2025年高一上學(xué)期化學(xué)氧化還原反應(yīng)配平專(zhuān)項(xiàng)一、氧化還原反應(yīng)配平的核心原則氧化還原反應(yīng)配平是基于化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)規(guī)律展開(kāi)的，其核心原則包括三大守恒：1.電子守恒即氧化劑得電子總數(shù)等于還原劑失電子總數(shù)，表現(xiàn)為化合價(jià)升高總數(shù)與降低總數(shù)相等。例如在反應(yīng)(\text{Cu}+\text{HNO}_3(\text{稀})\rightarrow\text{Cu(NO}_3\text{)}_2+\text{NO}\uparrow+\text{H}_2\text{O})中，Cu元素化合價(jià)從0升高到+2（每個(gè)Cu原子失2e?），N元素從+5降低到+2（每個(gè)N原子得3e?），二者最小公倍數(shù)為6，因此Cu的化學(xué)計(jì)量數(shù)為3，NO的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，確保電子轉(zhuǎn)移總數(shù)均為6e?。2.質(zhì)量守恒反應(yīng)前后各元素原子種類(lèi)和數(shù)目不變。例如配平(\text{Fe}_2\text{O}_3+\text{CO}\rightarrow\text{Fe}+\text{CO}_2)時(shí)，先通過(guò)電子守恒確定Fe?O?與CO的計(jì)量數(shù)比為1:3，再根據(jù)C、O原子守恒配平CO?和Fe，最終得到(\text{Fe}_2\text{O}_3+3\text{CO}\xlongequal{\text{高溫}}2\text{Fe}+3\text{CO}_2)。3.電荷守恒僅適用于離子反應(yīng)，即反應(yīng)前后離子所帶總電荷相等。例如配平(\text{MnO}_4^-+\text{Cl}^-+\text{H}^+\rightarrow\text{Mn}^{2+}+\text{Cl}_2\uparrow+\text{H}_2\text{O})時(shí)，先通過(guò)電子守恒確定MnO??與Cl?的計(jì)量數(shù)比為2:10，再根據(jù)電荷守恒計(jì)算H?的計(jì)量數(shù)：左邊電荷總數(shù)為(2\times(-1)+10\times(-1)+n(\text{H}^+)\times(+1))，右邊為(2\times(+2))，解得(n(\text{H}^+)=16)，最后配平H?O。二、配平的一般步驟（正向配平法）以(\text{H}_2\text{O}_2+\text{H}_2\text{CrO}_4\rightarrow\text{O}_2\uparrow+\text{Cr(OH)}_3\downarrow+\text{H}_2\text{O})為例，具體步驟如下：1.標(biāo)價(jià)態(tài)標(biāo)出反應(yīng)前后變價(jià)元素的化合價(jià)：(\text{H}_2\overset{-1}{\text{O}}_2+\text{H}_2\overset{+6}{\text{Cr}}\text{O}_4\rightarrow\overset{0}{\text{O}}_2\uparrow+\overset{+3}{\text{Cr}}(\text{OH})_3\downarrow+\text{H}_2\text{O})2.列變化計(jì)算化合價(jià)升降數(shù)值：O元素：從-1升高到0，每個(gè)O?分子含2個(gè)O原子，故每生成1分子O?化合價(jià)升高(2\times[0-(-1)]=2)；Cr元素：從+6降低到+3，每個(gè)Cr原子化合價(jià)降低(6-3=3)。3.等升降求化合價(jià)升降總數(shù)的最小公倍數(shù)（2和3的最小公倍數(shù)為6），確定氧化劑、還原劑及產(chǎn)物的計(jì)量數(shù)：升高總數(shù)為6時(shí)，需生成3分子O?（3×2=6），對(duì)應(yīng)H?O?的計(jì)量數(shù)為3；降低總數(shù)為6時(shí)，需2個(gè)Cr原子（2×3=6），對(duì)應(yīng)H?CrO?和Cr(OH)?的計(jì)量數(shù)為2。4.