方程式的配平是初中化学学习中的一项基本技能,它不仅是理解化学反应本质的关键,也是进行化学计算和实验操作的基础,为了帮助学生更好地掌握这一技能,许多教育者总结出了简洁易记的配平口诀,以下是一些常用的初中化学方程式配平口诀及其详细解释:
-
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。
- 口诀:“一找元素见面多,二将奇数变成偶,三按连锁先配平,四用观察配其它”。
- 解释:首先找出方程式两边各出现一次且原子个数相差较大的元素,求出该元素原子个数的最小公倍数,然后根据最小公倍数确定含有该元素的化学式的化学计量数,接着再根据已确定的化学计量数,配平其他元素的原子,例如对于反应$P + O_2\stackrel{点燃}{=!=!=}P_2O_5$,氧元素在反应物和生成物中各出现一次,且原子个数相差较大,其最小公倍数为$10$,所以在$O_2$前配上$5$,在$P_2O_5$前配上$2$,此时方程式变为$P + 5O_2\stackrel{点燃}{=!=!=}2P_2O_5$,接着看磷原子,在$P_2O_5$中有$4$个,所以在$P$前配$4$,最终配平方程式为$4P + 5O_2\stackrel{点燃}{=!=!=}2P_2O_5$。
-
奇数配偶法:
- 适用条件: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。
- 口诀:“有氢找氢无氢找氧,奇数配偶变单成双,出现分数去掉分母,调整系数使支配平”。
- 解释:先找出反应式左右两边出现次数较多的元素,且该元素的原子个数在反应式左右两边有奇数也有偶数,然后选定含该元素奇数个原子的化学式,作为配平起点,选配适当系数,使之偶数化,再由已推得的系数,来确定其它物质的系数,例如对于反应$C_2H_2 + O_2\stackrel{点燃}{=!=!=}CO_2 + H_2O$,氧元素在两边出现的次数较多,且其原子个数在两边有奇数亦有偶数,反应式左边有$O_2$,其系数无论为何,氧原子总数必为偶数,而右边$Fe_2O_3$中氧原子个数为奇数,所以要给右边含奇数个氧原子的$Fe_2O_3$系数选配$2$,使之偶数化,则变为$FeS_2 + O_2\stackrel{点燃}{=!=!=}2Fe_2O_3 + SO_2$,再由已确定的系数,推出与此有关的其它物质的系数。
-
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。
- 口诀:无特定统一口诀,但思路是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。
- 解释:例如对于反应$NH_3 + O_2\stackrel{催化剂}{=!=!=}NO + H_2O$,选择组成较复杂的$NH_3$的系数为1,所以先在$NH_3$前配1,则右边$NO$和$H_2O$中的氮原子和氢原子都是来源于$NH_3$,根据氮原子和氢原子守恒可知,$NO$前配1,$H_2O$前配$\frac{3}{2}$,此时氧原子在右边共有$\frac{5}{2}$个,那么左边$O_2$前应配$\frac{5}{4}$,此时方程式中出现了分数系数,将各系数都乘以4,得到配平后的方程式为$4NH_3 + 5O_2\stackrel{催化剂}{=!=!=}4NO + 6H_2O$。
-
观察法:
- 适用条件:有时方程式中会出现一种化学式比较复杂的物质,可通过这个复杂的分子去推其他化学式的系数。
- 口诀:无特定统一口诀,主要是观察分析各物质的组成和原子数量关系来配平。
- 解释:例如对于反应$Fe + H_2O \stackrel{\Delta}{=!=!=}Fe_3O_4 + H_2$,$Fe_3O_4$化学式较复杂,显然,$Fe_3O_4$中铁原子来源于单质铁,氧原子来自于水,则根据铁原子守恒,$Fe$前配3,根据氧原子守恒,$H_2O$前配4,则式子为$3Fe + 4H_2O = Fe_3O_4 + H_2$,由此根据氢原子守恒可推出$H_2$系数为4,写明条件,短线改为等号即可得到配平方程式$3Fe + 4H_2O\stackrel{\Delta}{=!=!=}Fe_3O_4 + 4H_2$