高校無(wú)機(jī)化學(xué)氧化還原方程式的配平(天津大學(xué)第四版)講義

第四章氧化復(fù)原反響第一節(jié)

氧化復(fù)原反響

方程式的配平氧化數(shù)法離子-電子法

4.1.1氧化數(shù)法1.

氧化數(shù)1970年國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)確定

(IUPAC)

元素的氧化數(shù)是元素的一個(gè)原子的形式荷電數(shù),這個(gè)荷電數(shù)可由假設(shè)把每個(gè)鍵中的電子指定給電負(fù)性較大的原子而求得。定義電負(fù)性是指分子中元素原子吸引電子的能力元素原子吸引電子能力越大,其電負(fù)性越大元素原子吸引電子能力越小,其電負(fù)性越小如

H:Cl電子靠近Cl一邊

電負(fù)性

H<Cl

1.氧化數(shù)

在共價(jià)化合物中,元素的氧化數(shù)等于該元素的原子偏近或偏離的電荷數(shù)。

如

HClCO2

HClCO

氧化數(shù)

+1–1

+4-2定義1.氧化數(shù)定義

在離子化合物中,元素的氧化數(shù)等于該元素的離子電荷。

如

NaClCaSO4CaSONaCl氧化數(shù)

+1–1

+2+6-21.氧化數(shù)

(1)在單質(zhì)中，元素原子的氧化數(shù)為零。規(guī)那么1.氧化數(shù)

規(guī)那么(2)O的氧化數(shù)一般為-2但氟化物如

O2F2OF2

OFOF

氧化數(shù)

+1-1+2-1過(guò)氧化物

H2O2Na2O2

HONaO

氧化數(shù)

+1-1+1-11.氧化數(shù)

規(guī)那么(3)H的氧化數(shù)一般為+1但活潑金屬氫化物

如

NaHCaH2

NaHCaH

氧化數(shù)

+1-1+2-11.氧化數(shù)

規(guī)那么(4)

中性分子中，各元素原子的氧化數(shù)的代數(shù)和為零。如

Fe3O4

FeO

氧化數(shù)

x-23x+4×(-2)=0+8/3如

P2O5

PO

氧化數(shù)

x-22x+5×(-2)=0+51.氧化數(shù)

規(guī)那么(5)

復(fù)雜離子中，各元素原子氧化數(shù)的代數(shù)和等于離子的總電荷。如CrO

氧化數(shù)

x-22x+7×(-2)=-2+61.氧化數(shù)規(guī)那么-1+1+3+5+7氯的氧化數(shù)Cl

ClO

ClO2

ClO3ClO4

1.氧化數(shù)注意(1)

氧化數(shù)可以是正數(shù)、負(fù)數(shù)、整數(shù)、分?jǐn)?shù)、零。

(2)

氧化數(shù)與共價(jià)數(shù)不同如C氧化數(shù)C共價(jià)數(shù)

CO2

+4

4

CH4

-4

4

2.配平方法元素原子氧化數(shù)升高的總數(shù)等于元素原子氧化數(shù)降低的總數(shù)(2)反響前后各元素的原子總數(shù)相等配平原那么寫出未配平的反響方程式HClO3+P4+H2O→HCl+H3PO4(2)找出元素原子氧化數(shù)降低值與元素原子氧化數(shù)升高值HClO3+P4+H2O→

HCl+H3PO4(-1)-(+5)=(-6)(+5)-0=(+5)+5-10+5(3)根據(jù)第一條規(guī)那么，求出各元素原子氧化數(shù)升降值的最小公倍數(shù)10HClO3+3P4+H2O→10HCl+12H3PO4+50-1+5(-6)×10=(-60)[(+5)×4]×3=(+60)(4)用觀察法配平氧化數(shù)未改變的元素原子數(shù)目10HClO3+3P4

+18H2O→10HCl+12H3PO4寫出未配平的反響方程式PbO2+MnBr2+HNO3→Pb(NO3)2+Br2+HMnO4+H2O(2)找出元素原子氧化數(shù)降低值與元素原子氧化數(shù)升高值PbO2+MnBr2+HNO3→Pb(NO3)2+Br2+HMnO4+H2O(+7)-(+2)=(+5)0-(-1)=(+1)(+2)-(+4)=(-2)+2+4+2+7-10例(3)根據(jù)第一條規(guī)那么，求出各元素原子氧化數(shù)升降值的最小公倍數(shù)例+2+7+2PbO2+MnBr2+HNO3→Pb(NO3)2+Br2+HMnO4+H2O+4(+1)×2=(+2)(+5)[(+5)+(+2)]×2=14(-2)×7=14(4)用觀察法配平氧化數(shù)未變的元素原子數(shù)目7PbO2+2MnBr2+14HNO3→

