化学变化过程中,必然遵循质量守恒定律,即反应前后元素种类与原子个数相等.
常用的配平化学方程式的方法有:
(1)最小公倍数法:
在配平化学方程式时,观察反应前后出现”个数”较复杂的元素,先进行配平.先计算出反应前后该元素原子的最小公倍数,用填化学式前面化学计量数的方法,对该原子进行配平,然后观察配平其他元素的原子个数,致使化学反应中反应物与生成物的元素种类与原子个数都相等.
例如:教材介绍的配平方法,就是最小公倍数法.在P+O2――P2O5反应中先配氧:最小公倍数为10,得化学计量数为5与2,P+5O2――2P2O5;再配平磷原子,4P+5O2==2P2O5.
(2)观察法:
通过对某物质的化学式分析来判断配平时化学计量数的方法.
例如:配平Fe2O3+CO――Fe+CO2.在反应中,每一个CO结合一个氧原子生成CO2分子,而Fe2O3则一次性提供三个氧原子,因而必须由三个CO分子来接受这三个氧原子,生成三个CO2分子即Fe2O3+3CO――Fe+3CO2,最后配平方程式Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2,这种配平方法是通过观察分析Fe2O3化学式中的氧原子个数来决定CO的化学计量数的,故称为观察法.
(3)奇数变偶数法:
选择反应前后化学式中原子个数为一奇一偶的元素作配平起点,将奇数变成偶数,然后再配平其他元素原子的方法称为奇数变偶数法.
例如:甲烷(CH4)燃烧方程式的配平,就可以采用奇数变偶数法:CH4+O2――H2O+CO2,反应前O2中氧原子为偶数,而反应后H2O中氧原子个数为奇数,先将H2O前配以2将氧原子个数由奇数变为偶数:CH4+O2――2H2O+CO2,再配平其他元素的原子:CH4+2O2==2H2O+CO2.
(4)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.
例如:甲醇(CH3OH)燃烧化学方程式配平可采用此法:CH3OH+O2――H2O+CO2,显然决定生成H2O与CO2的多少的关键是甲醇的组成,因而定其计量数为1,这样可得其燃烧后生成H2O与CO2的分子个数:CH3OH+O2――2H2O+CO2.然后配平氧原子:CH3OH+3/2O2===2H2O+CO2,将各计量数同乘以2化分为整数:2CH3OH+3O2==4H2O+2CO2.
需要注意的是,不论用何种方法配平化学方程式,只能改动化学式前面的化学计量数,而决不能改动化学式中元素右下角的数字.因为改动元素符号右下角的数字即意味着改动反应物与生成物的组成,就可能出现根本不存在的物质或改变了原有化学变化的反应物或生成物,出现根本不存在的化学变化.
一、最小公倍数法
适用条件:所配原子在方程式左右各只出现一次。 例1:配平:Al+Fe3O4 → Al2O3 +Fe
解析:先根据两边氧原子数的最小公倍数是12,可确定Fe3O4的系数为3,Al2O3的系数为4。进一步确定Al的系数为8,Fe的系数为9。 结果得:8Al+3Fe3O4 = 4Al2O3 +9Fe 二、奇数配偶法
适用条件:方程式中所配元素的原子个数的奇数只出现一次。
例2. 配平: H2O2→H2O+O2
解析:方程式中只有水中的氧原子数为奇数,先把H2O的系数配成2。再根据氢原子数确定H2O2的系数为2,最后确定O2的系数为1。
配平结果:2H2O2=2H2O+O2 三、定一法
适用条件:如大多数碳氢化合物或含碳氢氧的化合物与氧气的反应,以及某些分解反应。
例3. 配平:C2H5OH+O2 →CO2+H2O
解析:先设定C2H5OH的系数为1,再确定CO2的系数为2,H2O的系数为3。方程式右边氧原子总数为7,C2H5OH中有一个氧原子,可确定O2的系数为3。 配得结果为:C2H5OH+3O2 =2CO2+3H2O
四、分数配平法 此方法能配平有单质参加反应或有单质生成的化学反应。
具体步骤:
(1)先配平化合物中各元素的原子;(2)用分数配平单质元素的原子;(3)去分母,使配平后的化学计量数为整数。 例:配平C2H2 + O2 → CO2 + H2O
第一步:配平化合物中的碳原子和氢原子 C2H2 + O2 → 2CO2 + H2O 第二:利用分数配平氧原子 C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O 第三步:去分母,即全部乘2。
得配平的化学方程式: 2C2H2 + 5O2 ==4CO2 + 2H2O 五、 代数法(又叫待定系数法)
适用条件:反应物或生成物种类较多,配平不知从何下手的比较复杂的反应。 例4. 配平:KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2
解析:可先假设KMnO4和K2MnO4前的配平系数分别为x和y,MnO2和O2前的配平系数分别为z和w。即得xKMnO4=yK2MnO4+zMnO2+wO2
根据原子守恒(即等式两边各原子数应相等)可得: x=2y
x=y+z 4x=4y+2z+2w
令y=1解得:x=2,z=1,w=1
配得结果为:2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2
由上述可知,配平有法,但无定法。对于同一个反应方程式,可能用不同的方法去配平,有时又甚至几个方法同时使用。这就要求我们平常应多多练习,方可熟能生巧
离子配平