如何简易准确快速地配平化学方程式请举几个复杂的例子

Question

如何简易 准确 快速地配平化学方程式 请举几个复杂的例子

Answer 1

基本原则：⒈反应前后各元素的原子个数相等,即质量守恒. ⒉氧化剂得电子总数与还原剂失电子总数相等,即电子守恒. ⒊氧化剂化合价降低的总数值与还原剂化合价升高的总数值相等步骤：⒈标变价：写出反应物和生成物的化学式,标出变价元素的化合价. ⒉列变化：列出反应前后元素化合价的升、降变化值. ⒊求总数：使化合价升高和降低的总数相等. ⒋配系数：用观察的方法配平其他物质的化学计量数,配平后,把单线改成等号. ⒌查守恒：检查方程式两边是否“质量守恒”和“电荷守恒”. 在配平时,是先考虑反应物,还是先考虑生成物,一般有如下规律： ⒈若氧化剂和还原剂中某元素的化合价全部改变,配平宜从氧化剂、还原剂开始,即先考虑反应物.（正向配平） ⒉若氧化剂（或还原剂）中某元素化合价只有部分改变,配平宜从氧化产物、还原产物开始,即先考虑生成物.（逆向配平） ⒊自身氧化还原反应方程式,宜从生成物开始配平.（逆向配平） ⒋同一反应物中有多种元素变价,可将该物质作为一个整体考虑,即求该物质的一个分子中各变价元素的化合价升、降值的代数和. 有两种方法你可以试试： ①零价法 用法：先令无法用常规方法确定化合价的物质中各元素均为零价,然后计算出各元素化合价的升降值,并使元素化合价升降值相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数. 例1： 试配平 Fe3C + HNO3 － Fe(NO3)3 + NO2 + CO2 + H2O. 分析：复杂物质Fe3C按常规化合价分析无法确定其中Fe和C的具体化合价,此时可令组成该物质的各元素化合价均为零价,再根据化合价升降法配平. Fe3C → Fe(NO3)3 和 CO2 整体升高13价,HNO3 → NO2 下降13价（除了Fe、C以外,只有N变价）. 易得 Fe3C + 22HNO3 ＝ 3Fe(NO3)3 + 13NO2+ CO2 + 11H2O. ②平均标价法 用法：当同一反应物中的同种元素的原子出现两次且价态不同时,可将它们同等对待,即假定它们的化合价相同,根据化合物中化合价代数和为零的原则予以平均标价,若方程式出现双原子分子时,有关原子个数要扩大2倍. 例2： 试配平 NH4NO3－ HNO3+ N2+ H2O. 分析：NH4NO3中N的平均化合价为+1价,元素化合价升降关系为： NH4NO3 → HNO3：+1→+5 升4×1价 NH4NO3 → N2： +1→0 降1×2价 易得 5NH4NO3 ＝ 2HNO3 + 4N2 + 9H2O ③整体标价法 用法：当某一元素的原子或原子团（多见于有机反应配平）在某化合物中有数个时,可将它作为一个整体对待,根据化合物中元素化合价代数和为零的原则予以整体标价. 例3： 试配平 S+ Ca(OH)2－ CaSx+ CaS2O3+ H2O 分析：NH4NO3中N的平均化合价为+1价（NH4中-3价,NO3中+5价）,元素化合价升降关系为： NH4NO3→HNO3：+1→+5 升4×1价 NH4NO3→N2： +1→0 降2×2价 易得 2(x+1)S + 3Ca(OH)2 ＝ 2CaSx + CaS2O3 + 3H2O 其他快捷方法：
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,这种先定关键化学式计量数为1的配平方法,称为归一法. 做法：选择化学方程式中组成最复杂的化学式,设它的系数为1,再依次推断.
