初中化学的学习中,化学方程式的配平是一个关键且具有一定挑战性的部分,准确配平化学方程式不仅是掌握化学反应本质的重要环节,也是后续进行化学计算、理解化学变化规律等的基础,以下将详细阐述初中化学方程式配平的相关口诀及方法。
观察法
观察法是配平化学方程式最基本、最直接的方法,当化学方程式比较简单,反应物和生成物的化学式较为熟悉,且通过直观观察就能发现各物质分子间的数量关系时,可采用此法。
对于方程式:(H{2}+Cl{2}\xrightarrow{点燃}HCl)
首先观察反应式两边的原子种类,左边有(H)和(Cl),右边同样只有(H)和(Cl),接着看原子个数,左边(H{2})中有(2)个(H)原子,(Cl{2})中有(2)个(Cl)原子;右边(HCl)中每个分子含(1)个(H)原子和(1)个(Cl)原子,为了使两边原子个数相等,根据观察,将(HCl)的化学计量数配为(2),这样右边就有(2)个(H)原子和(2)个(Cl)原子,与左边相等,于是配平后的方程式为:(H{2}+Cl{2}\xrightarrow{点燃}2HCl)
再如,(Fe + O{2}\xrightarrow{点燃}Fe{3}O_{4})
左边(Fe)原子个数为(1),(O)原子个数为(2);右边(Fe{3}O{4})中有(3)个(Fe)原子和(4)个(O)原子,通过观察,将(Fe)的化学计量数配为(3),(O{2})的化学计量数配为(2),则右边(Fe)原子个数变为(3\times1 = 3),(O)原子个数变为(2\times2 = 4),与左边相等,配平后的方程式为:(3Fe + 2O{2}\xrightarrow{点燃}Fe{3}O{4})
最小公倍数法
当反应式两边的某种原子的数目不相等,且通过观察难以直接确定化学计量数时,最小公倍数法就派上用场了。
以(Al + O{2}\xrightarrow{点燃}Al{2}O_{3})为例。
先看(Al)原子,左边有(1)个,右边有(2)个,为了使其相等,找到(1)和(2)的最小公倍数为(2),所以将(Al)的化学计量数配为(2),这样右边(Al)原子个数就变为(2\times1 = 2),与左边相等。
再看(O)原子,左边(O{2})中有(2)个(O)原子,右边(Al{2}O{3})中有(3)个(O)原子,(2)和(3)的最小公倍数是(6),于是将(O{2})的化学计量数配为(3),(Al{2}O{3})的化学计量数配为(2),此时左边(O)原子个数为(3\times2 = 6),右边(O)原子个数为(2\times3 = 6),两边原子个数相等,配平后的方程式为:(4Al + 3O{2}\xrightarrow{点燃}2Al{2}O_{3})(注意:配平后要将各系数化为最简整数比)
又如,(C{2}H{5}OH + O{2}\xrightarrow{点燃}CO{2}+H_{2}O)
先从复杂的(C{2}H{5}OH)入手,左边有(2)个(C)原子,右边(CO{2})中有(1)个(C)原子,为了使其相等,将(CO{2})的化学计量数配为(2),这样右边(C)原子个数变为(2\times1 = 2),与左边相等。
接着看(H)原子,左边(C{2}H{5}OH)中有(6)个(H)原子,右边(H{2}O)中有(2)个(H)原子,找到(6)和(2)的最小公倍数为(6),所以将(H{2}O)的化学计量数配为(3),此时右边(H)原子个数为(3\times2 = 6),与左边相等。
最后看(O)原子,左边(C{2}H{5}OH)中有(1)个(O)原子,(O{2})中有(2)个(O)原子,总共左边有(1 + 2 = 3)个(O)原子;右边(CO{2})中有(2\times2 = 4)个(O)原子,(H{2}O)中有(3\times1 = 3)个(O)原子,右边总共有(4 + 3 = 7)个(O)原子,为了使两边(O)原子个数相等,将(O{2})的化学计量数配为(3),这样左边(O)原子个数为(1 + 3\times2 = 7),与右边相等,配平后的方程式为:(C{2}H{5}OH + 3O{2}\xrightarrow{点燃}2CO{2}+3H_{2}O)