配其他根據(jù)原子守恒配平剩余物質(zhì)：左邊H原子總數(shù)：(3\text{H}_2\text{O}_2+2\text{H}_2\text{CrO}_4)中含(3\times2+2\times2=10)個(gè)H；右邊Cr(OH)?含(2\times3=6)個(gè)H，剩余4個(gè)H分配給H?O，即2分子H?O。5.查守恒最終配平結(jié)果：(3\text{H}_2\text{O}_2+2\text{H}_2\text{CrO}_4=3\text{O}_2\uparrow+2\text{Cr(OH)}_3\downarrow+2\text{H}_2\text{O})，檢查各原子種類(lèi)和數(shù)目是否守恒。三、典型配平技巧與實(shí)例解析1.逆向配平法（適用于自身氧化還原反應(yīng)）當(dāng)氧化劑和還原劑為同一物質(zhì)（如歧化反應(yīng)）時(shí)，從生成物開(kāi)始配平。例1：配平(\text{Cl}_2+\text{NaOH}\rightarrow\text{NaCl}+\text{NaClO}+\text{H}_2\text{O})標(biāo)價(jià)態(tài)：(\overset{0}{\text{Cl}}_2+\text{NaOH}\rightarrow\text{Na}\overset{-1}{\text{Cl}}+\text{Na}\overset{+1}{\text{Cl}}\text{O}+\text{H}_2\text{O})列變化：Cl元素既升高（0→+1，失1e?）又降低（0→-1，得1e?）；等升降：得失電子數(shù)均為1，故NaCl和NaClO的計(jì)量數(shù)均為1，對(duì)應(yīng)Cl?的計(jì)量數(shù)為1（含2個(gè)Cl原子）；配其他：根據(jù)Na、H、O守恒，得到(\text{Cl}_2+2\text{NaOH}=\text{NaCl}+\text{NaClO}+\text{H}_2\text{O})。2.整體配平法（適用于多元素變價(jià)反應(yīng)）當(dāng)某物質(zhì)中兩種元素同時(shí)變價(jià)時(shí)，將該物質(zhì)視為整體計(jì)算化合價(jià)變化。例2：配平(\text{FeS}_2+\text{O}_2\rightarrow\text{Fe}_2\text{O}_3+\text{SO}_2)標(biāo)價(jià)態(tài)：(\overset{+2}{\text{Fe}}\overset{-1}{\text{S}}_2+\overset{0}{\text{O}}_2\rightarrow\overset{+3}{\text{Fe}}_2\text{O}_3+\overset{+4}{\text{S}}\text{O}_2)列變化：1分子FeS?中，F(xiàn)e從+2→+3（升1），2個(gè)S從-1→+4（各升5，共升10），整體升11；O?中2個(gè)O從0→-2（共降4）；等升降：11和4的最小公倍數(shù)為44，故FeS?計(jì)量數(shù)為4（4×11=44），O?計(jì)量數(shù)為11（11×4=44）；配其他：根據(jù)Fe、S守恒得Fe?O?為2、SO?為8，最終配平O?：(4\text{FeS}_2+11\text{O}_2\xlongequal{\text{高溫}}2\text{Fe}_2\text{O}_3+8\text{SO}_2)。3.缺項(xiàng)配平法（適用于未知物質(zhì)的反應(yīng)）缺項(xiàng)通常為H?、OH?或H?O，可根據(jù)電荷守恒或原子守恒推斷。例3：配平(\text{MnO}4^-+\text{H}2\text{O}2+\text{_}\rightarrow\text{Mn}^{2+}+\text{O}_2\uparrow+\text{H}_2\text{O})標(biāo)價(jià)態(tài)與列變化：Mn從+7→+2（降5e?），O從-1→0（升1e?，每個(gè)O?分子升2e?）；等升降：MnO??與O?的計(jì)量數(shù)比為2:5（2×5=10e?，5×2=10e?）；推缺項(xiàng)：左邊含MnO??（負(fù)電荷），右邊Mn2?（正電荷），故缺項(xiàng)為H?