萬能化學方程式配平法分享
眾所周知,化學方程式是我們學習化學的職能鑰匙,一切化學變化均可用化學方程式來表示,其實質是根據反應前後的質量守恆而列出等式。而確定了其反應組成之後,方程式需配平,因等號兩邊物質的質量守恆,電荷守恆,原子數守恆〃〃〃〃〃〃所以配平方法多式多樣,如最小公倍數法,化合價升降法、奇偶法〃〃〃〃〃〃,但這些方法各自僅習獨當一面,解決一類化學方程式的配平問題。對於平時所見到的較難化學方程式配平,大多數學生一般很難完成配平。而且學生所掌握的配平方法僅能解決平時自己容易解決的,面對特殊的一些困難方程式,老師會建議同學們記下來。然而,記得多了,同學容易記混,緊張的考試中又容易遺忘,混淆。於是,同學們迫切地需要一種可能配平所有方程式的方法。在這種情況下新的`方法應運而生!
簡單説來,這類方法所遵循的原理其實是化學反應前後原子數守恆,其具體操作方法為:
1、先寫出化學方程式簡單組成,設各化學式前計量數分別為x、y、z、m、n〃〃〃〃〃〃
2、分別列出各元素反應中所有元素在化學反應前後數量的關係式,即有關題設中未知數之間的方程。
3、利用多元一次方程式組解法,得出最後的最有關係式、(代入消元)
4、取其最小公倍數分別賦值,即可由此連續得出各個題設未知量的值,即各化學計量數,此時,化學方程式已然配平。
例:銅與稀硝酸的化學反應方程式配平
Cu+HNO3 (稀)=Cu(NO3)2+NO?+H2O
1.設各化學式計量數分別為m、n、x、y、z.
即mCu+nHNO3(稀)=xCu(NO3)2+yNO?+?H2O
(一般設為小寫字母,容易識別,以免與化學式中元素符號相混,本例用化合價升降法可簡單、快速得出,此處舉例需要。)
2.列出各計量數間關係式
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.解出最簡等式
將①②代入④?5z=6m+y ⑤
將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,則會使其餘係數可能成為小數或分數,若使得z或m取值大了,則最終還要相約分。
取3與4最小公倍數12,分別除以3和4.
即使 z=12÷3=4m=12÷4=3
(其實就是令3和4互換,相互為z和m的值)
則由①得 x=m=3
由②得 n=2z=2×4=8
由③得 y=n-2x=8-2×3=2
將m=3n=8x=3 y=2和z=4分別代入原方程式
於是,原化學方程式配平後為
3Cu+8HNO3 (稀)=3Cu(NO3)2+2NO?+4H2O
因為所有化學方程式前後所有元素原子數守恆。此法也由此而來,所以此法適用與所有化學方程式。(當然,簡單、易分析出結果的方程式大可以不必用此法,因列方程,求解會使解題步驟繁瑣,從而浪費時間,可直接寫出。另外,用其它方法能夠熟練處理一些專項方程式的同學,會比此法快速,也可不用此法而節省時間。)然而,此法只為解決那些不易分析,用其它簡便方法不能解決的化學方程式。另外,大多數同學對傳統方法理解不是很透徹,不能靈活運用,許多同學未掌握一些特殊方法,而此法簡單、實用,能處理任何化學方程式,適合於大眾需求,而且解法更為簡單,僅為普通代換,較複雜方程式,其元素組成較多,故列方程與解方程時應謹慎小心,完成後須檢查、驗算,避免因粗心,慌亂造成的不必要失誤。
1.若最終解出關於3各字母的關係式,則令其中係數較大者的字母值為1,由此代出其餘數。
2.若列出的方程不足,可將方程式中各分子的剩餘條件間關係以方程形式列出,以補充所需。(附註:待經過5、6個化學方程式練習熟練後可直接列出方程式求解。)
例: H2S+KMO4+H2SO4=MSO4+K2SO4+S?+H2O的配平 。
先分別設為 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. 明顯地這些方程最終代出的式子無法解出所有題設係數。
3. 由方程式中畫線原子團可得
?x=c⑥(指單質S ) z=a+b ⑦ (指SO2
4)
則可捨去②式
將④、⑤同時代入③式
得4z=2a+d ⑧
將①?⑧得:
3z=2a+x⑨
⑦?⑨得:3a+3d=2a+x
即a+3b=x⑩
因b前數目最大,故令b=1
則由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
將以上結果依次代入方程式即為
5H2S+2KMnO4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5S?+8H2O
(其實本例可簡單分析、推理得出,此處亦為舉例需要)
某些方程式,可先由此法代另外的值,再分析出另外一些數值。
練習:3Na2CO3+2AlCl3+3H2O=2Al(OH)3?+3CO2?+6NaCl
3Fe3O4+28HNO3(稀,足)=9Fe(NO3)3+1NO?+14H2O.
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