高中化学方程式配平

高中化学方程式配平 我们都知道，一个复杂的问题往往可以分解为两个简单的问题加以解决，这就是“一分为二”思想。碰到十分复杂的化学方程式，运用常规的配平方法难于处理时，我们也可以采用“一分为二”的思想，首先把一个化学方程式分解成两个半反应，并分别配平这两个半反应，然后通过半反应相加便可将复杂的化学方程式配平，为了阐述方便，把这种配平方程式的方法叫做“一分为二”法。 一、“一分为二”法的实施步骤及方法介绍 1、创建合适的半反应 第一步是寻找合适的平衡元素，将复杂反应式恰到好处地分解成两个半反应，这也是配平中最为关键性的步骤。在通常情况下，选择H2O和原子氧(O)作为平衡物质和平衡元素，根据产物和反应物之间的联系，确定两个半反应。如配平反应:KMnO4，FeS，H2SO4?K2SO4，MnSO4，Fe2(SO4)3，S，H2O，我们可以把反应式中的产物K2SO4和MnSO4看作由KMnO4和H2SO4 反应得到，构成一个半反应，产物Fe2(SO4)3和S看作由FeS和H2SO4反应得到，构成另一个半反应，然后用H2O作为平衡物质，就可得到如下两个半反应: KMnO4，H2SO4?K2SO4，MnSO4，H2O (1) FeS，H2SO4?Fe2(SO4)3，S，H2O (2) 2、两个半反应的配平 将两个半反应配平可采用最基本的观察法。观察反应(1)，假定K2SO4的计量系数为1，则KMnO4、H2SO4、MnSO4、H2O的计量系数分别为2、3、2、3。观察反应(2)，假定Fe2(SO4)3的计量系数为1，则FeS、H2SO4、S、H2O的计 量系数分别为2、2、1、2，并且用原子氧(O)配平氧原子。这样就得到两个配平的半反应: 2KMnO4 ，3H2SO4?K2SO4，2MnSO4，3H2O，5O (3) 2FeS，2H2SO4，6O?Fe2(SO4)3，S，2H2O (4) 3、两个半反应的加和 半反应的加和是以两个反应式中的原子氧(O)为纽带，应用最小公倍数法使两个半反应中原子氧(O)的计量系数相等，将两式相加，即可消去原子氧(O)，从而实现复杂方程式的配平。将反应式(3)乘以6、反应式(4)乘以5后，两式相加，可消去原子氧(O)，最终得到配平的方程式: 12KMnO4，10FeS，28H2SO4,6K2SO4，12MnSO4，5Fe2(SO4)3，5S，28H2O 二、“一分为二”法的适用范围及应用举例 应用“一分为二”法可以配平任何类型的化学方程式，尤其适合复杂类型的化学方程式的配平。对于复杂的氧化还原方程式可以不计算化合价的升降，即可实现快速配平，在某些带有未知化合价的方程式，采用“一分为二”法进行配平，其优越性更加明显。下面从分子方程式、离子方程式及带有未知化合价的化学方程式的配平加以说明。 1、分子方程式的配平 例1 配平反应 Fe3P，HNO3 ? Fe(NO3)3，NO，H3PO4，H2O 第一步:由Fe3P、HNO3、Fe(NO3)3、H3PO4、H2O构成一个半反应Fe3P， HNO3?Fe(NO3)3 ，H3PO4，H2O;剩余的物质构成另一个半反应HNO3?NO，H2O。 第二步:运用观察法和原子氧(O)配平这两个半反应 Fe3P，9HNO3，7O?3Fe(NO3)3，H3PO4，3H2O;2HNO3?2NO，H2O，3O。 第三步:通过半反应相加，消去O，即可实现配平 3Fe3P，41HNO3,9Fe(NO3)3，14NO，3H3PO4，16H2O 2、离子方程式的配平 离子方程式的配平往往与反应物所处的酸碱环境有关。