（提供正電荷）；配電荷：左邊電荷總數(shù)(2\times(-1)+n(\text{H}^+)\times(+1))，右邊(2\times(+2))，解得(n(\text{H}^+)=6)；配其他：根據(jù)H守恒得H?O的計(jì)量數(shù)為8，最終方程式：(2\text{MnO}_4^-+5\text{H}_2\text{O}_2+6\text{H}^+=2\text{Mn}^{2+}+5\text{O}_2\uparrow+8\text{H}_2\text{O})。四、不同類(lèi)型反應(yīng)的處理策略反應(yīng)類(lèi)型特征配平策略實(shí)例一般反應(yīng)氧化劑與還原劑為不同物質(zhì)正向配平（從反應(yīng)物入手）(\text{Cu}+\text{AgNO}_3\rightarrow\text{Cu(NO}_3\text{)}_2+\text{Ag})歧化反應(yīng)同一物質(zhì)中同種元素既升價(jià)又降價(jià)逆向配平（從生成物入手）(3\text{S}+6\text{NaOH}=2\text{Na}_2\text{S}+\text{Na}_2\text{SO}_3+3\text{H}_2\text{O})歸中反應(yīng)同種元素不同價(jià)態(tài)反應(yīng)生成中間價(jià)態(tài)正向配平，標(biāo)注不同價(jià)態(tài)原子來(lái)源(\text{H}_2\overset{-2}{\text{S}}+\text{H}_2\overset{+4}{\text{S}}\text{O}_3=3\overset{0}{\text{S}}\downarrow+3\text{H}_2\text{O})部分氧化還原反應(yīng)反應(yīng)物中僅部分元素參與氧化還原先配變價(jià)部分，再配未變價(jià)部分(3\text{Cu}+8\text{HNO}_3(\text{稀})=3\text{Cu(NO}_3\text{)}_2+2\text{NO}\uparrow+4\text{H}_2\text{O})（僅2個(gè)N原子被還原）五、易錯(cuò)點(diǎn)與強(qiáng)化訓(xùn)練1.常見(jiàn)錯(cuò)誤分析忽略化學(xué)式中原子個(gè)數(shù)：如配平(\text{Al}+\text{O}_2\rightarrow\text{Al}_2\text{O}_3)時(shí)，誤將O?的化合價(jià)變化算為“0→-2”（應(yīng)為2個(gè)O原子共降4）；電荷守恒遺漏：離子反應(yīng)中未檢查電荷，如(\text{Fe}^{3+}+\text{Cu}=\text{Fe}^{2+}+\text{Cu}^{2+})未配平電荷，正確應(yīng)為(2\text{Fe}^{3+}+\text{Cu}=2\text{Fe}^{2+}+\text{Cu}^{2+})；缺項(xiàng)判斷錯(cuò)誤：酸性條件下誤加OH?，如(\text{MnO}_4^-)與Cl?反應(yīng)中，若錯(cuò)加OH?會(huì)生成MnO?沉淀，與實(shí)際不符。2.針對(duì)性練習(xí)（1）配平(\text{NH}_3+\text{O}_2\rightarrow\text{NO}+\text{H}_2\text{O})（提示：N從-3→+2，O從0→-2，最小公倍數(shù)為20）；（2）配平離子方程式(\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}+\text{Fe}^{2+}+\text{H}^+\rightarrow\text{Cr}^{3+}+\text{Fe}^{3+}+\text{H}_2\text{O})（提示：Cr?O?2?中2個(gè)Cr均從+6→+3）；（3）配平(\text{KClO}_3+\text{HCl}(\text{濃})\rightarrow\text{KCl}+\text{Cl}_2\uparrow+\text{H}_2\text{O})（提示：Cl元素歸中反應(yīng)，+5→0和-1→0）。參考答案：（1）(4\text{NH}_3+5\text{O}_2\xlongequal{\text{催化劑}}4\text{NO}+6\text{H}_2\text{O})（2）(\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}+6\text{Fe}^{2+}+14\text{H}^+=2\text{C