第一步：设NH3的系数为1 1NH3+O2——NO+H2O
第二步：反应中的N原子和H原子分别转移到NO和H2O中,由
第三步：由右端氧原子总数推O2系数
[编辑本段]（五）利用配平诗集配平
这部分诗包括六首小诗,前五首向你介绍了化学反应方程式的五种配平方法,第六首诗告诉你在实际配平过程中,如何灵活巧妙地运用这五种方法.如果你能记住并理解这六首小诗,那么你就可以自豪地说：“世界上没有一个化学反应方程式我不会配平……”
歧化反应的简捷配平法
三种价态先标记,
两者相减第三系.
若有约数需约简,
悠然观察便配齐.
说明：
1、歧化反应又称自身氧化还原反应,在歧化反应中,同一种元素的一部分原子（或离子）被氧化,另一部分原子（或离子）被还原.如：
KCIO3 → KCIO4＋KCI
S＋KOH → K2S＋K2SO3＋H2O
2、这首诗介绍的是歧化反应的一种简捷配平方法.用该方法配平,简捷准确,速度可谓神速!
解释：
1、三种价态先标记：意思是说歧化反应简捷配平法的第一部是首先标记清楚反应式中不同物质分子中发生歧化反应的元素的化合价.如：
S0＋KOH → K2S-2＋K2S+4O3＋H2O
2、两者相减第三系：意思是说任意两个化合价的变化值（绝对值）,即为第三者的系数.
3、若有约数需约简：意思是说由第二步得到的三个系数若有公约数,则需要约分后再加到反应式中去.
根据诗意的要求分析如下：
在S和K2S中,S0 →S-2,化合价变化值为∣0-(-2)∣= 2,所以K2SO3前的系数为2.
在S和K2SO3中,S0→S+4,化合价变化值为∣0-4∣= 4,所以K2S前的系数为4.
在K2S和K2SO3中,S-2→S+4,化合价变化值为∣(-2)-4∣= 6,所以S前的系数为6.
又因为2、4、6有公约数2,所以约简为1、2、3,将约简后的系数代入反应式得：
3S＋KOH → 2K2S＋K2SO3＋H2O
4、悠然观察便配齐：意思是说将约简后的系数代入反应式后,悠然自在地观察一下就可以配平.
观察可知：右边为6个K,所以KOH前应加6,加6后左边为6个H,所以H2O前应加3,于是得到配平后的化学反应方程式：
3S＋6KOH ＝ 2K2S＋K2SO3＋3H2O
说明：说时迟,那时快,只要将这种方法掌握后,在“实战”时,仅需几秒钟便可完成配平过程.所以说“神速”是不过分的.
双水解反应简捷配平法
谁弱选谁切记清,
添加系数电荷等.
反应式中常加水,
质量守恒即配平.
说明：双水解反应,是指由一种强酸弱碱盐与另一种强碱弱酸盐作用,由于相互促进,从而使水解反应进行到底的反应.如：AI2(SO4)3和Na2CO3反应.该法的特点是可以直接写系数,可在瞬间完成配平过程.
解释：
1、谁弱选谁切记清：“谁弱选谁”的意思是说,在两种盐中要选择弱碱对应的金属离子（如AI3+是弱碱AI(OH)3对应的金属阳离子；NH4+离子是特例）和弱酸对应的酸根阴离子（如CO32-是弱酸H2CO3对应的酸根阴离子）作为添加系数（配平）的对象.
2、添加系数电何等：意思是说在选择出的对象前添加一定的系数,使弱碱对应的金属阳离子（或NH4+）的电荷数与弱酸对应的酸根阴离子的电荷数相等.
3、反应式中常加水,质量守恒即配平：意思是说在两种盐的前面加上适当的系数后,为了使质量守恒,常在反应式中加上n?H2O.
举例：写出AI2(SO4)3和Na2CO3两种溶液混合,发生水解反应的化学方程式.
根据诗意的要求分析如下：
⑴、根据水解原理首先写出水解产物：
AI2(SO4)3＋Na2CO3 —— AI(OH)3↓＋CO2↑＋Na2SO4
⑵、因为要“谁弱选谁”,所以应选AI3+和CO32-.
