配平化学方程式的方法有多种,以下是一些常用的配平步骤和技巧:
最小公倍数法
步骤:
1. 找出反应式左右两端原子数最多的某一种元素,求出它们的最小公倍数。
2. 将此最小公倍数分别除以左右两边原来的原子数,所得之商值即为它们所在化学式的系数。
3. 依据已确定的物质化学式的系数,推导并求出其他化学式的系数,直至将方程式配平为止。
4. 最后,验证反应式,确保配平是否正确。
例子:配平 $P + O_2 \rightarrow P_2O_5$:
氧原子在两边各出现一次,最小公倍数为10。
$P$ 的系数为 $10/4 = 2.5$,$O_2$ 的系数为 $10/2 = 5$。
最终方程式为 $4P + 5O_2 \rightarrow 2P_2O_5$。
观察法
步骤:
1. 从化学式较复杂的一种生成物(反应物)推求有关反应物(生成物)的化学计量数和这一生成物的化学计量数。
2. 根据求得的化学式的化学计量数,再找出其他化学式的相应计量数,从而配平。
例子:配平 $Fe_2O_3 + CO \rightarrow Fe + CO_2$:
每个 $CO$ 结合一个氧原子生成 $CO_2$ 分子,而 $Fe_2O_3$ 提供三个氧原子,因此需要三个 $CO$ 分子。
最终方程式为 $Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow Fe + 3CO_2$。
奇数变偶数法
步骤:
1. 选择反应前后化学式中原子个数为一奇一偶的元素作配平起点,将奇数变成偶数。
2. 然后再配平其他元素原子的方法。
例子:配平 $3Fe_3O_4 + 8Al \rightarrow 9Fe + 4Al_2O_3$:
氧原子在两边各出现四次,是偶数,不需要调整。
铁原子在左边出现三次,在右边出现九次,将左边的系数乘以3,右边的系数乘以3,得到 $3Fe_3O_4 + 8Al \rightarrow 9Fe + 4Al_2O_3$。
零价法
步骤:
对于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。
例子:配平 $Fe_3C + HNO_3 \rightarrow Fe(NO_3)_3 + NO_2 + CO_2 + H_2O$:
令 $Fe$ 和 $C$ 的化合价为零,$Fe_3C$ 整体升高13价,$HNO_3$ 整体降低13价。
最终方程式为 $Fe_3C + 22HNO_3 \rightarrow 3Fe(NO_3)_3 + 13NO_2 + CO_2 + 11H_2O$。
平均标价法
步骤:
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。
例子:配平 $NH_4NO_3 \rightarrow HNO_3 + N_2 + H_2O$:
$NH_4NO_3$ 中 $N$ 的平均化合价为 +1,$NH_4NO_3 \rightarrow HNO_3$ 中 $N$ 的化合价升高4,$NH_4NO_3 \rightarrow N_2$ 中 $N$ 的化合价降低3。
最终方程式为 $5NH_4NO_3 \