金海霞
(甘肅省文縣第四中學(xué) 甘肅文縣 746404)
初中化學(xué)方程式的配平方法
金海霞
(甘肅省文縣第四中學(xué) 甘肅文縣 746404)
必須以客觀事實(shí)為基礎(chǔ),遵守質(zhì)量守恒定律,正確書(shū)寫化學(xué)方程式為前提,才能準(zhǔn)確的進(jìn)行化學(xué)方程式的配平。同一方程式可以用多種方法配平,根據(jù)自己對(duì)各種方法的熟練程度,靈活應(yīng)用最簡(jiǎn)單的方法。各種方法相互配合,綜合應(yīng)用,可以事半功倍。
化學(xué)方程式的配平方法靈活多變,一式多法,要根據(jù)不同的類型和具體的題型,依據(jù)自己掌握的程度,靈活的應(yīng)用。下面是幾種配平法,有助于更好地,更準(zhǔn)確地配平化學(xué)方程式。
通常用于簡(jiǎn)單的化學(xué)方程式配平,或作為配平復(fù)雜反應(yīng)的輔助方法。配平關(guān)鍵是找出前后出現(xiàn)“個(gè)數(shù)”最多的原子(或原子團(tuán)),并求出它們的最小公倍數(shù)。步驟如下:
1.找出反應(yīng)式左右兩端原子(或原子團(tuán))數(shù)最多的某一原子(或原子團(tuán)),求出它們的最小公倍數(shù)。
2.將此最小公倍數(shù)分別除以左右兩邊原來(lái)的原子(或原子團(tuán))數(shù),所得商值,分別是它們所在化學(xué)式的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
3.依據(jù)已確定的物質(zhì)化學(xué)式的化學(xué)計(jì)量數(shù)、推導(dǎo)并求出其它化學(xué)式的化學(xué)計(jì)量數(shù),將方程式配平為止。
4.驗(yàn)證反應(yīng)式,配平是否正確。
[例]:試配平鋁和稀硫酸Al+H2SO4——Al2(SO4)3+H2↑。
[分析]
(1)該反應(yīng)SO4原子團(tuán)數(shù)較多且在兩邊只出現(xiàn)一次,故先求出兩邊SO4原子團(tuán)數(shù)的最小公倍數(shù):1×3=3;
(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,要使反應(yīng)式左右兩邊的SO4原子團(tuán)數(shù)相等,H2SO4的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須為3(3/1),Al2(SO4)3的化學(xué)計(jì)量數(shù)必須為1(3/3);
(3)配Al和H2。由3H2SO4和Al2(SO4)3可知,Al和H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為2和3時(shí),左右兩邊的Al和H2的數(shù)才相等;
(4)最后檢驗(yàn),得完整的化學(xué)方程式。
第一步:Al+3H2SO4——Al2(SO4)3+H2↑(配平SO4原子團(tuán)數(shù))
第二步:2Al+3H2SO4——Al2(SO4)3+3H2↑(配平鋁原子數(shù))
第三步:Al+3H2SO4——Al2(SO4)3+3H2↑(配平氫原子數(shù))
第四步:2Al+3H2SO4══ Al2(SO4)3+3H2↑(短線改為等號(hào))
兩個(gè)奇數(shù)或兩個(gè)偶數(shù)之和為偶數(shù);奇數(shù)與偶數(shù)之和則為奇數(shù)—簡(jiǎn)稱加法則。奇數(shù)與偶數(shù)或兩個(gè)偶數(shù)之積為偶數(shù);兩個(gè)奇數(shù)之積則仍為奇數(shù)—簡(jiǎn)稱乘法則。這種方法適用于化學(xué)方程式兩邊某一元素多次出現(xiàn),并兩邊的該元素原子總數(shù)有一奇一偶,先選定含該元素奇數(shù)個(gè)原子的化學(xué)式,試配適當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù),使之偶數(shù)化;再由推得的化學(xué)計(jì)量數(shù),來(lái)確定其它物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù);最后將化學(xué)計(jì)量數(shù)整數(shù)化。
例:配平FeS2十O2——Fe2O3十SO2
(1)從方程式可知,氧元素在兩邊出現(xiàn)的次數(shù)較多,且原子個(gè)數(shù)在兩邊有奇有偶。反應(yīng)式左邊有O2,由“乘法則”可知,O原子總數(shù)必為偶,而由“加法則”可知,要使右邊O原子總數(shù)亦為偶,就必須給右邊含奇數(shù)個(gè)氧原子的Fe2O3化學(xué)計(jì)量數(shù)選配2,使之偶數(shù)化;