⑶、添加系数电荷等,因为AI3+带3个正电荷,而在AI2(SO4)3中有2个AI3+,所以有6个正电荷；CO32-带2个负电荷,要使“电荷等”,则必须在CO32-前加系数3,于是得到：
AI2(SO4)3＋3Na2CO3 —— 2AI(OH)3↓＋3CO2↑＋3Na2SO4
⑷、“反应式中常加水”.因为生成物中有6个H,所以应在反应物中加上“3H2O”.这样就得到了配平好了的双水解反应方程式：
AI2(SO4)3＋3Na2CO3＋3H2O ＝ 2AI(OH)3↓＋3CO2↑＋3Na2SO4
奇数配偶法
出现最多寻奇数,
再将奇数变为偶.
观察配平道理简,
二四不行再求六.
说明：这首诗介绍了用奇数配偶法配平化学反应方程式的步骤.该法的优点是能适应于各种类型的化学反应方程式的配平,而且简捷、迅速,可直接加系数.对一些有机物（特别是碳氢化合物）燃烧的化学反应方程式的配平显得特别有效.但该法不适合于反应物和生成物比较复杂的化学反应方程式的配平,在这种情况下,若用此法常常很麻烦.
解释：
1、出现最多寻奇数,再将奇数变为偶：这两句说的是奇数配偶法的第一步.“出现最多寻奇数”的意思是说在反应式中寻找在反应前后出现次数最多的元素,然后在此基础上寻找其中原子个数是奇数的一项；“再将奇数变为偶”的意思是说在找到的奇数前乘上一个偶数（一般是在分子前面加最小的偶数2）.
2、观察配平道理简,二四不行再求六：意思是说将奇数变为偶数以后即可观察配平,如果配不平,再依次试较大的偶数4,4若不行再用6,……
例一：请配平反应式：
Cu＋HNO3（浓） —— Cu(NO3)2＋NO2↑＋H2O
根据诗意的要求分析如下：
在该反应式中,Cu在反应前后出现了2次,H出现了2次,N出现了3次,O出现了4次.显而易见,氧是反应前后出现次数最多的元素,而且生成物H2O中的个数为1,是奇数,故应在H2O的前面加系数2,使奇数变为偶数：
Cu＋HNO3（浓） —— Cu(NO3)2＋NO2↑＋2H2O
在H2O的前面加上2后,右边有4个H,所以应在HNO3前面加上4,左边加4后有4个N,而右边有3个N,所以应在NO2前面加上2,于是得配平了的化学反应方程式：
Cu＋4HNO3（浓）＝ Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
例二：请配平反应式：
C2H6 ＋O2 —— CO2 ＋H2O
分析：观察得知氧是前后出现次数最多的元素,故在H2O前加系数2,观察后不平,然后换4,但还是不行,再换6.观察配平如下：
2C2H6＋7O2 ＝ 4CO2＋6H2O
氧化还原反应交叉配平法
升价降价各相加,
价变总数约后叉.
氧化还原未参与,
配平不要忘记它.
氧化还原分子内,
从右着手莫惧怕.
叉后前后出奇偶,
奇变偶后再交叉.
说明：这首诗介绍了用交叉配平法配平氧化还原反应方程式的步骤和应用该法时应注意的问题.对于较复杂的氧化还原反应,用该法配平则比较方便.
解释：
1、升价降价各相加：这句的意思是介绍了交叉配平法的第一步,即：首先表明升价元素和降价元素的化合价,然后将升降价数各自分别相加,这样就得出了升价元素化合价的价变总数和降价元素化合价的价变总数.
