化合价在高中化学解题中的有效应用

■张宗仁

化合价是指某种元素的一个原子和其他元素的原子共同构成的化学键的数量，是物质中的原子得失的电子数或共用电子对偏移的数目，也是元素在形成化合物时表现出的一种性质。在解题时化合价主要用于氧化还原反应的确定、升降法配平化学方程式、原子序数的确定、化学产物的计算等。本文主要围绕化合价在高中化学解题中的有效应用展开论述，希望具有一定的借鉴意义。

一、化合价在氧化还原反应解题中的应用

在解答氧化还原反应的相关试题时，有效应用化合价解题可减少计算量，降低计算的复杂度和难度，尤其是根据电子守恒这一原理辅助解题，可以提高解题效率。

例如，将木炭和氧化铜的粉末混合加热，可得到红色的铜，试写出该反应的化学方程式并说出其中的氧化反应和还原反应。

分析：由已知条件可得出化学方程式为。反应过程中铜元素的化合价由+2价降低到0价，被还原;碳元素的化合价由0价升高到+4价，被氧化。所以CuO发生还原反应，C发生氧化反应。

小结：氧化还原反应的本质是电子的转移(得失或偏移)，元素化合价的升降是由于电子的转移而引起的，我们根据反应前后元素化合价有无变化来判断反应是否是氧化还原反应。氧化反应是物质失去电子的反应，还原反应是物质得到电子的反应，因此在化学反应中，若某物质失去电子则必然会有物质得到电子，且得失电子的数目相等。不过在同素异形体的相互转化中，虽然有单质的参加和生成，但是没有元素化合价的变化，不是氧化还原反应。

二、化合价在配平化学方程式中的应用

配平化学方程式主要遵循电子守恒定律，利用化合价升高和降低的数目相等、反应前后元素化合价的升降数计算反应中各物质的化学计量数。

分析：通过对反应前后元素化合价的升降进行分析，我们发现铜元素的化合价升高2，氮元素的化合价降低3，因为化合价升高和降低的数目要相等，所以有3Cu+2 HNO3(稀) →3Cu(NO3)2+2NO+H2O。再根据原子守恒得出HNO3、H2O的化学计量数。所以配平后的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀)══3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。

小结：运用化合价升降配平化学方程式是建立在原子守恒定律的基础上的，但是要注意在配平过程中应以观察法和最小公倍数法为主，同时运用奇数变偶数法，先配平化学方程式一奇一偶的元素，以方便找出化学方程式中各元素化学计量数的配比。

化学方程式配平一般遵循两个原则，一是还原剂失电子总数和氧化剂得电子总数相等；二是发生反应前后各元素对应的原子数相等，按照“标好价、列变化、求总数和配系数”的步骤进行。“标好价”即写出反应物及生成物的分子式，标出元素的化合价；“列变化”即观察反应前后元素化合价的变化情况并列出；“求总数”即根据化合价升降总数相等求出元素化合价变化的物质的化学计量数；“配系数”即配平其他物质的化学计量数。

三、结语

综上所述，高中生在学习化学时要明白化合价对解题的重要作用，多多总结化合价的各种规律，并反复多次运用到不同题型中，以达到降低题目难度，节省解题时间，提高化学解题效率的目的。而化合价在配平氧化还原型的化学方程式中应用最为广泛，可保证氧化剂得电子数目和还原剂失电子数目的一致性，根据电子守恒定律计算元素的化合价，可以保证解题的正确性，这一方法同学们应牢固掌握。