(2)由確定的化學(xué)計(jì)量數(shù),推出與此有關(guān)的其它物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。反應(yīng)式右邊有4個(gè)Fe原子,故左邊FeS2的化學(xué)計(jì)量數(shù)須配4;
(3)然后以左邊的S原子數(shù),推得右邊應(yīng)有8SO2;
(4)最后配平O原子,當(dāng)左邊有11O2時(shí),反應(yīng)式則可配平。
第一步:FeS2十O2——2Fe2O3十SO2(配氧原子偶數(shù)化)
第二步:4FeS2十O2——2Fe2O3十SO2(配平鐵原子)
第三步:4FeS2十O2——2Fe2O3十8SO2(配平硫原子)
第四步:4FeS2十11O2——2Fe2O3十8SO2(配平氧原子)
第五步:4FeS2十11O2══ 2Fe2O3十8SO2(反應(yīng)條件高溫)
(1)從化學(xué)式較復(fù)雜的一種生成物推求反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)和這一生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù);(2)根據(jù)求得的化學(xué)計(jì)量數(shù),再找其它化學(xué)計(jì)量數(shù),這樣即可配平。例:配平H2O+Fe—Fe2O?+H2
第一步:3H2O+Fe—Fe2O?+H2↑(配平氧原子)
第二步:3H2O+Fe—Fe2O?+3H2↑(配平氫原子)
第三步:3H2O+2Fe—Fe2O?+3H2↑(配平鐵原子)
第四步:3H2O+2Fe==Fe2O?+3H2↑(反應(yīng)條件高溫)
步驟如下:
(1)設(shè)a、b、c、d等未知數(shù),分別作為待配平的化學(xué)方程式兩端各項(xiàng)化學(xué)式的化學(xué)計(jì)量數(shù);
(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,反應(yīng)前后各元素的原子種類和個(gè)數(shù)必須相等同的原則,列出每種元素的原子數(shù)與化學(xué)計(jì)量數(shù)a、b、c、d……關(guān)系的代數(shù)式,這些可聯(lián)立成一待定方程組;
(3)解此待定方程組、就可求得各未知數(shù)與其中之一間的倍數(shù)關(guān)系:a=xd,b=yd,c=zd,...;
(4)為使各化學(xué)計(jì)量數(shù)成為最小正整數(shù),令d為某一正整數(shù),將所得a、b、c、d等值代入原化學(xué)反應(yīng)式的待定位置,配平即告完成。
例:配平FeS2+O2—SO2+Fe2O3
分析:
(1)設(shè)a、b、c、d分別為反應(yīng)式中各物質(zhì)化學(xué)式的化學(xué)計(jì)量數(shù):aFeS2+bO2—cSO2+dFe2O3
(2)依據(jù)質(zhì)量守恒定律:反應(yīng)前后各元素的原子數(shù)目必須相等,列出a、b、c、d的關(guān)系式:對(duì)Fe原子有:a=2d ① ;對(duì)O原子有:2b=2c+3d ②;對(duì)S原子有:2a=2c ③
(3)解①、②、③的聯(lián)立方程組,得:a=2d,b=7/2d,c=2d
(4)為使各個(gè)化學(xué)計(jì)量數(shù)為最小的正整數(shù),令d=2,則a=4,b =7,c=4。將a、b、c、d的值代入原化學(xué)反應(yīng)式的相應(yīng)位置,即得配平的方程式為:4FeS2+7O2══4SO2+2Fe2O3(高溫)
(5)檢驗(yàn)方程式確已配平,要保證各化學(xué)計(jì)量數(shù)為無(wú)公約數(shù)的最小正整數(shù)。
選擇化學(xué)方程式中組成最復(fù)雜的化學(xué)式,定其化學(xué)計(jì)量數(shù)為1,根據(jù)該化學(xué)式依次推配其他化學(xué)計(jì)量數(shù)。若計(jì)量數(shù)為分?jǐn)?shù),將各計(jì)量數(shù)同乘各分母的最小公倍數(shù),化分為整。例:NH4NO3——N2+O2+H2O
第一步:設(shè)NH4NO3的系數(shù)為1;
第二步:反應(yīng)中的N原子和H原子分別轉(zhuǎn)移到N2和H2O中,故N2的系數(shù)為1,H2O的系數(shù)為2;
第三步:由右端氧原子總數(shù)推O2系數(shù)為1/2;
第四步:為了使各個(gè)系數(shù)成為最小的正整數(shù),左右兩邊同乘以2。
即:1NH4NO3——N2+O2+H2O ;1NH4NO3——1N2+O2+ 2H2O
1NH4NO3——1N2+1/2O2+2H2O ;2NH4NO3══2N2↑+O2↑+4H2O(高溫)
總之,化學(xué)方程式的配平以客觀事實(shí)為基礎(chǔ)并遵守質(zhì)量守恒定律。同一方程式可以用多種方法配平,根據(jù)自己對(duì)各種方法的熟練程度,靈活應(yīng)用最簡(jiǎn)單的方法。各種方法相互配合,綜合應(yīng)用,可以事半功倍。