奇数配偶法
当反应式中某种元素的原子个数在两边均为奇数时,可使用奇数配偶法。
(FeS{2}+O{2}\xrightarrow{高温}Fe{2}O{3}+SO_{2})
先看(Fe)原子,左边有(1)个,右边有(2)个,将(FeS_{2})的化学计量数配为(2),这样右边(Fe)原子个数变为(2\times1 = 2),与左边相等。
此时再看(S)原子,左边(FeS{2})中有(2\times2 = 4)个(S)原子,右边(SO{2})中有(1)个(S)原子,将(SO_{2})的化学计量数配为(4),右边(S)原子个数变为(4\times1 = 4),与左边相等。
这时来看(O)原子,左边(O{2})中有(2)个(O)原子,右边(Fe{2}O{3})中有(3\times2 = 6)个(O)原子,(SO{2})中有(4\times2 = 8)个(O)原子,右边总共有(6 + 8 = 14)个(O)原子,左边目前只有(O{2})中的(2)个(O)原子,为了让两边(O)原子个数相等,将(O{2})的化学计量数配为(7),这样左边(O)原子个数为(7\times2 = 14),与右边相等,配平后的方程式为:(4FeS{2}+11O{2}\xrightarrow{高温}2Fe{2}O{3}+8SO_{2})
再如,(CH{3}OH + O{2}\xrightarrow{点燃}CO{2}+H{2}O)
先看(C)原子,左边有(1)个,右边有(1)个,已经相等。
接着看(H)原子,左边(CH{3}OH)中有(4)个(H)原子,右边(H{2}O)中有(2)个(H)原子,将(H_{2}O)的化学计量数配为(2),这样右边(H)原子个数为(2\times2 = 4),与左边相等。
此时看(O)原子,左边(CH{3}OH)中有(1)个(O)原子,(O{2})中有(2)个(O)原子,总共左边有(1 + 2 = 3)个(O)原子;右边(CO{2})中有(2)个(O)原子,(H{2}O)中有(2\times1 = 2)个(O)原子,右边总共有(2 + 2 = 4)个(O)原子,由于两边(O)原子个数均为奇数,将(CH_{3}OH)的化学计量数配为偶数,这里配为“1”暂时不变,将整个方程式两边都乘以“2”,得到:
左边变为:
初中化学方程式配平口诀及方法详解
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一定挑战性的部分,准确配平化学方程式不仅是掌握化学反应本质的重要环节,也是后续进行化学计算、理解化学变化规律等的基础,以下将详细阐述初中化学方程式配平的相关口诀及方法。
观察法
观察法是配平化学方程式最基本、最直接的方法,当化学方程式比较简单,反应物和生成物的化学式较为熟悉,且通过直观观察就能发现各物质分子间的数量关系时,可采用此法。
对于方程式:$H_2 + Cl_2 \xrightarrow{点燃} HCl$
首先观察反应式两边的原子种类,左边有$H$和$Cl$,右边同样只有$H$和$Cl$,接着看原子个数,左边$H_2$中有$2$个$H$原子,$Cl_2$中有$2$个$Cl$原子;右边$HCl$中每个分子含$1$个$H$原子和$1$个$Cl$原子,为了使两边原子个数相等,根据观察,将$HCl$的化学计量数配为$2$,这样右边就有$2$个$H$原子和$2$个$Cl$原子,与左边相等,于是配平后的方程式为:$H_2 + Cl_2 \xrightarrow{点燃} 2HCl$
再如,$Fe + O_2 \xrightarrow{点燃} Fe_3O_4$
左边$Fe$原子个数为$1$,$O$原子个数为$2$;右边$Fe_3O_4$中有$3$个$Fe$原子和$4$个$O$原子,通过观察,将$Fe$的化学计量数配为$3$,$O_2$的化学计量数配为$2$,则右边$Fe$原子个数变为$3×1 = 3$,$O$原子个数变为$2×2 = 4$,与左边相等,配平后的方程式为:$3Fe + 2O_2 \xrightarrow{点燃} Fe_3O_4$
