万能化学方程式配平法分享
众所周知,化学方程式是我们学习化学的职能钥匙,一切化学变化均可用化学方程式来表示,其实质是根据反应前后的质量守恒而列出等式。而确定了其反应组成之后,方程式需配平,因等号两边物质的质量守恒,电荷守恒,原子数守恒〃〃〃〃〃〃所以配平方法多式多样,如最小公倍数法,化合价升降法、奇偶法〃〃〃〃〃〃,但这些方法各自仅习独当一面,解决一类化学方程式的配平问题。对于平时所见到的较难化学方程式配平,大多数学生一般很难完成配平。而且学生所掌握的配平方法仅能解决平时自己容易解决的,面对特殊的`一些困难方程式,老师会建议同学们记下来。然而,记得多了,同学容易记混,紧张的考试中又容易遗忘,混淆。于是,同学们迫切地需要一种可能配平所有方程式的方法。在这种情况下新的方法应运而生!
简单说来,这类方法所遵循的原理其实是化学反应前后原子数守恒,其具体操作方法为:
1、先写出化学方程式简单组成,设各化学式前计量数分别为x、y、z、m、n〃〃〃〃〃〃
2、分别列出各元素反应中所有元素在化学反应前后数量的关系式,即有关题设中未知数之间的方程。
3、利用多元一次方程式组解法,得出最后的最有关系式、(代入消元)
4、取其最小公倍数分别赋值,即可由此连续得出各个题设未知量的值,即各化学计量数,此时,化学方程式已然配平。
例:铜与稀硝酸的化学反应方程式配平
Cu+HNO3 (稀)=Cu(NO3)2+NO?+H2O
1.设各化学式计量数分别为m、n、x、y、z.
即mCu+nHNO3(稀)=xCu(NO3)2+yNO?+?H2O
(一般设为小写字母,容易识别,以免与化学式中元素符号相混,本例用化合价升降法可简单、快速得出,此处举例需要。)
2.列出各计量数间关系式
即 m=x ①n=2z② n=2x+y③ 3n=6x+y+z ④ (表示Cu) (表示H) (表示N)(表示O)
3.解出最简等式
将①②代入④?5z=6m+y ⑤
将①②代入③?2z=2m+y ⑥
⑤-⑥得3z=4m
4.取值:若使得z或m值小了,则会使其余系数可能成为小数或分数,若使得z或m取值大了,则最终还要相约分。
取3与4最小公倍数12,分别除以3和4.
即使 z=12÷3=4m=12÷4=3
(其实就是令3和4互换,相互为z和m的值)
则由①得 x=m=3
由②得 n=2z=2×4=8
由③得 y=n-2x=8-2×3=2
将m=3n=8x=3 y=2和z=4分别代入原方程式
于是,原化学方程式配平后为
3Cu+8HNO3 (稀)=3Cu(NO3)2+2NO?+4H2O
因为所有化学方程式前后所有元素原子数守恒。此法也由此而来,所以此法适用与所有化学方程式。(当然,简单、易分析出结果的方程式大可以不必用此法,因列方程,求解会使解题步骤繁琐,从而浪费时间,可直接写出。另外,用其它方法能够熟练处理一些专项方程式的同学,会比此法快速,也可不用此法而节省时间。)然而,此法只为解决那些不易分析,用其它简便方法不能解决的化学方程式。另外,大多数同学对传统方法理解不是很透彻,不能灵活运用,许多同学未掌握一些特殊方法,而此法简单、实用,能处理任何化学方程式,适合于大众需求,而且解法更为简单,仅为普通代换,较复杂方程式,其元素组成较多,故列方程与解方程时应谨慎小心,完成后须检查、验算,避免因粗心,慌乱造成的不必要失误。
1.若最终解出关于3各字母的关系式,则令其中系数较大者的字母值为1,由此代出其余数。
2.若列出的方程不足,可将方程式中各分子的剩余条件间关系以方程形式列出,以补充所需。(附注:待经过5、6个化学方程式练习熟练后可直接列出方程式求解。)
例: H2S+KMO4+H2SO4=MSO4+K2SO4+S?+H2O的配平 。
先分别设为 x. y. z. a.b.c.d.
1. 2x+2z=2d ①(指H)x+z=a+b+c ②(指S)
4y+4z=4a+4b+d ③(指O) y=a ④(指Mn)
y=2b ⑤(指K)
2. 明显地这些方程最终代出的式子无法解出所有题设系数。
3. 由方程式中画线原子团可得
?x=c⑥(指单质S ) z=a+b ⑦ (指SO2
4)
则可舍去②式
将④、⑤同时代入③式
得4z=2a+d ⑧
将①?⑧得:
3z=2a+x⑨
⑦?⑨得:3a+3d=2a+x
即a+3b=x⑩
因b前数目最大,故令b=1
则由⑤得y=2b=2×1=2
由④得 a=y=2
由⑩得 x=a+3b=2+3×1=5
由⑥得 c=x=5
由⑦得 z=a+b=2+1=3
由①得 d=x+z=5+3=8
将以上结果依次代入方程式即为
5H2S+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5S?+8H2O
(其实本例可简单分析、推理得出,此处亦为举例需要)
某些方程式,可先由此法代另外的值,再分析出另外一些数值。
练习:3Na2CO3+2AlCl3+3H2O=2Al(OH)3?+3CO2?+6NaCl
3Fe3O4+28HNO3(稀,足)=9Fe(NO3)3+1NO?+14H2O.
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