淺析有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式的代數(shù)法配平法

金書(shū)毅

摘 要：作為在生活實(shí)踐中應(yīng)用較為廣泛的一門(mén)學(xué)科，高中化學(xué)知識(shí)的抽象性決定了其學(xué)習(xí)難度較高，并且，由于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的影響因素眾多，因此需要掌握和記憶的知識(shí)點(diǎn)也較多，其中有機(jī)氧化還原反應(yīng)最具有代表性。本文針對(duì)有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式的配平進(jìn)行討論，通過(guò)幾個(gè)典型的題目來(lái)介紹代數(shù)配平法的具體應(yīng)用，從而使廣大高中生朋友能夠更加靈活地掌握配平法的應(yīng)用技巧，提高化學(xué)反應(yīng)方程式的配平效率。

關(guān)鍵詞：有機(jī)氧化還原反應(yīng) 方程式 代數(shù)法 配平

中圖分類(lèi)號(hào)：G63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）09（a）-0166-02

在高中化學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，方程式的配平是重點(diǎn)內(nèi)容之一，尤其是氧化還原反應(yīng)方程式的配平，其難度相對(duì)較高，在配平過(guò)程中需要綜合考慮多個(gè)參量變化的影響。然而，相比大多數(shù)的無(wú)機(jī)氧化還原反應(yīng)來(lái)說(shuō)，有機(jī)化學(xué)的氧化還原反應(yīng)方程式的配平難度較大，需要掌握一定的方法才能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確配平，否則，將導(dǎo)致配平失敗。

1 氧化還原反應(yīng)方程式的配平依據(jù)

在對(duì)氧化還原反應(yīng)方程式進(jìn)行配平的過(guò)程中，需要遵循質(zhì)量守恒定律，也就是在化學(xué)反應(yīng)前后，參與化學(xué)反應(yīng)與最終生成的對(duì)應(yīng)原子數(shù)是不變的，通常情況下，反應(yīng)物中原子的種類(lèi)就代表了在配平化學(xué)反應(yīng)方程式的過(guò)程中我們可以用來(lái)求解的方程個(gè)數(shù)。

對(duì)于有機(jī)氧化還原反應(yīng)來(lái)說(shuō)，在觀察其化學(xué)反應(yīng)方程式的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)前后各類(lèi)型原子的化合價(jià)多不發(fā)生變化，在這種情況下，有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式的配平就不同于傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)氧化還原反應(yīng)，在這里，則需要通過(guò)原子的氧化數(shù)量來(lái)輔助完成化學(xué)反應(yīng)方程式的配平，即在有機(jī)氧化還原反應(yīng)前后，反應(yīng)物中被氧化的原子數(shù)量與被還原的原子數(shù)量是相等的。

這里需要注意的是，化學(xué)反應(yīng)方程式的另一種形式——離子方程式，應(yīng)當(dāng)遵循電荷守恒原理，在反應(yīng)前后總電荷數(shù)量不變。

2 有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式配平中代數(shù)法的應(yīng)用舉例

為更好地研究有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式的配平，以及熟練掌握代數(shù)法的應(yīng)用，這里可以通過(guò)幾個(gè)典型的例題進(jìn)行深入分析。

例1 某有機(jī)化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

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

請(qǐng)對(duì)該化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行配平。

解析：該化學(xué)反應(yīng)屬于有機(jī)氧化還原反應(yīng)，且屬于分子反應(yīng)形式，因此，在對(duì)此類(lèi)化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行配平的過(guò)程中，可以使用代數(shù)法進(jìn)行多元函數(shù)方程組求解。

解：假設(shè)方程式配平結(jié)果如下：

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

那么，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可以得出以下方程組：

此時(shí)，則可以通過(guò)求方程組的方法，分別求出a、b、c、d、e、f，但是這里需要注意的是，6個(gè)未知數(shù)，卻只有5個(gè)方程，正常求解是無(wú)法得到方程的解。為此，這里可以使用未知量的假設(shè)方法，假設(shè)a=1，經(jīng)過(guò)計(jì)算之后，可以得到b=2a=2，c=a=1，d=2a=2，e=3a=3，f=a=1，將以上結(jié)果代入化學(xué)方程式中，使各項(xiàng)系數(shù)不存在最小公約數(shù)之后，配平后的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

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

3 針對(duì)離子表示的有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式的配平技巧

通常情況下，為更好地表現(xiàn)有機(jī)氧化還原反應(yīng)過(guò)程中的不同元素的化合價(jià)的變化，人們多采用離子化學(xué)反應(yīng)方程式的形式來(lái)進(jìn)行表示，對(duì)于此類(lèi)化學(xué)反應(yīng)方程式的配平，則多采用電量守恒的原理。通常情況下，需要根據(jù)反應(yīng)介質(zhì)的不同來(lái)確定配平電荷，對(duì)于配平過(guò)程中常用的氫離子（H+）和氫氧根（OH-），可以根據(jù)實(shí)際情況有選擇地放在化學(xué)反應(yīng)方程式的左右兩邊，當(dāng)某一離子的系數(shù)在配平過(guò)程中小于零時(shí)，那么意味著它應(yīng)當(dāng)在化學(xué)反應(yīng)方程式的另外一邊。下面通過(guò)一個(gè)具體的解題過(guò)程，對(duì)離子化學(xué)反應(yīng)方程式的代數(shù)法配平加以介紹。

例2 某一有機(jī)氧化還原反應(yīng)的離子反應(yīng)式如下所示：

請(qǐng)對(duì)該離子反應(yīng)式進(jìn)行配平。

解析：目前，已知其中離子的帶電情況，利用代數(shù)法，對(duì)離子反應(yīng)式的左右兩側(cè)代入未知量a、b、c、d、e、f，而后根據(jù)質(zhì)量守恒和氧化—還原平衡原則，求得其中各個(gè)未知量的解。

解：假設(shè)該離子反應(yīng)式的配平結(jié)果如下：

那么，根據(jù)離子反應(yīng)前后的質(zhì)量守恒原則，可以得到如下方程組：

根據(jù)氧化—還原平衡原則，被氧化原子的數(shù)量與被還原原子的數(shù)量相等，因此，這里可以得到以下關(guān)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。這里將系數(shù)為負(fù)的進(jìn)行左右位置變換，最終配平后的離子反應(yīng)式如下：

4 結(jié)語(yǔ)

有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式的配平是我們?cè)诟咧谢瘜W(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的難度較大的一種類(lèi)型，在配平此類(lèi)化學(xué)反應(yīng)方程時(shí)，需要合理使用代數(shù)配平法進(jìn)行解題，通過(guò)質(zhì)量守恒、氧化—還原平衡、未知量假設(shè)等方式，提高我們的有機(jī)氧化還原反應(yīng)方程式的配平效率。

參考文獻(xiàn)

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