配平简介:
化学反应方程式严格遵守质量守恒定律,书写化学反应方程式写出反应物和生成物后,往往左右两边各原子数目不相等,不满足质量守恒定律,这就需要通过配平来解决。
配平原则:
(1)电子守恒原则:反应中还原剂失去电子的总数与氧化剂得到电子的总数相等
(2)电荷守恒原则:若为离子反应,反应前后离子所带正负电荷总数相等
(3)质量守恒原则:反应前后各元素的原子个数相等
配平步骤: (1)一标:标明反应前后化合价有变化的元素的化合价
(2)二等:通过求最小公倍数使化合价升降总值相等
(3)三定:确定氧化剂与还原剂的化学计量数
氧化剂(还原剂)化学计量数=降(升)价的最小公倍数÷1mol氧化剂(还原剂)降(升)价总数
(4)四平:用观察法配平其他物质的化学计量数
(5)五查:检查质量与电荷、电子是否分别守恒
配平技巧:
(1)逆向配平法:部分氧化还原反应、自身氧化还原反应等可用逆向配平法,即选择氧化产物、还原产物为基准物来配平(一般从反应物很难配平时,可选用逆向配平法)
例:
通过表明氧化产物、还原产物化合价的升降,确定CrCl
3、Cl
2的计量数为2和3,然后再用观察法配平。
(2)设“1”配平法:设某一反应物或生成物(一般选用组成元素较多的物质作基准物)的化学计量数为1,其余各物质的化学计量数可根据原子守恒原理列方程求得。
例:P
4O+Cl
2→POCl
3+P
2Cl
6 可令P
4O前的系数为1,Cl
2的系数为x,则
1P4O+xCl
2→POCl
3+3/2P
2Cl
6 ,再由Cl原子守恒得2x=3+3/2×6 得x=6 即可配平
(3)零价配平法: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总数相等,最后用观察法配平其他物质的化学计量数。
例:Fe
3C+HNO
3=Fe(NO
3)
3+CO
2↑+NO
2↑+H
2O
复杂化合物Fe
3C按照常规方法分析,无法确定其Fe和C的具体化合价,此时可令组成物质的各元素化合价为零价,根据化合价升降法配平。
再用观察法确定物质的化学计量数。
(4)整体标价法:当某元素的原子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原则予以整体标价。
例:S+Ca(OH)
2→CaS
x+Ca
2S
2O
3+H
2O
生成物CaS
x、Ca
2S
2O
3中的S
x、S
2作为一个整体标价为-2、+4价,则化合价升降关系为:
S
x 0→-2 降2×2
S
2 0→+4 升4×1
即可配平。
(5)缺项配平法:一般先确定氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物的化学计量系数,再通过比较反应物与生成物,确定缺项(一般为H
2O、H
+或OH
-),最后观察配平。
(6)有机氧化还原反应的配平:有机物中元素的化合价一般来讲,氢元素显+1价,氧元素显-2价,然后再根据化合价的代数和为零求酸碳元素的平均化合价。
氧化还原反应方程式配平的一般方法与步骤:
- 一般方法:从左向右配。
- 步骤:标变价,找变化,求总数,配系数。
- 标出元素化合价变化的始态和终态
- 求升价元素或降价元素化合价的变化数
- 求化合价变化数的最小公倍数,分别作为氧化剂或还原剂的系数
- 配平变价元素
- 用观察法配平其他元素
- 检查配平后的方程式是否符合质量守恒定律(离子方程式还要看电荷是否守恒)
如:
特殊技巧:
配平时若同一物质内既有元素的化合价上升又有元素的化合价下降,若从左向右配平较困难,可以采用从右向左配平,成为逆向配平法。
离子方程式:
用实际参加反应的离子符号表示离子反应的式子。
离子方程式书写规则:
①写:写出化学反应方程式
②拆:把易溶于水、易电离的物质写成离子形式,难容难电离的物质及气体等仍用化学式表示
③删:删去方程式两边不参加反应的离子
④查:检查离子方程式两边各元素的原子个数和电荷总数是否相等
离子方程式书写及正误的判断方法:
①判断反应是否在水溶液中进行
因为电解质在水溶液中可以电离为自由移动的离子,在这种条件下才能发生离子反应。
②判断反应能否发生。
如果反应不能发生,当然也就没有离子方程式可言。
③判断反应物、生成物是否正确。
④判断质量和电荷是否守恒。
离子方程式不仅要质量守恒,而且反应前后各离子所带电荷总数必须相等。
⑤判断氧化物、难溶物、气体、单质、难电离的弱酸、弱碱、水是否写成了分子形式,而易电离的物质是否写成离子形式。
⑥判断连接符号“=”和“
”及状态符号“↑”和“↓”运用是否正确。
强电解质的电离、不可逆反应、双水解反应用“=”;弱电解质电离、可逆反应、水解反应用“
”。复分解反应、水解反应生成的难溶物用“↓”,气体用“↑”;单水解反应生成的难溶物不用“↓”,气体不用“↑”。
⑦判断微溶物的处理是否正确。
微溶物做反应物时,一般用离子形式,做生成物时一般用分子式。
⑧判断反应物的滴加顺序与方程式中生成物是否一致。
如:把碳酸钠溶液滴加到盐酸溶液中,和把盐酸滴加到碳酸钠溶液中反应产物是不同的。
⑨判断反应物的相对量与产物是否一致。
有些反应因反应物的量不同会生成不同的产物。如:CO
2、SO
2、H
2S等气体与碱溶液反应时,若气体少量,则生成正盐;若气体过量,则生成酸式盐。
⑩判断电解质在写成离子形式时阴阳离子个数比是否合理。
如Ba(OH)
