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浅析有机氧化还原反应方程式的代数法配平法
发布时间:2018-12-03        浏览次数:17        返回列表

金书毅

摘 要:作为在生活实践中应用较为广泛的一门学科,高中化学知识的抽象性决定了其学习难度较高,并且,由于化学反应过程中的影响因素众多,因此需要掌握和记忆的知识点也较多,其中有机氧化还原反应最具有代表性。本文针对有机氧化还原反应方程式的配平进行讨论,通过几个典型的题目来介绍代数配平法的具体应用,从而使广大高中生朋友能够更加灵活地掌握配平法的应用技巧,提高化学反应方程式的配平效率。

关键词:有机氧化还原反应 方程式 代數法 配平

中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2018)09(a)-0166-02

在高中化学的学习过程中,方程式的配平是重点内容之一,尤其是氧化还原反应方程式的配平,其难度相对较高,在配平过程中需要综合考虑多个参量变化的影响。然而,相比大多数的无机氧化还原反应来说,有机化学的氧化还原反应方程式的配平难度较大,需要掌握一定的方法才能够实现准确配平,否则,将导致配平失败。

1 氧化还原反应方程式的配平依据

在对氧化还原反应方程式进行配平的过程中,需要遵循质量守恒定律,也就是在化学反应前后,参与化学反应与最终生成的对应原子数是不变的,通常情况下,反应物中原子的种类就代表了在配平化学反应方程式的过程中我们可以用来求解的方程个数。

对于有机氧化还原反应来说,在观察其化学反应方程式的过程中可以发现,反应前后各类型原子的化合价多不发生变化,在这种情况下,有机氧化还原反应方程式的配平就不同于传统的无机氧化还原反应,在这里,则需要通过原子的氧化数量来辅助完成化学反应方程式的配平,即在有机氧化还原反应前后,反应物中被氧化的原子数量与被还原的原子数量是相等的。

这里需要注意的是,化学反应方程式的另一种形式——离子方程式,应当遵循电荷守恒原理,在反应前后总电荷数量不变。

2 有机氧化还原反应方程式配平中代数法的应用举例

为更好地研究有机氧化还原反应方程式的配平,以及熟练掌握代数法的应用,这里可以通过几个典型的例题进行深入分析。

例1 某有机化学反应方程式如下:

CH3 CHO+[Ag (NH3 )2 ]OH→CH3 COONH4+Ag+NH3+H2 O

请对该化学反应方程式进行配平。

解析:该化学反应属于有机氧化还原反应,且属于分子反应形式,因此,在对此类化学反应方程式进行配平的过程中,可以使用代数法进行多元函数方程组求解。

解:假设方程式配平结果如下:

aCH3CHO+b[Ag(NH3)2]OH→cCH3COONH4+dAg+eNH3+fH2O

那么,根据质量守恒定律,可以得出以下方程组:

此时,则可以通过求方程组的方法,分别求出a、b、c、d、e、f,但是这里需要注意的是,6个未知数,却只有5个方程,正常求解是无法得到方程的解。为此,这里可以使用未知量的假设方法,假设a=1,经过计算之后,可以得到b=2a=2,c=a=1,d=2a=2,e=3a=3,f=a=1,将以上结果代入化学方程式中,使各项系数不存在最小公约数之后,配平后的化学反应方程式如下:

CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OH→CH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O

3 针对离子表示的有机氧化还原反应方程式的配平技巧

通常情况下,为更好地表现有机氧化还原反应过程中的不同元素的化合价的变化,人们多采用离子化学反应方程式的形式来进行表示,对于此类化学反应方程式的配平,则多采用电量守恒的原理。通常情况下,需要根据反应介质的不同来确定配平电荷,对于配平过程中常用的氢离子(H+)和氢氧根(OH-),可以根据实际情况有选择地放在化学反应方程式的左右两边,当某一离子的系数在配平过程中小于零时,那么意味着它应当在化学反应方程式的另外一边。下面通过一个具体的解题过程,对离子化学反应方程式的代数法配平加以介绍。

例2 某一有机氧化还原反应的离子反应式如下所示:

请对该离子反应式进行配平。

解析:目前,已知其中离子的带电情况,利用代数法,对离子反应式的左右两侧代入未知量a、b、c、d、e、f,而后根据质量守恒和氧化—还原平衡原则,求得其中各个未知量的解。

解:假设该离子反应式的配平结果如下:

那么,根据离子反应前后的质量守恒原则,可以得到如下方程组:

根据氧化—还原平衡原则,被氧化原子的数量与被还原原子的数量相等,因此,这里可以得到以下关系式:

2a=3b;2d=3e;2a=3e;2d=3b;2a=2d;3b=3e

由此可以得到a=3,b=2,c=-2,d=3,e=2,f=-4。这里将系数为负的进行左右位置变换,最终配平后的离子反应式如下:

4 结语

有机氧化还原反应方程式的配平是我们在高中化学学习过程中遇到的难度较大的一种类型,在配平此类化学反应方程时,需要合理使用代数配平法进行解题,通过质量守恒、氧化—还原平衡、未知量假设等方式,提高我们的有机氧化还原反应方程式的配平效率。

参考文献

[1] 王宏志,陶玉杰.用待定系数法配平复杂氧化还原反应方程式[J].通化师范学院学报,2004(2):19-21.

[2] 谭义秋,王均华.浅谈氧化还原反应方程式的配平[J].南宁师范高等专科学校学报,2007(3):132-136.