化學方程式配平方法總結
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化學方程式配平方法總結
1.零價法
用法:無法用常規方法確定化合價的物質中各元素均為零價,然後計算出各元素化合價的升降值,並使元素化合價升降值相等,最後用觀察法配平其他物質的化學計量數。
【例1】試配平 Fe3C + HNO3- Fe(NO3)3 + NO2 + CO2+ H2O。
分析:複雜物質Fe3C按常規化合價分析無法確定其中Fe和C的具體化合價,此時可令組成該物質的各元素化合價均為零價,再根據化合價升降法配平。Fe3C → Fe(NO3)3和 CO2整體升高13價,HNO3 → NO2下降13價(除了Fe、C以外,只有N變價)。易得 Fe3C + 22HNO3= 3Fe(NO3)3 + 13NO2+ CO2 + 11H2O。
2.平均標價法
用法:當同一反應物中的同種元素的原子出現兩次且價態不同時,可將它們同等對待,即假定它們的化合價相同,根據化合物中化合價代數和為零的原則予以平均標價,若方程式出現雙原子分子時,有關原子個數要擴大2倍。
【例2】試配平 NH4NO3-HNO3+N2+H2O。
分析:NH4NO3中N的`平均化合價為+1價,元素化合價升降關係為:
NH4NO3 → HNO3:+1→+5升4×1價
NH4NO3 → N2:+1→0 降1×2價
易得 5NH4NO3= 2HNO3 + 4N2 + 9H2O
3.整體標價法
用法:當某一元素的原子或原子團(多見於有機反應配平)在某化合物中有數個時,可將它作為一個整體對待,根據化合物中元素化合價代數和為零的原則予以整體標價。
例3:試配平 S+Ca(OH)2-CaSx+CaS2O3+H2O
分析:NH4NO3中N的平均化合價為+1價(NH4中-3價,NO3中+5價),元素化合價升降關係為:
NH4NO3→HNO3:+1→+5升4×1價
NH4NO3→N2:+1→0 降2×2價
易得 2(x+1)S + 3Ca(OH)2 = 2CaSx + CaS2O3 + 3H2O
4.逆向配平法
若氧化劑(或還原劑)中某元素化合價只有部分改變,配平宜從氧化產物、還原產物開始,即先考慮生成物,逆向配平;自身氧化還原反應方程式,宜從生成物開始配平,即逆向配平。
例如:P + CuSO4 + H2O - CU3P + H3PO4+ H2SO4
該反應的氧化劑是P、CuSO4,還原劑是P,以反應物作標準求得失電子數比較困難,但是氧化產物只H3PO4、還原產物只CU3P,所以以1mol H3PO4和1mol CU3P作標準物容易求得失電子數。
答案:11 15 24 5 6 15
5.有機反應的配平法
有機物參入的氧化還原反應,通常首先規定有機物中H為+1價,O為-2價,並以此確定碳元素的平均化合價。再根據還原劑化合價升高總數與氧化劑化合價降低總數相等原則,結合觀察法配平。
例如: H2C2O4 + KMnO4 +H2SO4- CO2 + K2SO4+ MnSO4 + H2O
解析:H2C2O4中,令H 為+1價,O為-2價,則C的平均化合價為+3價。1個H2C2O4化合價升高數為2,1個KMnO4化合價降低數為5,最小公倍數為10,故H2C2O4的係數為5,KMnO4的係數為2。配平的方程式為:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2+K2SO4+2MnSO4+8H2O
6.缺項方程式的配平:
如果所給的化學方程式中有反應物或生成物沒有寫出來,在配平時,如果所空缺的物質不發生電子的得失,僅僅是提供一種發生反應的酸、鹼、中性的環境,可先把有化合價升降的元素配平,再確定出所缺的物質,把係數填上即可。
例如:BiO3-+ Mn2+ + - Bi3++ MnO4-+ H2O
解析:首先根據化合價的升降配平有變價元素的有關物質:
5BiO3- +2 Mn2+ + - 5 Bi3+ +2 MnO4-+H2O
根據氧原子守恆,可以確定H2O 的係數為7,根據質量守恆和電荷守恆規律可以確定反應物所缺的是氫離子H+。
答案:5 2 14H+ 5 2
除這幾種常用方法外,
還有一些簡易方法也可用於一些方程式的配平
(1)奇偶配平法
這種方法適用於化學方程式兩邊某一元素多次出現,並且兩邊的該元素原子總數有一奇一偶,例如:C2H2+O2→CO2+H2O,此方程式配平從先出現次數最多的氧原子配起。O2內有2個氧原子,無論化學式前係數為幾,氧原子總數應為偶數。故右邊H2O的係數應配2(若推出其它的分子係數出現分數則可配4),由此推知C2H2前2,式子變為:2C2H2+O2→CO2+2H2O,由此可知CO2前係數應為4,最後配單質O2為5,把短線改為等號,寫明條件即可: 2C2H2+5O2==4CO2+2H2O
(2)觀察法配平
有時方程式中會出現一種化學式比較複雜的物質,我們可透過這個複雜的分子去推其他化學式的係數,例如:Fe+H2O——Fe3O4+H2,Fe3O4化學式較複雜,顯然,Fe3O4中Fe來源於單質Fe,O來自於H2O,則Fe前配3,H2O前配4,則式子為:3Fe+4H2O=Fe3O4+H2由此推出H2係數為4,寫明條件,短線改為等號即可:3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2
(3)歸一法
找到化學方程式中關鍵的化學式,定其化學式前計量數為1,然後根據關鍵化學式去配平其他化學式前的化學計量數。若出現計量數為分數,再將各計量數同乘以同一整數,化分數為整數,這種先定關鍵化學式計量數為1的配平方法,稱為歸一法。
做法:選擇化學方程式中組成最複雜的化學式,設它的係數為1,再依次推斷。
第一步:設NH3的係數為1 1NH3+O2——NO+H2O
第二步:反應中的N原子和H原子分別轉移到NO和H2O中,由
第三步:由右端氧原子總數推O2係數