氧化还原反应的表示方法举例(氧化还原反应的表达方式)

高考网汇集整理《高考化学知识点：氧化还原反应的表述方法》

复杂氧化还原反应的表述方法

如上所述，复杂氧化还原反应的“配平”应该与普通氧化还原反应完全不同。较合理的表述复杂氧化还原反应的方法有以下几种。

(一)平行反应法

所谓平行反应法就是用多个并列、独立的简单反应来描述这类反应的复杂性。简单反应间没有必要再去“相加”或“组合”。

就像很多人都熟悉的，即使硝酸的浓度确定它被铁还原的产物也是复杂的。如在密度为1.2g·cm-1时，其还原产物同时会有NO、NH4+、N2、NO2、N2O(按相对量多少排列)。为此，能写出如下的一组反应方程式就可以：

Fe + 4HNO3= Fe(NO3)3+ NO+ 2H2O，

8Fe + 30HNO3= 8Fe(NO3)3+3NH4NO3+ 9H2O，

10Fe + 36HNO3= 10Fe(NO3)3+3N2+ 18H2O，

Fe + 6HNO3= Fe(NO3)3+3NO2+ 3H2O，

8Fe + 30HNO3= 8Fe(NO3)3+3N2O + 15H2O。

可能任何人对这样一组反应怎样才能“相加”出一个“正确”结果的兴趣都不会大。

其实，写出这么多个反应方程式的意义也不大，能写出主要反应是Fe + 4HNO3= Fe(NO3)3+ NO+ 2H2O、知道还有许多其它副反应及副产物就可以了。在化学教学中浓、稀硝酸分别与金属铜的反应，也就是这样处理的。

(二)代数式法

对只有两个简单反应的复杂反应，可以考虑用一个变量把这其不确定性较严格地表述出来。即把反应方程式用含有变量的代数式系数来配平。

当然为了使配平的结果具有唯一性，要作一些必要的规定。

首先，对用以相加的两个简单氧化还原反应，要确定出主从关系。当复杂氧化还原反应只有三个得失电子的过程时，其中肯定有两个同为失、或同为得电子过程，规定在这两个过程中，得失电子数最多的是主要过程，另一过程是次要过程。如果得失电子数相同，那么原子序数靠后元素所关系是主要过程。

确定出主要过程后，很容易地写出并确定出由主要过程所组成的简单氧化还原反应是主反应，次要过程所在的简单氧化还原反应是次要反应。

定主反应为基准(系数为1)，把次要反应乘以一个可变量的系数(X)，两式相加，就能得到一个由代数式配平(代数式作为化学计量系数，其中的变量可以是大于1的、也可以是小于1的整数或分数)的氧化还原反应方程式。

如例1的KMnO4+ H2S + H2SO4→ K2SO4+ MnSO4+S +H2O

在Mn(+Ⅶ)+5e→Mn(+Ⅱ)、S(-Ⅱ)-2e→S(0)、S(-Ⅱ)-8e→S(+Ⅵ)三个价态变化过程中，后两个过程都是失电子的过程，这两个过程中的最后一个过程失电子数最多，所以这一过程是主要过程。由它与得电子过程组成的反应是主反应，

8MnO4-+ 5H2S +14H+= 8Mn2++5SO42-+12H2O。

另一失电子过程与得电子过程构成的反应是次要的反应，

2MnO4-+ 5H2S +6H+= 2Mn2++ 5S +8H2O。

让主要反应的化学计量数不变，与次要反应乘以变量(X)所得的结果相加，可以得到一个由代数式配平的方程式：(8+2X)MnO4-+ (5+5X)H2S+(14+6X)H+= (8+2X)Mn2++5XS+5SO42-+ (12+8X)H2O

这样所得出的配平形式是唯一的。它既包括了所有可能的特解，也能经得起人们的推敲。这是一种较合理的配平复杂氧化还原反应的方法。

(三)给出各物质相对取值范围的配平方法

代数式法便于得出复杂氧化还原反应的特解，但不便于人们对整个解的集合有一个总体的认识。为此，可以采用系数(化学计量数)取值范围配平法，以得出各物种化学计量数的确定的相对关系。

该方法为，先写出用以组合复杂氧化还原反应的两个简单氧化还原反应(其中一个是主反应)。把两个反应都涉及的那一得电子或失电子过程物种的化学计量数定为1，即把两个反应分别用该物种的化学计量系数来除，会得到两个可能有分数系数的化学方程式。把主反应的系数为起始端的值，另一反应的系数为终止端的值，用这两套化学计量系数就可以把各物种的取值范围完整地表现出来。

如例3的HClO3→ HClO4+ Cl2+O2+H2O，其中有Cl(+Ⅴ)-2e →Cl(+Ⅶ)、O(-Ⅱ)-2e→O(0)两个失电子的过程，Cl(+Ⅴ)+5e→Cl(0)这一个得电子的过程。两个失电子过程的失电子数都是2，主要过程要由元素的原子序数大小来确定。与O原子相比较，Cl的原子序数(为17)更大些，与其有关的过程是主要过程。

由于只有一个得电子的过程，这一过程在两个反应都要涉及，所以与它有关物种的化学计量数在两个简单反应中都要定为1(即HClO3在两个反应中都要出现，它的系数要定为1)。

主反应为7HClO3=5HClO4+Cl2+H2O。除以7得HClO3=(5/7)HClO4+(1/7)Cl2+(1/7)H2O

副反应4HClO3= 2Cl2+ 5O2+2H2O要除以4，得HClO3= (1/2)Cl2+(5/4)O2+(1/2)H2O。

把主反应的某物种的化学计量数为始端，以次要反应的化学计量系数为终端，可以得出化学计量数的取值范围是

HClO3=(5/7-0)HClO4+(1/7-1/2)Cl2+ (0-5/4)O2+(1/7-1/2)H2O.

可见这一配平方法并不复杂，系数的前后边界值分别对应着被组合前的简单反应，同时配平结果也可以在一定程度上反映出反应物和产物间的物质的量的关系和变化趋势。由上式能看出，当HClO4的量最小时，Cl2和O2的量有最大值;随HClO4的量的逐渐加大，有Cl2的量的不断减小的变化趋势;而无论反应在什么样的条件下进行，产物Cl2和H2O的量始终相等。

上述三种方法中，还是把复杂氧化还原反应当作是平行反应、并只写出主反应的表述形式为最好。

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