最小公倍数法
当反应式两边的某种原子的数目不相等,且通过观察难以直接确定化学计量数时,最小公倍数法就派上用场了。
以$Al + O_2 \xrightarrow{点燃} Al_2O_3$为例。
先看$Al$原子,左边有$1$个,右边有$2$个,为了使其相等,找到$1$和$2$的最小公倍数为$2$,所以将$Al$的化学计量数配为$2$,这样右边$Al$原子个数就变为$2×1 = 2$,与左边相等。
再看$O$原子,左边$O_2$中有$2$个$O$原子,右边$Al_2O_3$中有$3$个$O$原子,$2$和$3$的最小公倍数是$6$,于是将$O_2$的化学计量数配为$3$,$Al_2O_3$的化学计量数配为$2$,此时左边$O$原子个数为$3×2 = 6$,右边$O$原子个数为$2×3 = 6$,两边原子个数相等,配平后的方程式为:$4Al + 3O_2 \xrightarrow{点燃} 2Al_2O_3$(注意:配平后要将各系数化为最简整数比)
又如,$C_2H_5OH + O_2 \xrightarrow{点燃} CO_2 + H_2O$
先从复杂的$C_2H_5OH$入手,左边有$2$个$C$原子,右边$CO_2$中有$1$个$C$原子,为了使其相等,将$CO_2$的化学计量数配为$2$,这样右边$C$原子个数变为$2×1 = 2$,与左边相等。
接着看$H$原子,左边$C_2H_5OH$中有$6$个$H$原子,右边$H_2O$中有$2$个$H$原子,找到$6$和$2$的最小公倍数为$6$,所以将$H_2O$的化学计量数配为$3$,此时右边$H$原子个数为$3×2 = 6$,与左边相等。
最后看$O$原子,左边$C_2H_5OH$中有$1$个$O$原子,$O_2$中有$2$个$O$原子,总共左边有$1 + 2 = 3$个$O$原子;右边$CO_2$中有$2×2 = 4$个$O$原子,$H_2O$中有$3×1 = 3$个$O$原子,右边总共有$4 + 3 = 7$个$O$原子,为了使两边$O$原子个数相等,将$O_2$的化学计量数配为$\frac{7 - 1}{2} = 3$(这里运用了代数运算来求解),这样左边$O$原子个数为$1 + 3×2 = 7$,与右边相等,配平后的方程式为:$C_2H_5OH + 3O_2 \xrightarrow{点燃} 2CO_2 + 3H_2O $
奇数配偶法
当反应式中某种元素的原子个数在两边均为奇数时,可使用奇数配偶法。
$FeS_2 + O_2 \xrightarrow{高温} Fe_2O_3 + SO_2 $
先看$Fe$原子,左边有1个,右边有2个,将 $FeS_2 $ 的化学计量数配为 $2 $ ,这样右边 $Fe $ 原子个数变为 $2×1 = 2 $ ,与左边相等。
此时再看 $S $ 原子,左边 $FeS_2 $ 中有 $2×2 = 4 $ 个 $S $ 原子,右边 $SO_2 $ 中有 $1 $ 个 $S $ 原子,将 $SO_2 $ 的化学计量数配为 $4 $ ,右边 $S $ 原子个数变为 $4×1 = 4 $ ,与左边相等。
这时来看 $O $ 原子,左边 $O_2 $ 中有 $2 $ 个 $O $ 原子,右边 $Fe_2O_3 $ 中有 $3×2 = 6 $ 个 $O $ 原子, $SO_2 $ 中有 $4×2 = 8 $ 个 $O $ 原子,右边总共有 $6 + 8 = 14 $ 个 $O $ 原子,左边目前只有 $O_2 $ 中的 $2 $ 个 $O $ 原子,为了让两边 $O $ 原子个数相等,将 $O_2 $ 的化学计量数配为 $\frac{14}{2}=7 $ ,这样左边 $O $ 原子个数为 $7×2 = 14 $ ,与右边相等,配平后的方程式为: $4FeS_2 + 11O_2 \xrightarrow{高温} 2Fe_2O_3 + 8SO_2 $
再如, $CH_3OH + O_2 \xrightarrow{点燃} CO_2 + H_2O $