4

S→S ↓2×3

-3 0

2N→2N ↑3×2

可确定SO2的系数为3，N2的系数为1；进而确定(NH4)2SO4的系数为3；最后根据质量守恒配平其它物质的系数得：

3(NH4)2SO4 ＝4NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O

例３：

　-2∕X +2　+3 -2

K2Ox＋FeSO4+H2SO4─K2SO4+Fe2(SO4)3+H2O

【分析】从化合价变化知，氧化剂、还原剂不属于同一中物质，应正向配平。则：

-2∕x -2

xO→xO ↑(2x-2)×1

+2 +3

Fe→Fe ↓1×(2x-2)

可确定K2OX、FeSO4的系数分别为1和（2x-2），进而确定Fe2(SO4)3和H2O的系数分别为（x－1）和x，再根据质量守恒配平其它物质的系数得：

K2OX+(2x-2)FeSO4+xH2SO4═K2SO4+(x-1)Fe2(SO4)3+xH2O

2.氧化还原反应离子方程式的配平

　可先根据化合价升降相等配平含变价元素物质的系数，再根据电荷守恒、质量守恒配平其它物质的系数。

例１：

+7　+4 +6

MnO4-+SO32-+H+─Mn2++SO42-+H2O

【分析】从化合化变化可知：氧化剂、还原剂不属于同一种物质，应正向配平。则：

+7 +2

Mn→Mn↓5×2

+4 +6

S→S↑2×5

可确定的MnO4- SO32- Mn2+ SO42- 系数分别为2、5、2、5；进而根据电荷守恒确定H+的系数为6，最后根据质量守恒确定H2O的系数为3，即：

2MnO4-+5SO32-+6H+ ═2Mn2++ 5SO42-+3H2O

3.缺项方程式的配平

　所谓缺项方程式，即某些反应物或生成物在方程式中未写出，它们一般为水、酸、碱。配平方法是：先根据化合价升降法配平含变价元素物质的系数，再通过比较反应物和生成物，观察增减的原子或原子团来确定未知物，然后根据质量守恒进行配平。

例１：

　-1 +3 +6　-2

H2O2+Cr2(SO4)3+＿＿——K2SO4+K2CrO4+H2O

【分析】从化合价变化可知：氧化剂、还原剂不属于同一种物质，应正向配平。则：

-1 -2

2O→2O ↓2×3

+3 +6

2Cr →2Cr ↑6×1

初步配平可得：3H2O2+Cr2(SO4)3+□─3K2SO4+2K2CrO4+H2O

因为方程式右边有K+，所以左边反应物中必有K+；而K+在水、酸、碱三类物质中只可能在碱KOH中，故所缺物质为KOH；再根据质量守恒配平其它物质的系数得：

3H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH═3K2SO4+2K2CrO4+8H2O

例２：

　+5 -2 0 +4

NO3-+CH3OH─N2↑+CO2↑+H2O+□

【分析】从化合价变化可知：氧化剂、还原剂不属于同一种物质，应正向配平。则：

+5 0

N → N ↓5×6

-2 +4

C → C ↑6×5

可先确定NO3-、CH3OH的系数为6和5，再确定N2、CO2的系数为3和5；因所缺物质为水、酸、碱，根据电荷守恒知，所缺物质为OH-，且其系数为6，最后根据质量守恒配平其它物质的系数得：

6NO3-+5CH3OH═3N2↑+5CO2↑+7H2O+6OH-

练习题

试配平下列氧化还原反应方程式：

1． P+CuSO4+H2O─Cu3P+H3PO4+H2SO4 (提示：逆向配平)

2． Fe3C+HNO3─Fe(NO3)3+CO2↑+NO2↑+H2O（提示：可令C为＋4价，则Fe为＋8/3价）

3． CH≡CH+KMnO4+H2SO4─HCOOH+MnSO4+K2SO4+___

4． RxO42-+MnO4-+H+─RO2++Mn2++H2O

（答案）

1. 11、15、24、5、6、15

2. 1、22、3、1、13、11

3. 5、6、9、10、6、3、4H2O

4. 5、（4X－6）、（12X－8）、5X、（4X－6）、（6X－4）