2溶液和稀H
2SO
4反应的离子方程式往往错误写成:
,正确为:
书写与量有关的离子方程式:
基本方法是:把物质的量少的物质的系数定为1,其他物质按最大量消耗。
1.因滴加顺序不同造成连续反应
向Na2CO3溶液中滴入盐酸溶液至过量,其离子反应分步写 (1)CO32-+H+==HCO3- (2)HCO3-+H+==CO2↑+H2O
若向盐酸溶液中滴入Na2CO3溶液至不再产生气体,其离子反应一步完成 CO32-+2H+==CO2↑+H2O
若向足量Na2CO3溶液中加入少量的盐酸溶液,其离子方程式为: CO32-+H+==HCO3-
向Na2CO3溶液中滴入盐酸溶液至过量,其离子反应分步写 (1)CO32-+H+==HCO3- (2)HCO3-+H+==CO2↑+H2O
若向盐酸溶液中滴入Na2CO3溶液至不再产生气体,其离子反应一步完成 CO32-+2H+==CO2↑+H2O
若向足量Na2CO3溶液中加入少量的盐酸溶液,其离子方程式为: CO32-+H+==HCO3-
向AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量,其离子反应分步写 (1)Al3++3OH-==Al(OH)3↓ (2)Al(OH)3+OH-==AlO2-+2H2O
若向NaOH溶液中加入少量AlCl3溶液,其离子反应一步完成 Al3++4OH-==AlO2-+2H2O
若向足量Al2(SO4)3溶液中加入少量的NaOH溶液,其离子方程式为: Al3++3OH-==Al(OH)3↓
向AgNO3溶液中滴入稀NH3·H2O至过量,其离子反应分步写(1) Ag++NH3·H2O==AgOH↓+NH4+ (2)AgOH+2NH3·H2O==Ag(NH3)2++OH-+2H2O
若向NH3·H2O溶液中加入少量AgNO3,其离子反应一步完成 Ag++3NH3·H2O==Ag(NH3)2++OH-+NH4++2H2O
若向足量AgNO3溶液中滴入少量NH3·H2O,其离子方程式为:Ag++NH3·H2O==AgOH↓+NH4+
向NaOH溶液中通人CO2气体至过量,其离子反应分步写 (1)2OH-+CO2==CO32-+H2O (2)CO32-+CO2+H2O==2HCO3-
若向足量NaOH溶液中通人少量CO2气体,其离子方程式为: 2OH-+CO2==CO32-+H2O
若向NaOH溶液中通人过量CO2气体,其离子反应一步完成 OH-+CO2==HCO3-
2.过量型:
向足量的Ca(HCO3)2溶液中逐渐滴入NaOH溶液 OH-+Ca2++HCO3-==H2O+CaCO3↓
向足量的NaOH溶液中逐渐滴入Ca(HCO3)2溶液 Ca2++2HCO3-+2OH-==2H2O+CaCO3↓+CO32-
Fe与HNO3 :铁过量时:Fe+4HNO3==Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
铁不足时:3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
3.定量型:
因还原性I->Fe2+>Br-,所以在FeI2或者FeBr2中通入一定量的Cl2,发生不同的离子反应,依次为:
(1)2I-+Cl2==2Cl-+I2(2)2Fe2++Cl2==2Fe3++2Cl-(3)2Br-+Cl2==2Cl-+Br2
4.目标型
向明矾溶液逐滴滴加Ba(OH)2溶液至硫酸根离子刚好沉淀完全 Al3++SO42-+Ba2++4OH-==AlO2-+2BaSO4↓+2H2O
向明矾溶液逐滴滴加Ba(OH)2溶液至铝离子刚好沉淀完全 Al3+SO42-+Ba2++3OH-==Al(OH)3↓+2BaSO4↓
定量实验介绍:
燃烧法测定氨基酸的组成:
实验室用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成。取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧,生成CO
2、H
2O和N
2。现按下图所示装置进行实验。
①实验开始时,首先要通入一段时间的氧气,目的是排除体系中的N
2。
②D装置的作用是吸收未反应的O
2,保证最终收集的气体是N
2。
③读取N
2体积时,应注意:量筒内液面与广口瓶中的液面相持平视线与凹液面最低处相切。
④实验中测得N
2的体积为VmL(已折算为标准状况)。为确定此氨基酸的分子式,还需要的有关数据为生成二氧化碳气体的质量、生成水的质量、氨基酸的相对分子质量
用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量:
实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量,反应的化学方程式为:2NH
3+3CuO
N
2+3Cu+3H
2O
(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H
2O的质量[m(CuO)、m(H
2O)]时,请用下列仪器设计一个简单的实验方案。
装置图:
①连接顺序为:bcacd
②d中浓硫酸的作用是吸收未反应的氨、防止空气中水分进入;实验完毕时观察到a中的现象是固体由黑色转变为红色;
③Cu的相对原子质量的表达式