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第四节 氧化还原反应方程式的配平
教学目标：1）掌握用化合价升降法配平各种类型的氧化还原反应。
2）判断氧化还原反应的各种类型，总结氧化还原反应有关规律。
教学重点： 用化合价长降法配平氧化还原反应议程式的原则和步骤。
教学内容和过程：
复习：
1、 氧化还原反应概念：
2、 氧化还原反应类型：（依据氧化剂与还原剂反应方式分为三类）
a) 分子间的氧化还原反应：
b) 分子内的氧化还原反应：
c) 自身氧化还原反应（歧化反应）：
氧化还原反应的配平
1、 配平依据：“三守恒”得失电子守恒、质理守恒、电荷守恒
2、 配平步骤：1）划好价2）列变化3）求总数4）配系数
说明：
a) “划好价”：1）C2O4H2 CH3COOH 2）NaH CaH2 NaBH4 3）BrCl BrF3 4）Fe3O4 Pb3O4 5）Na2S2O3 FeS2 Na2SX Na2S2O8 6）Na2O2 H2O2 BaO2 7）CrI3 K2Cr2O7 KCrO3 8）CuS Cu2S Cu3P 9）KMnO4 K2MnO4 MnO2 MnCl2。
b) 配平的一般规律：
i. “配系数”：用依据“质量守恒”、“电荷守恒”进行观察法。
ii. “配系数”：一般从右向左配，有时也会从左向右配如归中反应的配平
iii. “求总数”：对集合原子优先配平：如HCl Cl2 Cu3PCuSO4 P4H3PO4 在计算得失电子最小公倍数前，应先处理好“2、3、4”
如：KMnO4+2HCl——KCl+Cl2+MnCl2+H2O
对歧化反应和归中反应一般使用先分后合的拆项配平法
如：Cl2+NaOH——NaCl+NaClO+H2O
2.常见的氧化剂与还原剂
常见还原剂 常见氧化剂
(1)活泼金属单质，如K、Na、Mg、Al等 (1)活泼非金属单质，如：F2、Cl2、Br2、I2、O2、O3等
(2)非金属离子，含低价态元素的化合物和某些非金属单质，如S2－、H2S、SO、I－、HI、HCl、NH3、CO、H2、Si、C等 (2)含较高价态元素的化合物如：HNO3、H2SO4、KClO3、KMnO4、MnO2、HClO、NO2等
(3)低价阳离子，如Fe2＋、Cu＋、Sn2＋等 金属性较弱的正高价阳离子，如：Fe3＋、Cu2＋、Ag＋、Sn4＋
某些物质既可作氧化剂又可作还原剂，如：Na2O2、H2O2
3.氧化还原反应实质的表示方法
(1)电子得失法即双线桥法
在化学方程式中表示原子或离子得失电子的结果，在线上标出得失电子的数目。一般失电子的一方写在上面，得电子的一方写在下面，一定要写出得失电子总数。箭头由反应物指向生成物，即氧化剂指向还原产物，还原剂指向氧化产物。
4H2O
在化学方程式中表示原子或离子间电子转移情况，在线上标出电子转移总数，但不写得、失。
如：3Cu＋8HNO3====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
4.氧化还原反应的一般规律
（1）、相等规律
在一个氧化还原反应中，氧化剂得到电子的数目等于还原剂失去电子的数目。或者说氧化剂化合价降低总数等于还原剂化合价升高总数。
根据这个规律，我们可以进行氧化还原反应方程式的配平以及有关氧化还原反应的计算。
(2)表现性质规律：
①某种元素处于最高价态时，则含有该元素的物质就具有氧化性。因为在氧化还原反应中，该元素的化合价只能降低，不可再升高。例如：KMnO4、H2SO4、HNO3、FeCl3、F2（无正价）等。
②某种元素处于最低价态时，则含有该元素的物质就具有还原性。因为在氧化还原反应中，该元素的化合价只能升高而不可再降低。例如：HCl、Na（无负价）、Na2S等。
③某元素处于中间价态时，则含有该元素的物质，即具有氧化性又具有还原性。因为在一定条件下，该元素的化合价可能升高或者降低。例如：C、S、Fe、SO2等。
④金属单质只具有还原性。非金属单质多数既具有氧化性又具有还原性。少数只具有氧化性。
⑤含同种元素相邻价态的两物质之间不发生氧化还原反应。例如：C与CO、CO与CO2、Cl2与HCl、浓H2SO4与SO2等均不能发生氧化还原反应。
(3)性质强弱规律：
氧化性：氧化剂强于氧化产物；还原性：还原剂强于还原产物。例如：2FeCl3＋Cu====2FeCl2＋CuCl2，氧化性：Fe3＋＞Cu2＋，还原性：Cu＞Fe2＋。
(4)反应先后规律：
