知识点:
1.理解书写化学方程式的两个原则。
2.掌握书写化学方程式的一般步骤。
3.能配平一般的化学方程式。
4.养成书写化学方程式好的习惯。
课文详解:
一、书写化学方程式
1.书写化学方程式的原则
由于化学方程式是反映客观反应的式子,因此,它必须满足客观反应的特征。也就是:
⑴ 必须符合实验事实,不能臆造化学方程式;
⑵ 必须遵循质量守恒定律。
第一条原则是通过化学方程式中的物质化学式来体现的。化学反应中,反应物和生成物是通过化学实验事实证明了的,不是人为臆想的结果。因此要求在书写化学方程式时,反应物和生成物的种类必须与实验事实完全相符。也就是要求:⑴反应式全部正确无误;⑵反应物与生成必须齐全,无遗漏也无添加。
这里需要对个别同学指出的是,化学式中的小字码反映的是物质中的原子个数比,也是实验测得的事实,小字码是不能改动的。
满足第二条原则,就需要反应前后元素种类相同,各元素的原子个数都相等。也就是要配平化学方程式。
2.书写化学方程式的步骤
现以铁在氧气中燃烧为例,说明书写化学方程式的步骤:
步骤 举例
⑴ 写出反应物、生成物的化学式
(反应物之间、生成物之间用“+”相 Fe + O2 — Fe3O4
连,反应物与生成物之间用“—”相连)
⑵ 配平化学方程式
(配平化学方程式时,一般先难后易。 3Fe+2O2 === Fe3O4
化学方程式配平后,将短线改写也“=”。)
⑶ 注明反应条件,并标明生成物状态。 3Fe+2O2 Fe3O4
【说明】生成物中有气体时,气体物质的化学式后面标上“↑”号;生成物若是固体,在固体生成物的化学方程式后标注“↓”号。
但标注生成物的状态是有条件的。无论是标注“↑”还是“↓”都是指生成物以某种方式脱离反应体系。所以,生成物中有气体未必都要标上“↑”;若反应物中有气体,生成的气体则无法脱离反应体系,故不需要标注“↑”。同样,反应物中若有固体,则生成物是固体时,不需要标注“↓”。
二、配平化学方程式
配平化学方程式就是通过添加各种物质的化学计量数,使化学方程式中各元素的原子数目都相等。配平化学方程式的方式很多,现以具体的例子介绍常用的几种。
配平化学方程式一般都从较难配的元素开始。
1.最小公倍数法
【例1】现以铝和氧气反应为例。
步 骤 举例
⑴ 写出反应物、生成物的化学式 Al + O2 —— Al2O3
⑵ 算出反应式两边氧原子的最小公倍数 2 3 (最小公倍数为6)
⑶ 最小公倍数除以各原子的个数即得
各物质化学式前的计量数,写在化 Al+3O2 —— 2Al2O3
学式的前面
⑷ 再配平其他化学式前的计量数,并 4Al+3O2 === 2Al2O3
将短线改成“=”
⑸ 标上化学反应条件,注明生成状态 4Al+3O2 2Al2O3
【例2】再以氯酸钾分解反应为例。
⑴ 写出反应物、生成物的化学式 KClO3 —— KCl + O2
⑵ 算出反应式两边氧原子的最小公倍数 3 2 (最小公倍数为6)
⑶ 最小公倍数除以各原子的个数即得
各物质化学式前的计量数,写在化 2KClO3 —— KCl+3O2
学式的前面
⑷ 再配平其他化学式前的计量数,并 2KClO3 === 2KCl+3O2
将短线改成“=”
⑸ 标上化学反应条件,注明生成状态
2.奇数配偶法
【例3】配平C2H2+O2 CO2+H2O。
该方法也是从最难配平的元素开始。在反应式中,氧元素出现了三次,是最难配平的元素,故从氧元素开始。反应式左边,“O2”中有2个氧原子,是偶数,反应式右边“CO2”中也有2个氧原子,也是偶数;唯有“H2O”中1个氧原子,是奇数。若此奇数不配成偶数,两边氧原子数目势必无法相等。故先在“H2O”前面配上化学计量数“2”,使之“O”原子数目为偶数。