7Pb(NO3)2+2Br2+2HMnO4+6H2O

氧化數(shù)法簡(jiǎn)單、快捷適用于水溶液非水體系氧化還原反應(yīng)優(yōu)點(diǎn)氧化復(fù)原反響式配平課堂練習(xí)(1)H2O2+Cr2(SO4)3+KOH→

K2CrO4+K2SO4+H2OH2O2+Cr2(SO4)3+KOH→K2CrO4+K2SO4+H2O2×[(-2)-(-1)]=-2-1-2-2-22×[(+6)-+3)]=+6+3+6323H2O2+Cr2(SO4)3+10KOH→

2K2CrO4+3K2SO4+8H2O

4.1.2離子-電子法〔1〕反響過(guò)程中氧化劑得到的電子數(shù)等于復(fù)原劑失去的電子數(shù)〔2〕反響前后各元素的原子總數(shù)相等原那么寫出未配平的離子反響方程式(2)將反響分解為兩個(gè)半反響方程式步驟2

SO3→SO42

MnO4+SO3+H+→Mn2++SO42

2

MnO4+H+→Mn2+

(2)將反響分解為兩個(gè)半反響方程式1.使半反響式兩邊相同元素的原子數(shù)相等左邊多4個(gè)O原子，右邊加4個(gè)H2O，左邊加8個(gè)H+右邊多1個(gè)O原子，左邊加1個(gè)H2O，右邊加2個(gè)H+步驟MnO4+8H+→Mn2++4H2O

SO3+H2O→SO4+2H+2

2

(2)將反響分解為兩個(gè)半反響方程式1.使半反響式兩邊相同元素的原子數(shù)相等2.用加減電子數(shù)方法使兩邊電荷數(shù)相等步驟MnO4+8H+

→Mn2++4H2O

SO3+H2O→SO4+2H+2

2

SO3+H2O

-

2e-

→SO4+2H+2

2

MnO4+8H++5e-

→Mn2++4H2O

(3)根據(jù)原那么1，求出最小公倍數(shù)，乘以兩個(gè)半反響式，并相加。(4)整理，即得配平的離子反響方程式。

2

2MnO4+8H++5e-→Mn2++4H2O5SO3+H2O

-2e-

→SO4+2H++）2MnO4+16H++5SO3+5H2O

→

2Mn2++8H2O+5SO4

+10H+2

2

2

2MnO4+5SO3+6H+

→

2Mn2++8H2O+5SO4

2

2

寫出未配平的離子反響方程式(2)將反響分解為兩個(gè)半反響方程式例MnO4+SO3→MnO4

+SO4

+OH-

2

2

MnO4

→MnO4

2

SO3

→SO42

2

(2)將反響分解為兩個(gè)半反響方程式1.使半反響式兩邊相同元素的原子數(shù)相等右邊多1個(gè)O原子，右邊加1個(gè)H2O，左邊加2個(gè)OH-例MnO4

→MnO4

2-SO3+2OH-→SO4

+H2O2-2-(3)根據(jù)原那么1，求出最小公倍數(shù)，乘以兩個(gè)半反響式，并相加。以上即為配平的離子反響方程式例

2-2-2-2-2-2MnO4+e-→MnO41SO3+2OH-

-

2e-

→SO4

+H2O+）2MnO4+SO3

+2OH-

→

2MnO4

+SO4

+H2O

2-注意在配平半反響式，如果反響物、生成物所含氧原子數(shù)不等時(shí)，可根據(jù)介質(zhì)的酸堿性來(lái)配平。半反應(yīng)式介質(zhì)注意酸性堿性多氧原子一側(cè)＋H+＋H2O不能出現(xiàn)OH-少氧原子一側(cè)＋H2O＋OH-不能出現(xiàn)H+4.1.2離子-電子法優(yōu)點(diǎn)1.在配平時(shí)，不需知道元素的氧化值2.能反映在水溶液中的氧化復(fù)原本質(zhì)但不能配平氣相或固相反響式氧化復(fù)原反響式配平課堂練習(xí)(1)Cr2O72-+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2OCr2O72-+14H++6e-

→2Cr3++7H2O

Fe2+-e-

→Fe3+

+)16Cr2O72-+14H++6Fe2+

→

2Cr3++7H2O+6Fe3+(2)K2MnO4+H2O→KMnO4+MnO2+KOH

12+)氧化復(fù)原反響式配平課堂練習(xí)MnO4

+2H2O+2e-

→