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1、1.零價(jià)法
用法:無法用常規(guī)方法確定化合價(jià)的物質(zhì)中各元素均為零價(jià),然后計(jì)算出各元素化合價(jià)的升降值,并使元素化合價(jià)升降值相等,最后用觀察法配平其他物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。
【例1】試配平 Fe3C + HNO3- Fe(NO3)3?+ NO2?+ CO2+ H2O。
分析:復(fù)雜物質(zhì)Fe3C按常規(guī)化合價(jià)分析無法確定其中Fe和C的具體化合價(jià),此時(shí)可令組成該物質(zhì)的各元素化合價(jià)均為零價(jià),再根據(jù)化合價(jià)升降法配平。Fe3C → Fe(NO3)3和CO2整體升高13價(jià),HNO3?→ NO2下降13價(jià)(除了Fe、C以外,只有N變價(jià))。易得 Fe3C + 22HNO3= 3Fe(NO3)3?+ 13NO2+ CO
2、2?+ 11H2O。
2.平均標(biāo)價(jià)法
用法:當(dāng)同一反應(yīng)物中的同種元素的原子出現(xiàn)兩次且價(jià)態(tài)不同時(shí),可將它們同等對(duì)待,即假定它們的化合價(jià)相同,根據(jù)化合物中化合價(jià)代數(shù)和為零的原則予以平均標(biāo)價(jià),若方程式出現(xiàn)雙原子分子時(shí),有關(guān)原子個(gè)數(shù)要擴(kuò)大2倍。
【例2】試配平 NH4NO3- HNO3+ N2+ H2O。
分析:NH4NO3中N的平均化合價(jià)為+1價(jià),元素化合價(jià)升降關(guān)系為:
NH4NO3?→ HNO3:+1→+5升4×1價(jià)
NH4NO3?→ N2: +1→0 降1×2價(jià)
易得 5NH4NO3= 2HNO3?+ 4N2?+ 9H2O
3.整體標(biāo)價(jià)法
用法:當(dāng)某一元素的原子或原子團(tuán)(多見于
3、有機(jī)反應(yīng)配平)在某化合物中有數(shù)個(gè)時(shí),可將它作為一個(gè)整體對(duì)待,根據(jù)化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為零的原則予以整體標(biāo)價(jià)。
例3:試配平 S+ Ca(OH)2- CaSx+ CaS2O3+ H2O
分析:NH4NO3中N的平均化合價(jià)為+1價(jià)(NH4中-3價(jià),NO3中+5價(jià)),元素化合價(jià)升降關(guān)系為:
NH4NO3→HNO3:+1→+5升4×1價(jià)
NH4NO3→N2:+1→0 降2×2價(jià)
易得 2(x+1)S + 3Ca(OH)2?= 2CaSx + CaS2O3?+ 3H2O
4.逆向配平法
若氧化劑(或還原劑)中某元素化合價(jià)只有部分改變,配平宜從氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物開始,即先考慮生成物,
4、逆向配平;自身氧化還原反應(yīng)方程式,宜從生成物開始配平,即逆向配平。
例如:P + CuSO4?+ H2O - CU3P + H3PO4+ H2SO4
該反應(yīng)的氧化劑是P、CuSO4,還原劑是P,以反應(yīng)物作標(biāo)準(zhǔn)求得失電子數(shù)比較困難,但是氧化產(chǎn)物只H3PO4、還原產(chǎn)物只CU3P,所以以1mol H3PO4和1mol CU3P作標(biāo)準(zhǔn)物容易求得失電子數(shù)。
答案:11 ?15 ?24 ? 5 ? 6 ? 15
5.有機(jī)反應(yīng)的配平法
有機(jī)物參入的氧化還原反應(yīng),通常首先規(guī)定有機(jī)物中H為+1價(jià),O為-2價(jià),并以此確定碳元素的平均化合價(jià)。再根據(jù)還原劑化合價(jià)升高總數(shù)與氧化劑化合價(jià)降低總數(shù)相等原則,結(jié)合觀
5、察法配平。