在酸性环境中，可以用H，平衡离子电荷;对于复杂的氧化还原方程式可以不计算化合价的升降，即可实现快速配平，在某些带有未知化合价的方程式，采用“一分为二”法进行配平，其优越性更加明显。下面从分子方程式、离子方程式及带有未知化合价的化学方程式的配平加以说明。在碱性环境中，可以用OH,平衡离子电荷，再用原子氧(O)来配平氧原子。其它步骤与分子方程式的配平类似。 例2 在酸性环境中配平反应:Fe3C，Cr2O72-?Fe3+，CO2?，Cr3+ 第一步:列出半反应 Fe3C?Fe3+，CO2? ，Cr2O72-?Cr3+ 第二步:配平除H、O以外的原子，用H，配平两边电荷，用O来配平氧原子 Fe3C，9H，，6.5O?3Fe3+，CO2?，4.5H2O，Cr2O72-，8H，?2Cr3+，4H2O，3O 第三步:通过半反应相加，消去O，即可实现配平 13Cr2O72-，158H，,18Fe3+，6CO2?，26Cr3+，79H2O 6Fe3C， 例3 在碱性环境中配平反应:ClO-，P4?H2PO4-，Cl- 第一步:列出半反应ClO-?Cl-，P4?H2PO4- 第二步:配平除H、O以外的原子，用OH,配平两边电荷，用H2O配平氢原子，用O来配平氧原子ClO-?Cl-，O，P4，4OH,，2H2O，10O?4H2PO4- 第三步:通过半反应相加，消去O，即可实现配平 10ClO-，P4，4OH,，2H2O,10Cl-，4H2PO4- 3、带有未知化合价的化学方程式的配平 带有未知化合价的化学方程式，运用元素化合价升降法进行配平，涉及到计算元素化合价的问题，配平过程显得十分繁琐。但采用“一分为二”法可以避免元素化合价的复杂计算，使化学方程式的配平变得十分简单，从而达到快速配平的目地。 例4 配平反应K2Ox，FeSO4，H2SO4?K2SO4，，H2O 第一步:列出半反应K2Ox，H2SO4?K2SO4，H2O，FeSO4， ，H2O 第二步:配平半反应 K2Ox，H2SO4?K2SO4，H2O，(x,1)O,2FeSO4，H2SO4，，H2O 第三步:通过半反应相加，消去O，即可实现配平 K2Ox，2(x,1)FeSO4，xH2SO4,K2 SO4，(x,，xH2O 例5 配平反应Na2Sx ，NaClO，NaOH?Na2SO4，NaCl，H2O 第一步:列出半反应Na2Sx ，NaOH?Na2SO4，H2O，NaClO?NaCl 第二步:配平半反应 Na2Sx ，2(x,1)NaOH，(3x，1)O?x Na2SO4，(x,1)H2O，NaClO?NaCl，O 第三步:通过半反应相加，消去O，即可实现配平 Na2Sx ，2(x,1)NaOH，(3x，1)NaClO,x Na2SO4，(3x，1)NaCl，(x,1)H2O 三、应用“一分为二”法配平化学方程式的优劣 “一分为二”法的适用范围非常广泛，对简单的化学方程式配平可直接使用观察法，不必使用此法，因为“一分为二”法是以观察法为基础的配平方法，把复杂的化学方程式分解成两个较为简单的半反应，其目地就是有助于运用观察法进行配平，并以原子氧为纽带重新组合成配平的原方程式。从上面的几个例题的配平，我们可以发现“一分为二”法的配平程序十分清晰，不断总结配平规律，只要理顺反应物与生成物之间的关系，列出半反应，利用观察法就能马上配平，有利于学生的学习和掌握。 总之，“一分为二”法能够处理各种不同类型化学方程式的配平问题，尤其适合配平复杂类型的化学方程式。基于此，在化学方程式的配平过程中，只要我 们严格按照“一分为二”法的解题步骤勤加练习，去灵活运用它，去熟练掌握它，就能实现化学方程式配平的新突破。