举例：请用交叉配平法配平如下反应式：
FeS2＋O2 —— SO2＋Fe2O3
根据诗意的要求先表明升价元素和降价元素的化合价,于是得到：
Fe+2S2-1＋O20 —— S+4O2-2＋Fe2+3O3-2
根据诗意的要求再算出升价元素和降价元素的价变总数.Fe2+→Fe3+化合价升高数为1,S-1→S+4化合价升高数为5,又因为FeS2中有2个S,所以S的升价总数为5×2=10,故升价元素（Fe和S）的价变总数为1+10=11；O0→O-2化合价降低数为2,因O2含2个O,所以降价元素O的价变总数为2×2=4.于是得到下式：
11 4
FeS2 + O2 —— SO2 + Fe2O3
2、价变总数约后叉：意思是说得出的升价元素化合价的价变总数和降价元素化合价的价变总数后,若二者有公约数,则需约简后再交叉（如二者是6和9,则约简为2和3）.言外之意,若二者为互质数,则直接交叉即可.
在这个例子中,11和4是互质数,故可以直接交叉,于是得到下式：
11 4
4FeS2 + 11O2 —— SO2 + Fe2O3
左右观察配平可得到答案：
4FeS2＋11O2 ＝ 8SO2＋2Fe2O3
3、氧化还原未参与,配平不要忘记它：意思是说若有的反应物仅部分参加了氧化还原反应,一部分未参加氧化还原反应,那么应将交叉系数再加上没有参加氧化还原反应的物质的分子个数,这样才是该物质分子前的系数.
举例：请用交叉配平法配平下列反应式：
Mg＋HNO3 —— Mg(NO3)2＋NH4NO3＋H2O
根据诗意的要求分析如下：
Mg的价变总数为2,N的价变总数为8,约简后为1和4,故Mg前系数是4已是无疑的,而HNO3前的系数似乎应该是1,但观察生成物中有9分子的HNO3没有参加反应,故HNO3前的系数不是1,而是1+9=10.于是可得到如下配平好了的反应方程式：
4Mg＋10HNO3 ＝ 4Mg(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O
4、氧化还原分子内,从右着手莫惧怕：意思是说若是分子内氧化还原反应,则应该从生成物着手交叉配平.
举例：请用交叉配平法配平下列反应式：
NH4NO3 —— N2＋O2＋H2O
根据诗意分析如下：
一看便知这是一个典型的分子内氧化还原反应,所以应从生成物着手交叉.N0→N-3化合价降低数-3,是N0→N+5化合价升高数是5,故N的价变总数应是∣5 + (-3) ∣ = 2,O0→O-2化合价的价变总数为4,化简交叉后.观察配平得：
2NH4NO3 ＝ 2N2＋O2＋4H2O
5、叉后前后出奇偶,奇变偶后再交叉：意思是说若交叉系数后某原子反应前后的个数出现了一奇一偶现象,则需将奇数（乘以2）变为偶数.
举例：请用交叉配平法配平下列反应式：
FeS＋KMnO4＋H2SO4 —— K2SO4＋MnSO4＋Fe2(SO4)3＋H2O＋S↓
根据诗意的要求分析如下：
Fe和S的化合价升高总数为3（奇数）,Mn的化合价降低总数为5,所以交叉系数是3和5,但Fe2(SO4)3中有2个Fe（偶数）,K2SO4中有2个K（偶数）,故应将3和5分别乘以2,变为偶数6和10,即6和10就是实际应该交叉的系数.由此得出：
10FeS＋6KMnO4＋24H2SO4 ＝ 3K2SO4＋6MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋24H2O＋10S↓
说明：交叉配平法在解释的时候似乎“较复杂”,但实际配平过程中,仅仅靠大脑瞬间的思维就完成了,所以只要把这首诗真正理解了,那么在实际配平中就会达到瞬间完成的效果.
万能配平法
英文字母表示数,
质电守恒方程组.
某项为一解方程,
若有分数去分母.
说明：这首诗介绍的是万能配平法的步骤.该方法的优点是：该法名副其实——万能!用它可以配平任何化学反应方程式和离子方程式.如果你把这种方法熟练掌握了,那么你就可以自豪地说：“世界上没有一个化学反应方程式我不会配平.”；该法的弱点是：对于反应物和生成物比较多的化学方程式,用该法则配平速度受到影响.但也不是绝对的,因为其速度的快慢决定于你解多元一次方程组的能力,如果解方程组的技巧掌握的较好,那么用万能配平法配平化学方程式的速度也就很理想了.
