浅谈化合价在高中化学解题效率提高中的运用.pdf

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1、浅谈化合价在高中化学解题效率提高中的运用周翔字(长郡中学，湖南长沙410004)摘要：巧用化合价相关知识，能使高中化学很多氧化还原反应有关问题得到简化。本文对中学化学中化合价的定义进行了简要概述，粗略探讨了化合价在配平化学方程式和氧化还原反应定量计算中的有效利用方法。关键词：化合价；高中化学；有效利用氧化还原反应的相关题目往往能难倒很多中学学生，究其原因，不会合理利用化合价有关知识是其主要原因。探究如何利用化合价帮助学生提高高中化学解题效率对每一个高中化学教师都很有研究的必要。1中学化学中化合价的定义

2、概述元素之间相互化合时，反应物原子的个数比会因为原子的最外层电子数的不同而有所差异，譬如元素钾K和元素氯cl化合时，元素钾K因为其最外层具有1个容易失去的电子而显+l价，元素氯Cl电子层的最外层具有7个电子容易得到元素钾K最外层的1个电子而形成8电子的稳定结构因而显示一1价，这种情况相互化合的两个元素的原子比为l：1。但当由元素镁Mg与元素氯C1化合时，因为元素镁Mg最外层有两个活跃的电子，形成化合物时会显示+2价，故形成化合物MgClz时，镁原子和氯原子的比例为1：2。一个化合物如果正负化合价总和不

3、能为0，那构成化合物原子的电子排布就不能达到稳定，形不成稳定的化合物。化合价只是针对元素与其他元素化合时才会表现出来的性质，单质分子是没有化合价的说法的，也可以认为其化合价为“0”。2在配平化学方程式的过程中化合价的妙用在氧化还原反应中，还原剂失去电子的总共数目一定要与氧化剂得到电子的总共数目相等，利用这一点，在化学方程式的配平过程中，可以先写出氧化剂和还原剂的分子式，在其化合价发生变化的元素上面标明化合价，计算其元素在反应前后的化合价变化总和。运用电子守恒原理，通过简单的系数计算使其整个反应内的电子

4、得失总数相等，最后通过原子守恒原理在方程式两边添加上和数目的水等物质即可。典例1：配平化学方程式C+HNO，一N0z+C02+H：O。反应C+HNO，一NO：+CO：十HzO，碳元素c从oft至lJ+4价失去电子作还原剂，硝酸HNO，中氮元素N从+5价变为+4价得到电子作氧化剂，设原反应为aC+bHNO，一bN0。+aC02+H：0，根据电子守恒易得4a=b，元方程可先写为c+4HN03-*4N02+C02+H：0。根据原子守恒把氢元素H配平，可得Hz0前的系数是2，所以所求化学方程式为C+4HN03

5、．4NO：+C0z+2H：0。可见，运用化合价的变化，加上电子守恒定律先配平氧化剂和还原剂，最后根据氢原子H守恒可以非常快捷地配平氧化还原反应的化学方程式。典例2：配平化学方程式Nal03+NaHS0厂-NaHS0。+Na2SO。+12+H20NaIO，+NaHSO，一NaHSO一+Na：SO。+Iz+Hz0中元素碘I和元素S有明显的化合价变化，可以看到元素碘I在反应物NaIO，显+5价，在生成物Iz中显0价，可知NalO，得电子为反应的氧化剂。而反应物NaHSO，中元素s显+4价，而在生成物NaHS

6、O。中显示+6fir，所以元素S在反应中失去电子，作反应的还原剂，若将反应设为2aNal03+bNaHS03_÷cNaHs04+dNa2S04+a12+H20，则根据电子守恒有10a=2b。再根据钠原子Na和硫原子S守恒有2a+b=c+2d，b=c+d，联解可得，所求的化学方程式为2NaIO，+5NaH—S03----}3NaHSO一+2NazSO。+I：+H：0，最后跟氢原子H守恒可得H：0的系数为1，所以2NalO，+5NaHS03=3NaHS04+2Na2S04+12+H20为本例的最终答案。由

7、本例可以看出，巧用化合价是可以将一些看似非常复杂的方程式配平问题变得非常简单的，这样的题目如果不借助化合价来列出电子守恒方程，氧化剂和还原剂的系数是根本没有办法确定的。3在化学定量问题的求解中化合价的巧用3．1氧化还原反应求物质的具体量的计算问题在一些牵涉到氧化还原反应的复杂定量问题的求解中，如果不借助化合价立出电子守恒的相关方程，计算量可能大大增大或者是根本无法解答出来。学会利用化合价来列出电子得失方程在定量计算中是尤为重要的。典例3：一定量的HNO，浓溶液，与3．84克铜相混合，将反应放出的气体收

8、集起来发现其在标准状况下刚好为l摩尔，若将其气体的收集气瓶放入水槽中，在标准状况下要多少氧气的融入才能使得气瓶被溶液所充满?解析：集气瓶要想被溶液所充满，则集气瓶中不能够有不溶于水的气体，浓硝酸与铜反应肯定是生成了不溶于水的氢气，而现在要让这些氢气与氧气反应掉，计算氧气的量。如果根据铜的量先算氢气的量，再用氢气的量算氧气的量，那问题就被复杂化了，而大量的计算也容易出错。所以这里就要用到化合价来进行电子得失的计算。cu从单质的0价变为+2价，1摩尔铜失2摩