1.3 氧化还原反应配平 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

高中化学专项训练 氧化还原方程式配平 学习目标： 1.熟练掌握氧化还原反应方程式配平的基本思路和处理方法 2.强化化合价的记忆和运用 3.掌握守恒思想及数学计算的合理分析 基础知识铺垫：化合价 化合价是为了研究不同种原子之间如何形成不同比例关系的化学式引入的概念，因此规定单质的化合价为0价。 化合价的取值范围：［-4，+7］ 化合价有正负号，且正负号不能省略。 表示方式：将正负号在前，数字在后的形式，写在元素符号的正上方，例如镁元素的化合价为+2 价表示为： 教材给出的常见元素的化合价 关于常见化合价的记忆的经验规律： 1.电子数规则：对于任意元素的化合价，可以通过核外电子排布图来判断每种元素理论存在的最大值和最小值，元素对应的原子的核外电子排布图中，该元素化合价的最大值=该原子的最外层电子数，最小值=最外层电子数-8 例如：氮原子的核外电子排布图是下面的结构，所以我们可以推出N元素常见的化合价最大值是+5价，最小值是5-8=-3价 碳原子的核外电子排布图是如图结构，则碳元素的化合价最大值是+4价，最小值是4-8=-4价。 磷原子的核外电子排布图是下图结构，则磷元素的化合价最大值是+5价，最小值是5-8=-3价 2.质子数规则： 刚才提到的电子数是方便我们简单判断每种元素化合价存在的理论最大值和最小值，那么如何熟知在这个范围内元素的化合价常见都呈现什么价态，需要我们用到这条规则： 奇偶性相同原则，对于质子数为奇数的原子，则该元素的化合价一般呈现奇数价态，质子数为偶数的原子，则该元素的化合价一般呈现偶数价态。 例：推算硫元素常见的化合价。 流程如下： 1. 根据电子数规则，写出硫元素的化合价最大值和最小值。 硫原子的最外层电子数为6，所以硫元素的化合价最大值为+6价，最小值为-2价。 2.画数轴，判断质子数是奇数还是偶数 我们将硫元素的化合价从-2到+6中间所有的正负整数排在数轴上： 3.根据同奇偶性原则，去掉不合适的数字 因为硫原子的质子数是16，是偶数，说明硫元素有偶数价态，所以我们保留-2，+2，+4，+6价，这些就是硫元素在化合物中常见的价态。 关于化合价的几点注意事项： 1.前面提到的电子数和质子数规则是经验规律，并不适用所有的元素化合价的判断，例NO2中氮元素呈现偶数价（+4价），说明奇偶性原则有特例，只要我们注意所有元素的化合价不能超过各自元素化合价的最大值和最小值就是成立合理的。 2.化合价在形式上不会出现分数形式，例如Fe3O4推算出Fe的化合价是+ ,但是在计算时仍然按照正确形式去计算。 3.金属元素一般默认只有正价，没有负价形式。 氧化还原反应中的基本概念： 氧化还原反应：有化合价升降的反应。 两剂（一定要背！） 氧化剂：反应物中元素化合价降低的物质，在反应中得到电子。 还原剂：反应物中元素化合价升高的物质，在反应中失去电子。 举个例子： 2Al + 3H2SO₄ = Al2(SO4）3 + 3H₂↑ 这个反应里，Al元素从单质0价变为+3价，是还原剂，硫酸中H元素化合价从+1价变为0价，作氧化剂。 配平的基本规则及思路： 规则：氧化剂失去电子总数=还原剂得到电子总数 这里补充一个公式：原子总数=系数×下角标数，例如5CO2中，碳原子的原子总数=5×1=5，氧原子的原子总数=5×2=10。 思路：既然系数是待求量，我们要找到待求量和上述原子总数之间的关系。 举个例子： C元素在某个反应中升价，氧元素降价，如果单个碳原子失去的电子数为a，则碳原子在这个反应中失去的电子总数（m）就等于碳原子的原子总数×单个碳原子失去的电子数（a），同理，单个氧原子得到的电子数为b，则氧原子在这个反应中得到的电子总数（n）就等于氧原子的原子总数×单个氧原子得到的电子数（b） 由上述分析可知，m=n，所以我们可以对反应中得失电子总数（m和n）任意取值，就可以求出系数的值为多少。 下面我们举一个例题，通过例题梳理总结氧化还原反应配平的一般思路。 例题1： P4+HNO3+H2O=H3PO4+NO↑ 分析下反应中元素的化合价： P元素从0价变化+5价，N元素+5价变为+2价。 P4是还原剂失电子，HNO3是氧化剂得电子。 P4+HNO3+H2O=H3PO4+NO↑ 第一步：列出所有变价元素： P、N元素变价 第二步：计算出变价元素单个原子得失电子数： P：0→+5,1个P原子失去5个电子 N：+5→+2,1个N原子得到3个电子 第三步：设定系数 氧化还原反应因为研究的是变价元素，所以设定系数时选择含有变价元素的物质，化合价不变的元素所在的物质不要给系数，到最后一步再配平。 aP4+bHNO3+H2O=4aH3PO4+bNO↑（变价元素为了便于观察，这里用其他颜色标注） 设P4的系数为a，则H3PO4的系数为4a，HNO3的系数为b，则NO的系数为b。 根据前面叙述，P原子失去的电子总数=5×4a，N原子得到的电子总数为3×b，20a=3b。 