高校无机化学氧化还原方程式的配平天津大学义PPT学习教案

1、会计学1高校无机化学氧化还原方程式的配平天高校无机化学氧化还原方程式的配平天津大学义津大学义离子-电子法 第1页/共33页4.1.1 氧化数法1. 氧化数氧化数1970年国际纯粹与应用化学联合会确定 (IUPAC) 元素的氧化数是元素的一个原子的形式荷电数, 这个荷电数可由假设把每个键中的电子指定给电负性较大的原子而求得。第2页/共33页电负电负性性是指分子中元素原子吸引电子的能力是指分子中元素原子吸引电子的能力元素原子吸引电子能力越大元素原子吸引电子能力越大, ,其电负性越其电负性越大大 元素原子吸引电子能力越小元素原子吸引电子能力越小, ,其电负性越其电负性越小小如如 H : Cl 电子靠

2、近电子靠近ClCl一一边边 电负性电负性 H Cl 第3页/共33页1. 氧化数 在共价化合物中在共价化合物中, ,元素的元素的氧化数等于该元素的原子偏近氧化数等于该元素的原子偏近或偏离的电荷数。或偏离的电荷数。 如如 HClCO2 H ClC O 氧化数氧化数 +1 1 +4 -2第4页/共33页1. 氧化数 在离子化合物中在离子化合物中, ,元素的氧元素的氧化数等于该元素的离子电荷。化数等于该元素的离子电荷。 如如 NaClCaSO4Ca S ONa Cl氧化数氧化数 +1 1 +2 +6 -2第5页/共33页1. 氧化数 (1) 在单质中，元素原子的在单质中，元素原子的 氧化数为零。氧化

3、数为零。第6页/共33页1. 氧化数 (2) O的氧化数一般为的氧化数一般为-2但但 氟化物氟化物 如如 O2F2 OF2 O F O F 氧化数氧化数 +1 -1 +2 -1过氧化物过氧化物 H2O2 Na2O2 H O Na O 氧化数氧化数 +1 -1 +1 -1第7页/共33页1. 氧化数 (3) H的氧化数一般为的氧化数一般为+1但但 活泼金属氢化物活泼金属氢化物 如如 NaH CaH2 Na H Ca H 氧化数氧化数 +1 -1 +2 -1第8页/共33页1. 氧化数 (4) 中性分子中，各元素原中性分子中，各元素原 子的氧化数的代数和为零。子的氧化数的代数和为零。如如 Fe3O

4、4 Fe O 氧化数氧化数 x -2 3x+4(-2)=0 +8/3如如 P2O5 P O 氧化数氧化数 x -2 2x+5(-2)=0 +5第9页/共33页1. 氧化数 (5) 复杂离子中，各元素原子复杂离子中，各元素原子 氧化数的代数和等于离子氧化数的代数和等于离子 的总电荷。的总电荷。 如如 Cr O 氧化数氧化数 x -2 2x+7(-2)=-2 +6272OCr第10页/共33页1. 氧化数-1 +1 +3 +5 +7氯的氧化数Cl ClO ClO2 ClO3 ClO4第11页/共33页1. 氧化数(1) 氧化数可以是正数、氧化数可以是正数、 负数、整数、分数、零。负数、整数、分数、

5、零。 (2) 氧化数与共价数不同氧化数与共价数不同 如如 C氧化数氧化数 C共价数共价数 CO2 +4+4 4 4 CH4 -4-4 4 4 第12页/共33页2. 配平方法(1)(1) 元素原子氧化数升高的元素原子氧化数升高的 总数等于元素原子氧化总数等于元素原子氧化 数降低的总数数降低的总数(2) (2) 反应前后各元素的原子反应前后各元素的原子 总数相等总数相等第13页/共33页(1)(1)写出未配平的反应方程式写出未配平的反应方程式 HClO3 + P4 + H2O HCl + H3PO4(2)(2)找出元素原子氧化数降低值与找出元素原子氧化数降低值与 元素原子氧化数升高值元素原子氧化

6、数升高值HClO3 + P4 + H2O HCl + H3PO4(-1)-(+5)=(-6)(+5)-0=(+5)+5-10+5第14页/共33页(3)(3)根据第一条规则，求出各根据第一条规则，求出各 元素原子氧化数升降值的最小公倍数元素原子氧化数升降值的最小公倍数10HClO3+3P4+H2O 10HCl+12H3PO4+50-1+5(-6)10=(-60)(+5)43=(+60)(4)(4)用观察法配平氧化数未改变的元用观察法配平氧化数未改变的元 素原子数目素原子数目 10HClO10HClO3 3+3P+3P4 + +1818H H2 2O 10HCl+12HO 10HCl+12H3

7、3POPO4 4第15页/共33页(1)(1)写出未配平的反应方程式写出未配平的反应方程式PbOPbO2 2+MnBr+MnBr2 2+HNO+HNO3 3 Pb(NOPb(NO3 3) )2 2+Br+Br2 2+HMnO+HMnO4 4+H+H2 2O O (2)(2)找出元素原子氧化数降低值与元素找出元素原子氧化数降低值与元素 原子氧化数升高值原子氧化数升高值PbPbO O2 2+ +MnMnBrBr2 2+HNO+HNO3 3PbPb(NO(NO3 3) )2 2+ +BrBr2 2+H+HMnMnO O4 4+H+H2 2O O(+7)-(+2)=(+5)0-(-1)=(+1)(+2