解释：
1、英文字母表示数：“数”指需要配平的分子系数.这句的意思是说万能配平法的第一步是用英文字母表示各分子式前的系数.
举例：请用万能配平法配平下列反应式：
Cu＋HNO3（浓） —— Cu(NO3)2＋NO2↑＋H2O
根据诗意的要求用英文字母表示各分子前的系数,于是得到如下反应方程式：
A?Cu＋B?HNO3（浓） —— C?Cu(NO3)2＋D?NO2↑＋E?H2O……①
2、质电守恒方程组：该法的第二步是根据质量守恒定律和电荷守恒定律列多元一次方程组（若不是离子方程式,则仅根据质量守恒定律即可）.
根据诗意的要求列出下列方程组：
A = C
B = 2E
B = 2C + D
3B = 6C + 2D + E
3、某项为一解方程：意思是说该法的第三步是令方程组中某个未知数为“1”,然后解方程组.
根据诗意的要求,我们令B = 1,代入方程组得下列方程组：
A = C
1 = 2E
1 = 2C + D
3 = 6C + 2D + E
解之得：A=1/4,C=1/4,D=1/2,E=1/2
将A、B、C、D、E的数值代入反应方程式①得：
1/4Cu＋HNO3（浓） —— 1/4Cu(NO3)2＋1/2NO2↑＋1/2H2O……②
说明：在实际配平过程中,到底该令那一项为“1”,要具体问题具体分析,以解方程组简便为准.一般是令分子式比较复杂的一项的系数为“1”.
4、若有分数去分母：意思是说该法的第四步是将第三部解方程组得到的方程组的解代入化学反应方程式中,若有的系数是分数,则要在化学反应方程式两边同乘以各分母的最小公倍数.从而各分母被去掉,使分数变为整数.
根据诗意的要求将方程②两边同乘以4得：
Cu＋4HNO3（浓） ＝ Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
配平决策歌
迅速观察定类型,
歧化水解首先用.
能否奇偶再交叉,
四法技穷有万能.
说明：这首诗阐述了在实际配平时如何正确运用笔者介绍的这五种配平方法.
解释：
1、迅速观察定类型：意思是说在看到试题后,第一步是首先观察一下是属于哪一类型的反应式.
2、歧化水解首先用：意思是说若是岐化反应则首先用《歧化反应简捷配平法》,若是双水解反应则首先用《双水解反应简捷配平法》.
3、能否奇偶再交叉：意思是说既不是歧化反应,也不是双水解反应,那么再看一下反应物和生成物多少,若少则用《奇数配偶法》,若较多则用《交叉配平法》.
4、四法技穷有万能：意思是说若遇到万一的情况,即用前四种方法都解决不了,则拿出最后的绝招——《万能配平法》.
为了便于同学们掌握上述五种配平法,现提供如下几个练习题：
⑴、将FeCI3和Na2S两种溶液混合会产生什么现象?写出反应方程式,并配平.
提示：用《双水解简捷配平法》.
⑵、配平下列反应式：
KCIO3 —— KCIO4＋KCI
C2H2＋O2 —— CO2＋H2O
Zn＋HNO3 —— Zn(NO3)2＋NH4NO3＋H2O
H2S＋HNO3 —— S＋NO＋H2O
提示：各种方法都用一下,并比较对于某个具体的反应式用哪种方法较简便.
（六）设‘N’配平
设反应式中包含元素最多的物质的个数为N,再一个个推导,即可配平.
例如：配平方程式KCIO3 —— KCIO4＋KCI
设KCIO4系数为N ,则KCIO3之系数为4N/3,KCl系数为N/3.最后左右乘3,配出
(4N)KClO3--------(3N)KClO4+(N)KCl→4KClO3----------3KClO4+KCl