在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种还原剂时，若加入氧化剂，则它首先与溶液中最强的还原剂作用；同理，在浓度相差不大的溶液中，同时含有几种氧化剂时，若加入还原剂，则它首先与溶液中最强的氧化剂作用。
根据这个规律，可判断氧化还原反应发生的先后次序，写出相应的化学方程式。例如：把Cl2通入FeBr2溶液中，Cl2的强氧化性可将Fe2+，Br—氧化，由于还原性Fe2+>Br—，所以，当通入有限量Cl2时，根据先后规律，Cl2首先将Fe2+氧化；但Cl2足量时，方可把Fe2+、Br—一并氧化。离子方程式可分别表示为：2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl—，2Fe2+ + 4Br— +3Cl2 = 2Fe3+ + 2Br2 + 6Cl—。
（5）价态归中规律
含不同价态同种元素的物质间发生氧化还原反应时，该元素价态的变化一定遵循“高价 + 低价 中间价”的规律。也可归纳为：两相靠，不相交。
根据这个规律：便于我们判断氧化产物和还原产物，标明电子转移关系。
例如：KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2↑+ 3H2O 而不是KClO3 + 6HCl = KCl + 3Cl2↑+ 3H2O
5.氧化性、还原性强弱比较
(1)根据原子结构：原子半径大；最外层电子少，其单质易失电子，还原性强；原子半径小，最外层电子多，其单质易得电子，氧化性强。氧化性还原性的强弱并不决定于得失电子的数目而决定于得失电子的难易程度。
金属单质的还原性看金属活动顺序表：
K　Ba　Ca　Mg　Al　Mn　Zn　Fe　Sn　Pb　(H)　Cu　Hg Ag　Pt　Au
失电子能力逐渐减弱，还原性逐渐减弱
非金属离子的还原性强弱看非金属活动顺序表倒过来的顺序：
S2－＞I－＞Br－＞O2－＞Cl－＞F－
非金属单质的氧化性看非金属活动顺序： F2＞Cl2＞O2＞Br2＞I2＞S
金属离子的氧化性看金属活动顺序表倒过来的顺序。例如下列几种阳离子氧化性由强到弱的顺序是：Ag＋＞Cu2＋＞Fe2＋＞Al3＋＞K＋(注：Fe3＋＞Cu2＋)
(2)根据反应条件：是否加热、温度高低，有无催化剂等，如：由2H2SO3＋O2====2H2SO4(快) 2Na2SO3＋O2== =2Na2SO4(慢) 2SO2＋O2=======2SO3可知还原性：H2SO3＞Na2SO3＞SO2
(3)根据反应剧烈程度：如Cu与浓HNO3反应剧烈，Cu与稀HNO3反应微弱，故氧化性浓HNO3＞稀HNO3。
(4)根据不同氧化剂在同一物质反应后，还原剂中相关元素价态高低：如Fe＋S====Fe
2Fe＋3Cl2=====2FeCl3，3Fe＋2O2==== Fe3O4，故氧化性Cl2＞O2＞S。
此外某些物质的氧化性、还原性与溶液的浓度、温度、酸碱度也有关。浓度：如MnO2只与浓盐酸反应生成Cl2，不与稀盐酸反应。温度：如浓H2SO4与Cu常温不反应，加热则反应。酸碱度：如KClO3能氧化盐酸中的Cl－→Cl2，而不能氧化NaCl中的Cl－；在中性溶液中Fe2＋与NO可共存但在H＋存在的条件下Fe2＋与NO不共存等。
(2)电子转移法即单线桥法
在化学方程式中表示原子或离子间电子转移情况，在线上标出电子转移总数，但不写得、失。
如：3Cu＋8HNO3====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
箭头由反应物指向反应物，即箭头由还原剂中失电子的元素指向氧化剂中得电子的元素。
6.氧化还原方程式的配平
(1)配平依据：在氧化还原反应中，得失电子总数相等或化合价升降总数相等。
(2)配平步骤：“一标、二找、三定、四配、五查”，即标好价，找变化，定总数，配系数、再检查。”
①确定氧化剂、氧化产物、还原剂、还原产物的化合价
②用观察法找出元素化合价的变化值
③用化合价升降总数相等的原则确定化学计量数。
④调整计量数，用观察法确定化合价无变化的物质的计量数，同时将单线改成等号。
⑤检查核实各元素原子个数在反应前后是否相等。对于用离子方程式表示的氧化还原方程式还必须核对反应前后离子的总电荷数是否相等。
(3)配平技法
①奇数配偶法：如S＋C＋KNO3——CO2＋N2＋K2S，反应物KNO3中三种元素原子数均为奇数，而生成物中三种元素的原子数均为偶数，故可将KNO3乘以2，然后观察法配平得1，3，2，3，1，1。此法适于物质种类少且分子组成简单的氧化还原反应。
②逆向配平法：即先确定生成物的化学计量数，然后再确定反应物的化学计量数。例如：