C2H2+O2 CO2+2H2O
先搁置氧元素,右边氢原子个数为“4”,故在左边“C2H2”前配上化学计量数“2”。得:2C2H2+O2 CO2+2H2O。
再根据碳原子个数,在CO2前配上化学计量数“4”,得:
2C2H2+O2 4CO2+2H2O。
最后,回过头来配氧原子,在“O2”前配上化学计量数“5”,将短线改写出“=”,化学方程式就配平了。
2C2H2+5O2 4CO2+2H2O
【例4】配平化学方程式:FeS2+O2 —— Fe2O3+SO2
同上题一样,从氧元素入手开始配平。由于左边“O2”中氧原子个数是“2”个,是偶数,右边“SO2”中氧原子是“2”个,也是偶数,唯有“Fe2O3”中氧原子是“3”个,是奇数,故在其化学式前面配上化学计量数“2”使之成为偶数。
FeS2+O2 —— 2Fe2O3+SO2
再依据铁原子配平FeS2,然后据此配平硫元素,最后配平氧元素。
4FeS2+11O2 === 2Fe2O3+8SO2
3.定一法
对于有些较难配平的化学方程式,我们可以将最复杂的物质的化学计量数定为“1”,再根据该化学式中各元素的原子个数,配平其他元素。
【例5】配平C20H38O2+O2 —— CO2+H2O
该化学方程式中,较复杂的物质是C20H38O2,将其化学计量数暂时定义为“1”;
1 C20H38O2+O2 —— CO2+H2O
“1”个C20H38O2分子中,有20个“C”原子,38个“H”原子,2个“O”原子,据此,先确定CO2的化学计量数为“20”,H2O的化学计量数为“19”。
1 C20H38O2+O2 —— 20CO2+19H2O
此时,右边有“O”原子“20+19=39”个,减去“C20H38O2”中“2”个“O”原子,因此,在“O2”前配上化学计量数“37/2”。
1 C20H38O2+(37/2)O2 === 20CO2+19H2O
遇到化学计量数有分数时,只要将所有化学计量数乘以分母的最小公倍即可化为整数。得:
2 C20H38O2+37O2 === 40CO2+38H2O
【例6】配平下列化学方程式:
⑴ NH3+O2 —— NO+H2O ⑵ KMnO4+HCl —— KCl+MnCl2+Cl2+H2O
[分析]⑴ 较复杂的化学式是“NH3”,故将其化学计量数定为“1”,据此配平“N”和“H”,再根据右边“O”原子的个数,配平左边的“O”原子。最后将化学计量数乘以分母的最小公倍数。
⑵ 较复杂的化学式是“KMnO4”,暂时将其化学计量数定为“1”,再据此配平“K”、“Mn”、“O”和“H”,最后配平“Cl”,最后乘以化学计量数的最小公倍数,化学方程式即告配平。
⑴ 1NH3+O2 —— NO+H2O
1NH3+O2 —— 1NO+(3/2)H2O
1NH3+O2 —— 1NO+(3/2)H2O
1NH3+(5/4)O2 === 1NO+(3/2)H2O
4NH3+5O2 === 4NO+6H2O
⑵ 1KMnO4+HCl —— KCl+MnCl2+Cl2+H2O
1KMnO4+HCl —— 1KCl+1MnCl2+Cl2+H2O
1KMnO4+HCl —— 1KCl+1MnCl2+Cl2+4H2O
1KMnO4+8HCl === 1KCl+1MnCl2+(5/2)Cl2+4H2O
2KMnO4+16HCl === 2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
【说明】化学方程式的配平方法很多,一般来说,掌握了以上三种方法,基本可以满足九年级阶段的化学方程式的配平。高中阶段我们还将学习新的配平化学方程式的方法。