初中化学方程式配平口诀详解
在初中化学的学习中,化学方程式的配平是一个关键且具有挑战性的部分,为了帮助同学们更好地掌握这一技能,下面将详细讲解初中化学方程式配平的口诀及其应用方法。
配平口诀
“化学方程式要配平,必须遵循守恒律;反应类型先弄清,配平原则要牢记,左右两边原子数,相等方为已配平;观察反应找窍门,先易后难有顺序。”
各类反应配平方法及示例
(一)最小公倍数法
适用于大多数简单的化学方程式配平,尤其是反应物和生成物中只含有一种相同元素的原子需要配平的情况。
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找出关键点
- 确定反应式两边各元素原子个数的最小公倍数。
- 以最小公倍数为基准,调整化学式前的化学计量数,使反应式两边各元素的原子个数相等。
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示例
- 以氢气和氧气反应生成水为例:(2H{2}+O{2}\xrightarrow{点燃}2H_{2}O)
- 首先分析反应式两边的氢原子和氧原子个数,左边氢原子个数为(2×2 = 4)((H{2})中有 2 个氢原子,化学计量数为 2),氧原子个数为(1×2 = 2)((O{2})中有 2 个氧原子,化学计量数为 1);右边氢原子个数为(2×2 = 4)((H{2}O)中有 2 个氢原子,化学计量数为 2),氧原子个数为(1×2 = 2)((H{2}O)中有 1 个氧原子,化学计量数为 2),此时反应式已经配平,但为了更清晰地理解最小公倍数法,我们可以重新推导。
- 观察反应式,氢原子在反应式左边共有(2×2 = 4)个((H{2})的化学计量数为 2,每个分子含 2 个氢原子),右边氢原子在(2H{2}O)中共有(2×2 = 4)个,对于氧原子,左边(O{2})中有(1×2 = 2)个,右边(2H{2}O)中有(1×2 = 2)个,其实在这个反应式中,从原子个数角度已经平衡,但如果我们假设不知道这个结果,按照最小公倍数法来思考:氢原子在两边的最小公倍数是 4,氧原子在两边的最小公倍数也是 2,为了使氢原子个数相等,把(H{2})的化学计量数定为 2;为了使氧原子个数相等,把(O{2})的化学计量数定为 1,然后根据氢原子和氧原子的个数确定(H_{2}O)的化学计量数为 2,这样就完成了配平。
- 以氢气和氧气反应生成水为例:(2H{2}+O{2}\xrightarrow{点燃}2H_{2}O)
(二)奇偶配平法
当反应式中某个元素的原子个数在反应式两边呈现奇偶关系时,可先通过配平使该元素的原子个数变为偶数,再按照最小公倍数法进行配平。
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找出关键点
- 观察反应式中原子个数为奇数的元素,优先对该元素所在的物质进行配平,通过乘以适当的化学计量数使其原子个数变为偶数。
- 然后按照最小公倍数法对其他元素进行配平。
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示例
- 以一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳为例:(2CO + O{2}\xrightarrow{点燃}2CO{2})
- 先看氧原子,反应式左边(CO)和(O{2})中氧原子个数分别为 1 和 2,总共有(1×2 + 1×2 = 4)个氧原子(这里先假设(CO)的化学计量数为 2,只是为了方便计算总氧原子数,实际配平时需要重新确定);右边(CO{2})中氧原子个数为(2×2 = 4)个,但是左边一氧化碳中碳原子个数为 2,右边二氧化碳中碳原子个数也为 2,从碳原子角度暂时平衡,不过我们注意到一氧化碳中氧原子个数是奇数(1 个),我们可以先对一氧化碳进行配平,把一氧化碳的化学计量数定为 2,这样一氧化碳中氧原子个数就变为偶数((2×1 = 2)个)。
- 现在反应式变为:(2CO + O{2}\xrightarrow{点燃}2CO{2}),此时再看整个反应式,左边氧原子个数为(2×1 + 1×2 = 4)个,右边氧原子个数为(2×2 = 4)个,氧原子已经平衡;碳原子左边为(2×1 = 2)个,右边为(2×1 = 2)个,也平衡,这样就完成了配平。
- 以一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳为例:(2CO + O{2}\xrightarrow{点燃}2CO{2})
(三)观察法
对于一些简单的化学反应,可以通过观察反应式中各物质的化学式,直接判断化学计量数,使反应式两边各元素的原子个数相等。
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找出关键点
仔细分析反应式中各物质的组成,找出不同物质中相同元素的原子个数关系,通过调整化学计量数来实现原子个数的平衡。
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示例
- 以铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁为例:(Fe + CuSO{4}= FeSO{4}+ Cu)
- 观察反应式,铁((Fe))在反应式左边有 1 个原子,右边在(FeSO_{4})中有 1 个铁原子,所以铁原子个数已经平衡。
- 再看铜((Cu)),左边在(CuSO_{4})中有 1 个铜原子,右边有 1 个铜原子,铜原子个数也平衡。
- 对于硫((S))和氧((O))元素,左边在(CuSO{4})中有 1 个硫原子和 4 个氧原子,右边在(FeSO{4})中有 1 个硫原子和 4 个氧原子,同样平衡,所以这个反应式已经配平,化学计量数均为 1。
- 以铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁为例:(Fe + CuSO{4}= FeSO{4}+ Cu)
(四)定一法
对于某些复杂的化学反应,可以选择反应式中最复杂的物质(通常是化学式中原子个数较多或含有多种元素的化合物)的化学计量数定为 1,然后根据原子守恒确定其他物质的化学计量数。
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找出关键点
- 选择最复杂的物质,将其化学计量数设为 1。
- 依据原子守恒,依次确定其他物质的化学计量数,使反应式两边各元素的原子个数相等。
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示例
- 以甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水为例:(CH{4}+ 2O{2}\xrightarrow{点燃}CO{2}+ 2H{2}O)
- 这个反应式相对复杂一些,我们选择最复杂的物质(CH_{4}),将其化学计量数定为 1。
- 根据碳原子守恒,(CO{2})的化学计量数应为 1(因为(CH{4})中有 1 个碳原子,生成的(CO_{2})中也应有 1 个碳原子)。
- 再根据氢原子守恒,(CH{4})中有 4 个氢原子,生成的(H{2}O)中有 2 个氢原子,H_{2}O)的化学计量数应为(4÷2 = 2)。
- 最后根据氧原子守恒来确定(O{2})的化学计量数,左边氧原子个数为(2×2 = 4)个((O{2})的化学计量数暂定为 2),右边氧原子个数在(CO{2})中为(1×2 = 2)个,在(2H{2}O)中为(2×1 = 2)个,总共(2 + 2 = 4)个,这样反应式就配平了,化学计量数分别为(CH{4})的化学计量数是 1,(O{2})的化学计量数是 2,(CO{2})的化学计量数是 1,(H{2}O)的化学计量数是 2。
- 以甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水为例:(CH{4}+ 2O{2}\xrightarrow{点燃}CO{2}+ 2H{2}O)
初中化学方程式配平需要同学们多练习,熟练掌握各种配平方法及其口诀,在遇到具体反应式时,