化学方程快速配平方法
来源: | 作者: | 时间:2018-04-09 | 浏览  | 设置字体:

 

1.零价法

用法:无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降值相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。

【例1】试配平 Fe3C + HNO3= Fe(NO3)3+ NO2+ CO2+ H2O。

分析:复杂物质Fe3C按常规化合价分析无法确定其中Fe和C的具体化合价,此时可令组成该物质的各元素化合价均为零价,再根据化合价升降法配平。Fe3C → Fe(NO3)3和 CO2整体升高13价,HNO3→ NO2下降13价(除了Fe、C以外,只有N变价)。易得 Fe3C + 22HNO3= 3Fe(NO3)3+ 13NO2+ CO2+ 11H2O。

 

2.平均标价法

用法:当同一反应物中的同种元素的原子出现两次且价态不同时,可将它们同等对待,即假定它们的化合价相同,根据化合物中化合价代数和为零的原则予以平均标价,若方程式出现双原子分子时,有关原子个数要扩大2倍。

【例2】试配平 NH4NO3= HNO3+ N2+ H2O。

分析:NH4NO3中N的平均化合价为+1价,元素化合价升降关系为:

NH4NO3→ HNO3:+1→+5升4×1价

NH4NO3→ N2: +1→0 降1×2价

易得 5NH4NO3= 2HNO3+ 4N2+ 9H2O

 

3.整体标价法

用法:当某一元素的原子或原子团(多见于有机反应配平)在某化合物中有数个时,可将它作为一个整体对待,根据化合物中元素化合价代数和为零的原则予以整体标价。

【例3】试配平 S+ Ca(OH)2= CaSx+ CaS2O3+ H2O

分析:NH4NO3中N的平均化合价为+1价(NH4中-3价,NO3中+5价),元素化合价升降关系为:

NH4NO3→HNO3:+1→+5升4×1价

NH4NO3→N2: +1→0 降2×2价

易得 2(x+1)S + 3Ca(OH)= 2CaSx + CaS2O3+ 3H2O

 

4.逆向配平法

若氧化剂(或还原剂)中某元素化合价只有部分改变,配平宜从氧化产物、还原产物开始,即先考虑生成物,逆向配平;自身氧化还原反应方程式,宜从生成物开始配平,即逆向配平。

【例4】P + CuSO4 + H2O = Cu3P+ H3PO4+ H2SO4

该反应的氧化剂是P、CuSO4,还原剂是P,以反应物作标准求得失电子数比较困难,但是氧化产物只H3PO4、还原产物只Cu3P,所以以1mol H3PO4和1mol Cu3P作标准物容易求得失电子数。

答案:11 15 24 5 6 15

 

5.有机反应的配平法

有机物参入的氧化还原反应,通常首先规定有机物中H为+1价,O为-2价,并以此确定碳元素的平均化合价。再根据还原剂化合价升高总数与氧化剂化合价降低总数相等原则,结合观察法配平。

【例5】H2C2O4 + KMnO4 +H2SO4= CO2 + K2SO4+ MnSO4 + H2O

解析:H2C2O4中,令H 为+1价,O为-2价,则C的平均化合价为+3价。1个H2C2O4化合价升高数为2,1个KMnO4化合价降低数为5,最小公倍数为10,故H2C2O4的系数为5,KMnO4的系数为2。配平的方程式为:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2+K2SO4+2MnSO4+8H2O

 

6.缺项方程式的配平:

如果所给的化学方程式中有反应物或生成物没有写出来,在配平时,如果所空缺的物质不发生电子的得失,仅仅是提供一种发生反应的酸、碱、中性的环境,可先把有化合价升降的元素配平,再确定出所缺的物质,把系数填上即可。

【例6】BiO3-+ Mn2+ + = Bi3++ MnO4-+ H2O

解析:首先根据化合价的升降配平有变价元素的有关物质:

5BiO3+2 Mn2+ + = 5 Bi3+ +2 MnO4-+H2O

根据氧原子守恒,可以确定H2O 的系数为7,根据质量守恒和电荷守恒规律可以确定反应物所缺的是氢离子H+。

答案:5 2 14H+ 5 2

除这几种常用方法外,

还有一些简易方法也可用于一些方程式的配平

(1)奇偶配平法

这种方法适用于化学方程式两边某一元素多次出现,并且两边的该元素原子总数有一奇一偶,例如:C2H2+O2→CO2+H2O,此方程式配平从先出现次数最多的氧原子配起。O2内有2个氧原子,无论化学式前系数为几,氧原子总数应为偶数。故右边H2O的系数应配2(若推出其它的分子系数出现分数则可配4),由此推知C2H2前2,式子变为:2C2H2+O2→CO2+2H2O,由此可知CO2前系数应为4,最后配单质O2为5,把短线改为等号,写明条件即可:2C2H2+5O2==4CO2+2H2O

(2)观察法配平

有时方程式中会出现一种化学式比较复杂的物质,我们可通过这个复杂的分子去推其他化学式的系数,例如:Fe+H2O——Fe3O4+H2,Fe3O4化学式较复杂,显然,Fe3O4中Fe来源于单质Fe,O来自于H2O,则Fe前配3,H2O前配4,则式子为:3Fe+4H2O=Fe3O4+H2由此推出H2系数为4,写明条件,短线改为等号即可:3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2

(3)归一法

找到化学方程式中关键的化学式,定其化学式前计量数为1,然后根据关键化学式去配平其他化学式前的化学计量数。若出现计量数为分数,再将各计量数同乘以同一整数,化分数为整数,这种先定关键化学式计量数为1的配平方法,称为归一法。

做法:选择化学方程式中组成最复杂的化学式,设它的系数为1,再依次推断。

第一步:设NH3的系数为1:1NH3+O2——NO+H2O

第二步:反应中的N原子和H原子分别转移到NO和H2O中,由此可得:1NH₃+O₂——NO+3/2 H₂O

第三步:由右端氧原子总数推O2系数:1NH₃+5/4O₂——NO+3/2 H₂O

第四步:取分母最小公倍数相乘:4NH₃+5O₂ = 4NO+6H₂O


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