金海霞
(甘肅省文縣第四中學 甘肅文縣 746404)
初中化學方程式的配平方法
金海霞
(甘肅省文縣第四中學 甘肅文縣 746404)
必須以客觀事實為基礎,遵守質量守恒定律,正確書寫化學方程式為前提,才能準確的進行化學方程式的配平。同一方程式可以用多種方法配平,根據自己對各種方法的熟練程度,靈活應用最簡單的方法。各種方法相互配合,綜合應用,可以事半功倍。
化學方程式的配平方法靈活多變,一式多法,要根據不同的類型和具體的題型,依據自己掌握的程度,靈活的應用。下面是幾種配平法,有助于更好地,更準確地配平化學方程式。
通常用于簡單的化學方程式配平,或作為配平復雜反應的輔助方法。配平關鍵是找出前后出現“個數”最多的原子(或原子團),并求出它們的最小公倍數。步驟如下:
1.找出反應式左右兩端原子(或原子團)數最多的某一原子(或原子團),求出它們的最小公倍數。
2.將此最小公倍數分別除以左右兩邊原來的原子(或原子團)數,所得商值,分別是它們所在化學式的化學計量數。
3.依據已確定的物質化學式的化學計量數、推導并求出其它化學式的化學計量數,將方程式配平為止。
4.驗證反應式,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SO4原子團數較多且在兩邊只出現一次,故先求出兩邊SO4原子團數的最小公倍數:1×3=3;
(2)根據質量守恒定律,要使反應式左右兩邊的SO4原子團數相等,H2SO4的化學計量數必須為3(3/1),Al2(SO4)3的化學計量數必須為1(3/3);
(3)配Al和H2。由3H2SO4和Al2(SO4)3可知,Al和H2的化學計量數分別為2和3時,左右兩邊的Al和H2的數才相等;
(4)最后檢驗,得完整的化學方程式。
第一步:Al+3H2SO4——Al2(SO4)3+H2↑(配平SO4原子團數)
第二步:2Al+3H2SO4——Al2(SO4)3+3H2↑(配平鋁原子數)
第三步:Al+3H2SO4——Al2(SO4)3+3H2↑(配平氫原子數)
第四步:2Al+3H2SO4══ Al2(SO4)3+3H2↑(短線改為等號)
兩個奇數或兩個偶數之和為偶數;奇數與偶數之和則為奇數—簡稱加法則。奇數與偶數或兩個偶數之積為偶數;兩個奇數之積則仍為奇數—簡稱乘法則。這種方法適用于化學方程式兩邊某一元素多次出現,并兩邊的該元素原子總數有一奇一偶,先選定含該元素奇數個原子的化學式,試配適當化學計量數,使之偶數化;再由推得的化學計量數,來確定其它物質的化學計量數;最后將化學計量數整數化。
例:配平FeS2十O2——Fe2O3十SO2
(1)從方程式可知,氧元素在兩邊出現的次數較多,且原子個數在兩邊有奇有偶。反應式左邊有O2,由“乘法則”可知,O原子總數必為偶,而由“加法則”可知,要使右邊O原子總數亦為偶,就必須給右邊含奇數個氧原子的Fe2O3化學計量數選配2,使之偶數化;
(2)由確定的化學計量數,推出與此有關的其它物質的化學計量數。反應式右邊有4個Fe原子,故左邊FeS2的化學計量數須配4;
(3)然后以左邊的S原子數,推得右邊應有8SO2;
(4)最后配平O原子,當左邊有11O2時,反應式則可配平。
第一步:FeS2十O2——2Fe2O3十SO2(配氧原子偶數化)
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(反應條件高溫)
(1)從化學式較復雜的一種生成物推求反應物化學計量數和這一生成物的化學計量數;(2)根據求得的化學計量數,再找其它化學計量數,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↑(反應條件高溫)
步驟如下:
(1)設a、b、c、d等未知數,分別作為待配平的化學方程式兩端各項化學式的化學計量數;
(2)根據質量守恒定律,反應前后各元素的原子種類和個數必須相等同的原則,列出每種元素的原子數與化學計量數a、b、c、d……關系的代數式,這些可聯立成一待定方程組;
(3)解此待定方程組、就可求得各未知數與其中之一間的倍數關系:a=xd,b=yd,c=zd,...;
(4)為使各化學計量數成為最小正整數,令d為某一正整數,將所得a、b、c、d等值代入原化學反應式的待定位置,配平即告完成。
例:配平FeS2+O2—SO2+Fe2O3
分析:
(1)設a、b、c、d分別為反應式中各物質化學式的化學計量數:aFeS2+bO2—cSO2+dFe2O3
(2)依據質量守恒定律:反應前后各元素的原子數目必須相等,列出a、b、c、d的關系式:對Fe原子有:a=2d ① ;對O原子有:2b=2c+3d ②;對S原子有:2a=2c ③
(3)解①、②、③的聯立方程組,得:a=2d,b=7/2d,c=2d
(4)為使各個化學計量數為最小的正整數,令d=2,則a=4,b =7,c=4。將a、b、c、d的值代入原化學反應式的相應位置,即得配平的方程式為:4FeS2+7O2══4SO2+2Fe2O3(高溫)
(5)檢驗方程式確已配平,要保證各化學計量數為無公約數的最小正整數。
選擇化學方程式中組成最復雜的化學式,定其化學計量數為1,根據該化學式依次推配其他化學計量數。若計量數為分數,將各計量數同乘各分母的最小公倍數,化分為整。例:NH4NO3——N2+O2+H2O
第一步:設NH4NO3的系數為1;
第二步:反應中的N原子和H原子分別轉移到N2和H2O中,故N2的系數為1,H2O的系數為2;
第三步:由右端氧原子總數推O2系數為1/2;
第四步:為了使各個系數成為最小的正整數,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,化學方程式的配平以客觀事實為基礎并遵守質量守恒定律。同一方程式可以用多種方法配平,根據自己對各種方法的熟練程度,靈活應用最簡單的方法。各種方法相互配合,綜合應用,可以事半功倍。