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有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算

来源:未知作者:王笃年 点击:所属专题: 有机反应方程式配平

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无机氧化还原方程式的书写与配平讨论得比较多了,大家也都掌握了其基本要领。 比如,根据反应环境的酸碱性判断产物形态[如C(IV)在酸性条件下为CO 2 、在碱性条件下为C O 3 2 - 等];根据得失电子数相等,先确定氧化剂、还原剂(或氧化产物、还原产物)的化学计量数,再依

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无机氧化还原方程式的书写与配平讨论得比较多了,大家也都掌握了其基本要领。

比如,根据反应环境的酸碱性判断产物形态[如C(IV)在酸性条件下为CO2、在碱性条件下为CO32等];根据得失电子数相等,先确定氧化剂、还原剂(或氧化产物、还原产物)的化学计量数,再依次配平其它物质的化学计量数。

借鉴此思路,根据有机物中有关碳原子氧化数(化合价)的变化,也可以很快配平有机物参与的氧化还原反应方程式。

【例题1】[2025安徽卷18(2)]

有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算

已知A→B反应中还生成(NH4)2SO4和MnSO4,写出A→B的化学方程式。

解析:

观察分析可知,A→b的变化过程中,只有2个C的氧化数(化合价)发生了变化,另外的4个C没有变化。

有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算

这里,反应前A中连接-NH2的碳为什么是+1、而其对位的C则是-1呢?

因为氧化数规则规定,同种元素原子间成键时,彼此不计氧化数(均算作0),两不同元素原子间形成n条键则氧化数分别为n,而氧化数是正是负则决定于成键原子的电负性,电负性大的为负。

同样道理,我们可以知道另外的4个碳反应前、后氧化数均为-1(除连接C不计氧化数外,分别连接了一个H,而H的电负性小于C),没有变化。

于是可以算出,每个A分子在反应中共失去4个电子,而每个MnO2得到2个电子。

所以A和MnO2的化学计量数之比为1:2,结合产物中(NH4)2SO4有2个N,将其扩大一倍,定为2、4。

其它物质的化学计量数可依次算出,写出方程式:

有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算

也有人主张写出有机物的分子式,按O为-2、H为+1、N为-3,计算碳原子的平均氧化数,只是这种做法比较麻烦。

【例题2】

甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化可得苯甲酸。写出此反应的化学方程式。

解析:

分析反应前后有关碳原子氧化数的变化:

有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算

可以看出,由甲苯氧化为苯甲酸的过程中,一个甲苯分子失去6个电子,而KMnO4得到5个电子。

甲苯和KMnO4的化学计量数之比为5:6,于是可很快写出该反应的方程式:

有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算

【练习】

1.乙苯被酸性高锰酸钾溶液氧化可得苯甲酸和CO2,写出此反应的化学方程式。

2.硝基苯被铁粉和盐酸的混合物还原得到苯胺,写出此反应的化学方程式。

【参考答案】

有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算

有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算有机氧化还原方程式配平关键—碳氧化数的计算

[提示]

1.硝基苯中的N直接跟C相连,计-1价,另外连接2个-2价的O,计+4价,代数和为+3。

2.本反应可以认为直接还原硝基苯的是原子氢[H],它由铁粉与盐酸反应得到,故铁的氧化产物是亚铁而非三价铁。

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