8、)-(+4)=(-2)+2+4+2+7-10第16页/共33页(3) 根据第一条规则，求出各根据第一条规则，求出各 元素原子氧化数升降值的最小公倍数元素原子氧化数升降值的最小公倍数+2+7+2PbPbO O2 2+ +MnMnBrBr2 2+HNO+HNO3 3 PbPb(NO(NO3 3) )2 2+ +BrBr2 2+H+HMnMnO O4 4+H+H2 2O O+4(+1)2=(+2)(+5)(+5)+(+2)2=14(-2)7=14(4)(4)用观察法配平氧化数未变的元素原子数目用观察法配平氧化数未变的元素原子数目7PbO2+2MnBr2+14HNO3 7Pb(NO3)2+2Br2+2

9、HMnO4+6H2O 第17页/共33页氧化数法氧化数法简单、快捷简单、快捷适用于适用于水溶液水溶液非水体系非水体系氧化还原反应氧化还原反应第18页/共33页氧化还原反应式配平课堂练习氧化还原反应式配平课堂练习(1) H2O2 + Cr2(SO4)3 + KOH K2CrO4 + K2SO4 + H2O H2O2+Cr2(SO4)3+KOH K2CrO4+K2SO4+H2O2(-2)-(-1)=-2-1-2-2-22(+6)-+3)=+6+ +3 3+ +6 6323H2O2 + Cr2(SO4)3 + 10KOH 2K2CrO4 + 3K2SO4 + 8H2O 第19页/共33页4.1.2

10、离子-电子法（1）反应过程中氧化剂得到反应过程中氧化剂得到 的电子数等于还原剂失的电子数等于还原剂失 去的电子数去的电子数（2）反应前后各元素的原子反应前后各元素的原子 总数相等总数相等原则原则第20页/共33页(1)(1)写出未配平的离子反应方程式写出未配平的离子反应方程式 (2)(2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式2SO3 SO42MnO4 + SO3 +H+ Mn2+ + SO422MnO4 + H+ Mn2+第21页/共33页( (2)2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式1.1.使半反应式两边相同元素的原子数相等使半反应式两边相同元素的

11、原子数相等左边多左边多 4 4个个O原子，右边加原子，右边加 4 4个个H2O，左边加左边加 8个个H+右边多右边多 1 1个个O原子，左边加原子，左边加 1 1个个H2O，右边加右边加2个个H+MnO4 + 8H+ Mn2+ + 4H2OSO3 + H2O SO4 + 2H+2 2第22页/共33页( (2)2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式1.1.使半反应式两边相同元素的原子数相等使半反应式两边相同元素的原子数相等2.2.用加减电子数方法使两边电荷数相等用加减电子数方法使两边电荷数相等MnO4 + 8H+ Mn2+ + 4H2OSO3 + H2O SO4 + 2H

12、+22SO3 + H2O - 2e- SO4 + 2H+2 2MnO4 + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O第23页/共33页( (3)3)根据原则根据原则1 1，求出最小公倍数，乘，求出最小公倍数，乘 以两个半反应式，并相加。以两个半反应式，并相加。 ( (4)4)整理整理，即得配平的离子反应方程式即得配平的离子反应方程式。22 MnO4 + 8H+ + 5e- Mn2+ + 4H2O5 SO3 + H2O - 2e- SO4 + 2H+ +）2MnO4 + 16H+ + 5SO3 + 5H2O 2Mn2+ + 8H2O+ 5SO4 +10H+2222MnO4 +5SO3 +6H+

13、 2Mn2+8H2O+ 5SO4 22第24页/共33页(1)(1)写出未配平的离子反应方程式写出未配平的离子反应方程式 (2)(2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式MnO4 + SO3 MnO4 + SO4 +OH- - 22MnO4 MnO42SO3 SO422第25页/共33页( (2)2)将反应分解为两个半反应方程式将反应分解为两个半反应方程式1.1.使半反应式两边相同元素的原子数相等使半反应式两边相同元素的原子数相等右边多右边多 1 1个个O原子，右边加原子，右边加 1 1个个H2O，左边加左边加2个个OH-MnO4 MnO42-SO3 + 2OH- SO4

14、+ H2O2-2-第26页/共33页( (3)3)根据原则根据原则1 1，求出最小公倍数，乘，求出最小公倍数，乘 以两个半反应式，并相加。以两个半反应式，并相加。 以上即为配平的离子反应方程式以上即为配平的离子反应方程式2-2-2-2-2-2 MnO4 + e- MnO41 SO3 + 2OH- - 2e- SO4 +H2O+ +）2MnO4 + SO3 + 2OH- 2MnO4 + SO4 +H2O2-第27页/共33页在配平半反应式，如果反应物、生成在配平半反应式，如果反应物、生成物所含氧原子数不等时，可根据介质物所含氧原子数不等时，可根据介质的酸碱性来配平。的酸碱性来配平。 半反应式半反应式介质介质注意酸性酸性碱性碱性多氧原子一侧多氧原子一侧H+H2O 不能出现不能出现OH- -少氧原子一侧少氧原子一侧H2OOH- -不能出现不能出现H+第28页/共33页4.1.2 离子-电子法但不能配平气相或固相反应式但不能配平气相或固相反应式第29页/共33页氧化还原反应式配平课堂练习氧化还原反应式配平课堂练习(1) Cr2O72-+Fe2+H+ Cr3+Fe3+H2OCr2O72-+14H+6e- 2Cr3+7H2O Fe2+ - e- Fe3+ +)16Cr2O72- + 14H+ + 6Fe2+ 2Cr3+ + 7H2O + 6Fe3+第30页/共33