2026届高三化学一轮专题复习：电子守恒法——高中化学思想方法引导课

电子守恒法 一、方法溯源 在化学发展的历史长河中，随着对氧化还原反应研究的深入，科学家们逐渐认识到化学反应中电子转移的规律性。从18世纪末拉瓦锡提出氧化学说，到19世纪对氧化还原反应本质的探讨，直至20世纪明确电子转移是氧化还原反应的核心，电子守恒的概念逐渐成型 。众多化学家在研究氧化还原反应的定量关系时，发现氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数始终相等，这一规律经过不断总结和应用，形成了“电子守恒法” 。在高中化学教学中，该方法成为解决氧化还原反应相关问题的重要工具，帮助学生从电子转移的角度理解和解决化学问题。 二、核心化学思想 “电子守恒法”的核心化学思想是在氧化还原反应中，氧化剂得到的电子总数等于还原剂失去的电子总数。这一思想基于氧化还原反应的本质——电子的转移，它将复杂的化学反应中各物质间的定量关系，通过电子转移这一关键因素建立起联系 。在实际应用中，通过确定氧化剂、还原剂中元素化合价的变化，计算出电子转移的数目，利用电子守恒建立等式，从而解决反应中各物质的量的计算、反应产物的判断等问题 。 三、解决的问题 ① 对于复杂的氧化还原反应方程式，利用电子守恒确定氧化剂、还原剂及氧化产物、还原产物的化学计量数，简化配平过程，提高配平的准确性和效率 。 ② 解决涉及氧化还原反应的物质的量计算、浓度计算、电子转移数目计算等问题。例如，计算反应中消耗的氧化剂或还原剂的量，判断反应产物的组成及含量等 。 ③ 根据电子守恒原理，结合已知的反应物和部分反应条件，推测可能的反应产物，避免因反应复杂而漏判或错判产物 。 ④ 在原电池和电解池的相关问题中，利用电子守恒计算电极产物的量、转移电子的物质的量，以及电池的电量等，理解电极反应的本质和规律 。 四、例题详解（结合新高考题型） 例题1 氧化还原反应方程式配平 题目 配平 解题步骤： ① 确定变价元素及化合价变化： 元素：在中为价，在中为价，化合价降低价 。 元素：在中为价，在中为价，每个原子化合价升高价，生成个分子化合价共升高价 。（在化学式上方标注变价元素的化合价） ② 根据电子守恒确定化学计量数： 为使电子得失总数相等，与的化学计量数之比应为 。先确定的化学计量数为，的化学计量数为 。 ③ 根据原子守恒配平其他物质： 根据原子守恒，的化学计量数为；根据原子守恒，的化学计量数为；根据原子守恒，的化学计量数为；根据原子守恒，的化学计量数为 。 ④ 得到配平后的方程式： 。 例题2 化学计算（物质的量计算） 题目 在稀反应中，若有 被氧化，求被还原的的物质的量是多少？ 解题步骤： ① 计算的物质的量： 。 ② 分析电子转移情况： 元素从价升高到价，个原子失去个电子， 失去电子的物质的量为 。 中元素从价降低到价，个原子得到个电子 。（画出电子转移的双线桥图，标注电子得失情况） ③ 根据电子守恒计算被还原的的物质的量： 设被还原的的物质的量为，根据电子守恒可得：，解得 。 例题3 电化学问题（电解池计算） 题目 用惰性电极电解溶液，当电路中通过电子时，求生成的体积（标准状况）以及溶液中浓度的变化（假设溶液体积为，电解前后溶液体积不变） 。 解题步骤： ① 分析电解池中的电极反应及电子转移： 阳极反应：，每生成 ，转移电子 。 阴极反应： 。（画出电解池装置示意图，标注阴阳极及电子、离子移动方向） ② 根据电子守恒计算的物质的量： 设生成的物质的量为，根据电子守恒可得：，解得 。 ③ 计算的体积： 在标准状况下， 。 ④ 计算溶液中浓度的变化： 根据阳极反应式，每转移电子，消耗 ，生成 。 当转移电子时，生成的物质的量为 。 溶液体积为，则溶液中浓度变化为 。 五、练习题 ① 配平 。 ② 在反应中，若生成 ，求被氧化的的物质的量以及转移电子的物质的量 。 ③ 某原电池总反应为，当有 溶解时，计算正极上得到电子的物质的量以及生成的物质的量 。 ④ 用惰性电极电解溶液，若产生（标准状况），求电路中通过电子的物质的量以及生成的物质的量 。 ⑤ 在（未配平）反应中，若有 被氧化，求消耗的物质的量（被还原的） 。 【答案】 ① 解：确定变价元素：元素从价升高到价（中为价），元素从价升高到价，个化合价共升高价；元素从价降低到价，个化合价共降低价 。 根据电子守恒，与的化学计量数之比为 。 配平后的方程式为： 。 ② 解： 。 由反应方程式可知，被氧化生成，（被氧化），所以被氧化的的物质的量为 。 元素从价升高到价，生成 转移电子 。 ③ 解： 。 元素从价升高到价， 失去电子，根据电子守恒，正极上得到电子的物质的量为 。 由反应方程式可知， ，所以生成的物质的量为 。 ④ 解： 。 阳极反应：，生成 转移电子，所以电路中通过电子的物质的量为 。 总反应式为电解， ，所以生成的物质的量为 。 ⑤ 解：中元素从价升高到价，个失去个电子， 失去电子的物质的量为 。 中元素从价降低到价，个原子得到个电子 。 设消耗（被还原）的物质的量为，根据电子守恒可得：，解得 。 六、学习技巧总结 ① 熟练掌握氧化还原反应的特征（元素化合价变化）和本质（电子转移），能够快速准确地判断一个反应是否为氧化还原反应，这是运用电子守恒法的前提 。在分析化学反应时，养成标注元素化合价的习惯，便于发现化合价变化 。 ② 掌握计算电子转移数目的方法，根据元素化合价的变化量和参与反应的原子个数，准确计算出氧化剂得到的电子数和还原剂失去的电子数 。对于复杂的多元素变价反应，要仔细分析每一种变价元素的电子转移情况，确保计算准确 。 ③ 在解决化学计算、方程式配平等问题时，根据电子守恒原理，结合题目中的已知条件，建立起等式关系 。在配平反应方程式时，先确定变价元素的电子转移情况，再根据电子守恒确定相关物质的化学计量数；在计算问题中，通过电子守恒将不同物质的量联系起来，进行求解 。 ④ 电子守恒法常常与质量守恒、电荷守恒等规律结合使用 。在解决综合性化学问题时，要善于综合运用这些守恒规律，从多个角度分析问题，建立完整的解题思路 。 学科网（北京）股份有限公司 $$