初中化学学习中,化学方程式的配平是一个重要且颇具挑战性的内容,掌握有效的配平口诀,能让我们更轻松、准确地完成方程式的配平工作,以下为您详细介绍相关的口诀及运用方法。
观察法相关口诀及运用
“观察反应前后,原子个数变化,单质先行配平,再把化合物算。” 当遇到简单的化学方程式时,首先要仔细观察反应前后各元素的原子个数变化情况,比如对于一些有单质参与或生成的反应,我们可以先从单质入手进行配平,例如氢气在氧气中燃烧生成水的反应:$2H{2} + O{2} \xrightarrow{点燃} 2H{2}O$,我们先数一下反应前后各原子的数目,反应前氢原子有$4$个(来自$2$个$H{2}$分子),氧原子有$2$个(来自$1$个$O{2}$分子);反应后氢原子有$4$个(来自$2$个$H{2}O$分子),氧原子有$2$个(同样来自$2$个$H{2}O$分子),发现两边氢原子、氧原子数目已经相等了,所以这个方程式已经是配平好的状态啦,但如果遇到稍微复杂一点的,像$Fe + O{2} \xrightarrow{点燃} Fe{3}O{4}$这样的反应,按照口诀,单质$O{2}$暂时先放着,我们看铁元素和氧元素在化合物这边的情况,$Fe{3}O{4}$中有$3$个铁原子和$4$个氧原子,那为了让反应前后铁原子数目相等,我们在$Fe$前面配上$3$,变成$3Fe + O{2} \xrightarrow{点燃} Fe{3}O{4}$,接着再看氧原子,左边$O{2}$中有$2$个氧原子,右边有$4$个,那就在$O{2}$前面配上$2$,最终得到配平好的方程式$3Fe + 2O{2} \xrightarrow{点燃} Fe{3}O_{4}$。
最小公倍数法口诀及运用
“找出原子数目,两边寻求公倍,公倍来配系数,方程配平无误。” 这种方法适用于反应前后各元素的原子数目有比较明显倍数关系的情况,例如配平方程式$Al + O{2} \xrightarrow{点燃} Al{2}O{3}$,我们先找出氧元素在两边的原子数目,左边$O{2}$中有$2$个氧原子,右边$Al{2}O{3}$中有$3$个氧原子,$2$和$3$的最小公倍数是$6$,那么我们就把两边的原子数目都变成这个公倍数对应的量,对于氧原子来说,左边要变成$6$个氧原子,就得在$O{2}$前面配上$3$,右边要变成$6$个氧原子,就得在$Al{2}O{3}$前面配上$2$,此时方程式变为$Al + 3O{2} \xrightarrow{点燃} 2Al{2}O{3}$,接着看铝原子,左边有$1$个铝原子,右边有$4$个铝原子(因为$2$个$Al{2}O{3}$中有$2\times 2 = 4$个铝原子),为了让铝原子数目相等,在$Al$前面配上$4$,最后得到配平好的方程式$4Al + 3O{2} \xrightarrow{点燃} 2Al{2}O_{3}$。
奇数配偶法口诀及运用
“反应式中找奇数,配上偶数把数补,奇变偶后再配平,配平结果准靠谱。” 有些化学方程式中,某一元素的原子数目在反应前后呈现奇数的情况,这时就可以运用奇数配偶法来配平,比如配平方程式$C{2}H{2} + O{2} \xrightarrow{点燃} CO{2} + H{2}O$,我们先看各元素的原子数目,碳原子、氢原子、氧原子在反应前后的数目目前看起来没有特别明显的简单倍数关系,不过我们发现有机物$C{2}H{2}$中氢原子数目是$2$个,是偶数,而生成物$H{2}O$中的氢原子数目也是以$2$个为一组出现的,但反应式整体来看,左边氧原子数目暂时不确定,右边二氧化碳和水中的氧原子数目相加也不好直接看出规律,那我们换个角度,先看看有没有奇数情况,这里可以先把方程式两边的原子数目都乘上一个数,让某种元素的原子数目出现奇数便于操作,我们可以先将方程式两边都乘以$1$(其实就是保持原式),发现氢原子数目在两边都是偶数,不太好处理,那我们可以试着把$H{2}O$前面的系数配上$2$,让它变成偶数个氢原子参与计算,此时方程式变为$C{2}H{2} + O{2} \xrightarrow{点燃} CO{2} + 2H{2}O$,这时候我们来看碳原子,左边$C{2}H{2}$中有$2$个碳原子,右边$CO{2}$中有$1$个碳原子,为了让碳原子数目相等,在$CO{2}$前面配上$2$,得到$C{2}H{2} + O{2} \xrightarrow{点燃} 2CO{2} + 2H{2}O$,接着看氢原子,左边$C{2}H{2}$中有$2$个氢原子,右边$2H{2}O$中有$2\times 2 = 4$个氢原子,所以在$C{2}H{2}$前面配上$2$,变为$2C{2}H{2} + O{2} \xrightarrow{点燃} 2CO{2} + 2H{2}O$,最后看氧原子,左边$O{2}$中有$2$个氧原子,右边$2CO{2}$中有$2\times 2 = 4$个氧原子,$2H{2}O$中有$2\times 1 = 2$个氧原子,总共$6$个氧原子,那就在$O{2}$前面配上$3$,最终得到配平好的方程式$2C{2}H{2} + 3O{2} \xrightarrow{点燃} 2CO{2} + 2H{2}O$。
定一法口诀及运用
“选定元素设为一,依据反应来配齐,配完回头再检验,配平质量不偏离。” 对于一些复杂的化学反应,特别是有多种元素参与且原子数目较难直接通过简单倍数关系配平的,我们可以采用定一法,例如配平方程式$FeS{2} + O{2} \xrightarrow{高温} Fe{2}O{3} + SO{2}$,我们可以先选定一种元素的原子数目设为$1$,比如选$Fe$元素,将$FeS{2}$前面的系数定为$1$,即$1FeS{2} + O{2} \xrightarrow{高温} Fe{2}O{3} + SO{2}$,然后根据铁原子数目,右边$Fe{2}O{3}$前面得配上$\frac{1}{2}$才能让铁原子数目相等(因为左边$1$个$FeS{2}$中有$1$个铁原子,要让右边也有$1$个铁原子,$\frac{1}{2}$个$Fe{2}O{3}$刚好含$1$个铁原子),不过系数一般要写成整数,所以我们把整个方程式两边都乘以$2$,得到$2FeS{2} + O{2} \xrightarrow{高温} Fe{2}O{3} + 2SO{2}$,接着看硫原子,左边$2FeS{2}$中有$4$个硫原子,右边$2SO{2}$中有$4$个硫原子,硫原子已经配平了,再看氧原子,左边$O{2}$中有$2$个氧原子,右边$Fe{2}O{3}$中有$3$个氧原子,$2SO{2}$中有$4$个氧原子,总共$7$个氧原子,为了配平氧原子,在$O{2}$前面配上$\frac{7}{2}$,同样为了消除分数系数,再给整个方程式两边乘以$2$,最终得到配平好的方程式$4FeS{2} + 11O{2} \xrightarrow{高温} 2Fe{2}O{3} + 8SO_{2}$。
初中化学方程式配平的这些口诀和方法各有特点和适用情况,同学们要多练习、多总结,熟练掌握它们,