例如:H2C2O4?+ KMnO4?+H2SO4- CO2+ K2SO4+ MnSO4?+ H2O
解析:H2C2O4中,令H 為+1價(jià),O為-2價(jià),則C的平均化合價(jià)為+3價(jià)。1個(gè)H2C2O4化合價(jià)升高數(shù)為2,1個(gè)KMnO4化合價(jià)降低數(shù)為5,最小公倍數(shù)為10,故H2C2O4的系數(shù)為5,KMnO4的系數(shù)為2。
配平的方程式為:5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=10CO2+K2SO4+2MnSO4+8H2O
6.缺項(xiàng)方程式的配平:
如果所給的化學(xué)方程式中有反應(yīng)物或生成物沒有寫出來,在配平時(shí),如果所空缺的物質(zhì)不發(fā)生電子的得失,僅僅是提供一種發(fā)生反應(yīng)的酸、堿、中性的環(huán)境
6、,可先把有化合價(jià)升降的元素配平,再確定出所缺的物質(zhì),把系數(shù)填上即可。
例如:BiO3-+ Mn2+?+- Bi3++ MnO4-+ H2O
解析:首先根據(jù)化合價(jià)的升降配平有變價(jià)元素的有關(guān)物質(zhì)
5BiO3-?+2Mn2+?+ - 5Bi3+?+2MnO4-+H2O
根據(jù)氧原子守恒,可以確定H2O 的系數(shù)為7,根據(jù)質(zhì)量守恒和電荷守恒規(guī)律可以確定反應(yīng)物所缺的是氫離子H+。
答案:5 ? 2 ? 14H+??5 ?2? ??
除這幾種常用方法外,還有一些簡(jiǎn)易方法也可用于一些方程式的配平。
(1)奇偶配平法
這種方法適用于化學(xué)方程式兩邊某一元素多次出現(xiàn),并且兩邊的該元素原子總數(shù)有一奇一偶
7、,例如:C2H2+O2→CO2+H2O,此方程式配平從先出現(xiàn)次數(shù)最多的氧原子配起。O2內(nèi)有2個(gè)氧原子,無論化學(xué)式前系數(shù)為幾,氧原子總數(shù)應(yīng)為偶數(shù)。故右邊H2O的系數(shù)應(yīng)配2(若推出其它的分子系數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)則可配4),由此推知C2H2前2,式子變?yōu)椋?C2H2+O2→CO2+2H2O,由此可知CO2前系數(shù)應(yīng)為4,最后配單質(zhì)O2為5,把短線改為等號(hào),寫明條件即可:2C2H2+5O2==4CO2+2H2O
(2)觀察法配平
有時(shí)方程式中會(huì)出現(xiàn)一種化學(xué)式比較復(fù)雜的物質(zhì),我們可通過這個(gè)復(fù)雜的分子去推其他化學(xué)式的系數(shù),例如:Fe+H2O——Fe3O4+H2,F(xiàn)e3O4化學(xué)式較復(fù)雜,顯然,F(xiàn)e3O4中Fe來源
8、于單質(zhì)Fe,O來自于H2O,則Fe前配3,H2O前配4,則式子為:3Fe+4H2O=Fe3O4+H2由此推出H2系數(shù)為4,寫明條件,短線改為等號(hào)即可:3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2
(3)歸一法
找到化學(xué)方程式中關(guān)鍵的化學(xué)式,定其化學(xué)式前計(jì)量數(shù)為1,然后根據(jù)關(guān)鍵化學(xué)式去配平其他化學(xué)式前的化學(xué)計(jì)量數(shù)。若出現(xiàn)計(jì)量數(shù)為分?jǐn)?shù),再將各計(jì)量數(shù)同乘以同一整數(shù),化分?jǐn)?shù)為整數(shù),這種先定關(guān)鍵化學(xué)式計(jì)量數(shù)為1的配平方法,稱為歸一法。
做法:選擇化學(xué)方程式中組成最復(fù)雜的化學(xué)式,設(shè)它的系數(shù)為1,再依次推斷。
第一步:設(shè)NH3的系數(shù)為1 1NH3+O2——NO+H2O
第二步:反應(yīng)中的N原子和H原子分別轉(zhuǎn)移到NO和H2O中
第三步:由右端氧原子總數(shù)推O2系數(shù)