等式建好以后可以随意取值，通常系数从最小整数值开始取，所以可以令a=3，b=20，代入方程中得：3P4+20HNO3+H2O=12H3PO4+20NO↑，计算氢原子个数，左侧氢原子总数为20，右侧氢原子总数为36，所以H2O前面系数为8，整理得：3P4+20HNO3+8H2O=12H3PO4+20NO↑ 第四步：检查！ 氧化还原反应一般涉及氧元素，所以方程配平结束后一定要查氧原子个数，防止有时候其他原子总数左右相等但是氧原子不相等。 3P4+20HNO3+8H2O=12H3PO4+20NO↑ 左侧氧原子总数=20×3+8=68，右侧氧原子总数=12×4+20=68，左右氧原子总数相等，所以这个方程式我们就配平结束了。 练习1：FeS2+O2=Fe3O4+SO2 氧化还原反应中特殊类型方程式的配平 一、歧化反应 二、归中反应 三、三种元素以上变价元素的反应 类型一：歧化反应： 一个反应物中同一元素化合价一种升高一种降低，如Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，Cl元素在反应物中为0价，产物中Cl元素变为+1价和-1价，这种元素化合价向高价和低价两个方向变化的反应。 歧化反应配平和其他氧化还原反应配平思路一致，但有些区别，我们举例说明： 例题2：Cl2+KOH=KCl+KClO3+H2O 仿照前面例题： 第一步：列出变价元素：反应中只有Cl元素变价 第二步：计算出变价元素单个原子得失电子数： Cl：0→-1 一个Cl原子得一个电子 Cl：0→+5一个Cl原子失一个电子 第三步：设定系数： Cl2+KOH=aKCl+bKClO3+H2O，这里需要注意，因为歧化反应只有一种元素化合价发生了变化，如果系数设定在反应物Cl2的前面，则后面KCl和KClO3都要设定系数，为了减少运算过程，我们在这里选择产物前面设定系数。 设KCl的系数为a，KClO3的系数为b，计算得失电子数： Cl得电子总数为：1×a，Cl失电子总数为：5×b，则有a=5b，取b=1，a=5，代入得： Cl2+KOH=5KCl+1KClO3+H2O，算出左侧Cl2系数是3，KOH系数是6，H2O的系数是3，整理得： 3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O 第四步：检查氧原子： 3Cl2+6KOH=5KCl+KClO3+3H2O 左侧氧原子：6个 右侧氧原子：3+3=6个 左右两侧氧原子总数相等，配平完成。 总结一下：涉及到歧化反应，系数定在产物前面！ 练习2： S+KOH=K2S+K2SO3+H2O 类型二：归中反应: 和歧化反应特点相似，也是只有一种元素化合价改变，如：2H2S+SO2=3S↓+2H2O，区别是归中反应是反应物中元素化合价一高一低向中间价态变化的反应。该反应中S的化合价从反应的-2和+4价变为中间的0价。 归中反应和歧化反应的配平方法相似，只不过是系数设定我们要在反应物前面给系数了。 aH2S+bSO2=S↓+2H2O，设H2S的系数为a，SO2的系数为b，计算得失电子数： S得电子总数为：4×b，S失电子总数为：2×a，则有2a=4b，取a=2，b=1，代入得：2H2S+1SO2=S↓+2H2O，算出右侧S的系数是3，H2O的系数是2，整理得： 2H2S+SO2=3S↓+2H2O，配平完成。 总结一下：归中反应系数定在反应物前面！ 练习3：NH3+NO=N2+H2O 类型三：三种元素以上变价元素的反应 例题3：Fe3P+HNO3=H3PO4+Fe(NO3)3+NO+H2O 该反应里Fe元素从+1变为+3价、P元素从-1变为+5价、N元素从+5变为+2价，三种元素化合价发生变化，所以我们可以先给定两个系数：设H3PO4前面系数为a，根据磷原子左右总数相等，Fe3P前面的系数为a，左侧铁原子总数是3a，则右侧Fe(NO3)3前面系数为3a： aFe3P+HNO3=aH3PO4+3aFe(NO3)3+bNO+H2O，设NO前面系数为b，下面分别计算得失电子数： P原子失去电子总数：a×8=8a Fe原子失去电子总数：3a×2=6a N原子得到电子总数：b×3=3b aFe3P+HNO3=aH3PO4+3aFe(NO3)3+bNO+H2O P原子、Fe原子失去电子总数：14a N原子得到电子总数：3b 所以14a=3b 令a=3，b=14 ，代入得3Fe3P+HNO3=3H3PO4+9Fe(NO3)3+14NO+H2O 左侧N原子总数为：9×3+14=41，所以HNO3前面系数为41：3Fe3P+41HNO3=3H3PO4+9Fe(NO3)3+14NO+H2O，左侧H原子为41个，右侧H原子有9个，所以H2O前面系数为16，3Fe3P+41HNO3=3H3PO4+9Fe(NO3)3+14NO+16H2O。 检查氧原子总数：41×3=3×4+9×3×3+14+16，总数相等，配平完成。 练习4：P4+CuSO4+H2O=Cu3P+H3PO4+H2SO4 感谢观看！ $