由于S的化合价既升又降，而且升降总数要相等，所以K2S的化学计量数为2，K2SO3的计量数为1，然后再确定S的化学计量数为3。此类方法适宜于一种元素的化合价既升高又降低的氧化还原反应，即歧化反应。
③零价法：配平依据是还原剂中各元素化合价升高总数等于氧化剂中各元素化合价降低总数，此法适宜于还原剂中两种元素价态难以确定但均属于升高的氧化还原反应。例如：Fe3P＋HNO3——Fe(NO3)3＋NO＋H3PO4＋H2O，因Fe3P中价数不好确定，而把Fe、P皆看成零价。在相应的生成物中Fe为＋3价，P为＋5价，所以价态升高总数为3×3＋5＝14，而降低的价态为3，最小公倍数为42，故Fe3P的计量数为3，HNO3作氧化剂部分计量数为14，然后用观察法配平得到：3，41，9，14，3，16。
④1·n法(不用标价态的配平法)
本法往往用于多元素且有氧元素时氧化还原反应方程式的配平，但不能普遍适用。其法是先把有氧元素的较复杂反应物的计量数设为1，较简单的设为n。然后，a.丢掉氧，用观察法来调整其它项的计量数。b.再由a得的系数根据氧原子数相等列出方程求出n值，c.将n值代入有n的各计量数，再调整配平。
例如：KI＋KIO3＋H2S——I2＋K2SO4＋H2O设KIO3的化学计量数为1，KI的化学计量数为n。
a.nKI＋1KIO3＋H2S——I2＋K2SO4＋H2O
b.列方程(根据氧原子数相等)
3＝×4＋ 解之n＝
c.代入n值：
KI＋KIO3＋H2S——I2＋K2SO4＋H2O
将分数调整为整数得1，5，3，3，3，3。
有时也可以把没氧的复杂项定为1，如配平
1Na2Sx＋nNaClO＋(2x－2)NaOH——xNa2SO4＋nNaCl＋H2O
据氧原子相等列方程：
n＋2x－2＝4x＋x－1 解之n＝3x＋1
将n值代入得：
1，(3x＋1)，2(x－1)，x，(3x＋1)，(x－1)
⑤有机配平法：配平时先假定H、O的化合价分别为＋1，－2，C的化合价要根据有机物的分子式定出其平均化合价(分子中各元素化合价的代数和为零)，其它配平步骤同化合价升降法。如KMnO4＋H2SO4＋H2C2O4——CO2＋MnSO4＋K2SO4＋H2O的计量数为2，3，5，10，2，1，8。
小结：
氧化还原反应的配平重点注意以下几点：
1：“集合原子”应做到优先配平。
2：先拆后合的拆项配平法中，需要拆的项是那些在反应中化合价既升高又降低（既作氧化剂又作还原剂）的物质。
3：整体法配平法中，选择把哪第个化合价升降过程“捆绑”作为一个过程是关键，选择时一定要把在反应中存在固定物质的量之比的升降过程过程进行“捆绑”，不存在固定物质的量之比的升降过程就不能进行“捆绑”。如S+KNO3+C——K2S+CO2+N2
4：离子反应配平：关键在于能否充分利用“电荷守恒”
5：缺项配平：注意两点：★如果是化学后应方程式其缺项一般为：水、酸、碱。如果是离子反应方程式其缺项般为：水、H+、OH-。★在离子反应方程式配平其缺项时如有两种可能如（H2O、H+）或（H2O、OH-），还应考虑离子共存的问题如：
Cu2++FeS2+囗____——Cu2S+SO42-+Fe2++囗____
可有两种选择：（14、5、12H2O、7、3、5、24H+）或（14、5、24OH-、7、3、5、12H2O）后一种配平由于OH-与Cu2+不能共存所以不正确。
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物质
性质
过程
反应
产物
氧化剂
得电子
失电子
还原剂
还原性
氧化性
化合价降低
化合价升高
被还原
被氧化
还原反应
氧化反应
还原产物
氧化产物
具有
具有
发生
发生
表象
实质
本身
本身
生成
生成
失3×2e－(化合价升高被氧化)
得2×3e－(化合价降低被还原)
如：3Cu＋8HNO3====3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
6e－
+3
0
+7
+6
+5
-1
0
-2
0
0
0
+4
(还原产物)
得电子 还原反应
(氧化产物)
失电子 氧化反应
强氧化剂＋强还原剂 ==== 弱还原剂 ＋ 弱氧化剂
得5e
-
失5e
-
得6e
-
失6e
-
催化剂
△
△
＋2
＋2、＋3
点燃
＋3
点燃
6e－
0
－2
化合价降低2
＋4
化合价升高4
S＋KOH(热、浓) = K2S＋K2SO3＋H2O
＋2
＋4
＋3
＋7
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