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方程思想应用于化学方程式配平

时间:2019-09-13 14:10:00来源:IT技术作者:seo实验室小编阅读:66次「手机版」
 

化学方程式配平

序言

化学方程式的配平是初高中化学中的一个基础,对于一般的化学方程式用初高中的各种方法,诸如观察法,得失电子守恒法,奇偶配平法,最小公倍数法等等。这些方法在简单的方程式,至少初高中学的都是够用的,但是设计到很复杂的化学方程式就显得有点难办了。本文提出了一种基于质量守恒原理,采用数学方法结合来配平化学方程式的方法。

方法讲解

废话不多说我们直接上例子:

  1. 例1酒精在空气中燃烧:C2H5OH + O2 =点燃= CO2 + H2O

    这个方程式比较简单,当然可以用一般的配,这里我们采用方程的思想试试。首先我们在方程式的两边设其一种物质的系数为x,比如我们这里设C2H5OH前面系数为x,则根据质量守恒定律,因为C只来源于C2H5OH并且它的去向只有CO2,而且1molC2H5OH中C的物质的量跟2molCO2中的相等,所以CO2前面的系数也一定是2x。以此类推,我们尽量先用x表示出所有能表示的系数。在这里我们发现他还能用来表示H20的系数,因为H原子守恒可以得到H2O的系数为3x,此时根据O原子的守恒可以得到O2前面的系数为2x,如下:

        xC2H5OH + 3xO2 =点燃= 2xCO2 + 3xH2O
此时所有的系数已经配好了,然后这里无论x取何值都是平的,当然这里就取x为1就可以了。得到了如下配平后的方程式:
C2H5OH + 3O2 =点燃= 2CO2 + 3H2O 
  1. 例2:氧化亚铜在稀硝酸中的反应:Cu2O+ HNO3(稀)—Cu(NO3)2+ NO+ H2O

    我们跟上面一样,首先在Cu2O前面设系数为x,根据Cu原子守恒能得到Cu(NO3)2系数为2x

 xCu2O+ HNO3(稀)---2xCu(NO3)2+ NO+ H2O 

但此时我们就陷入困境了,因为已经不能再写下去了,没有其他的能用原子守恒推出来。此时只有在设一个未知数,不妨设HNO3的系数为y。则可以根据H原子守恒得到H2O系数为y/2。

    xCu2O+ yHNO3(稀)---2xCu(NO3)2+(y-4x) NO+ (y/2)H2O 

根据N原子守恒可以得到NO前面的系数为y-4x。到此所有系数就完成了,我们只需要一个x与y的关系式,将其中的未知数消去一个,然后给其中的一个赋值使得最后的系数为整数就行了。那么我们现在就来找x,y 的关系。考虑到我们在前面的给定系数时还有O原子的守恒没有用,那么我们此时就用O原子的守恒建立x,y的关系。则:

     x+3y=12x+y-4x+y/2

得到3y=14x

所以可以直接取x=3,y=14就可以了。最后得到了如下配平后的方程式:

3Cu2O+ 14HNO3(稀)---6Cu(NO3)2+ 2NO+ 7H2O

总结,后记

在选择给哪个物质给初始系数x,y,z的时候优先选择物质包含元素多的物质,这样方便点,当然肯定选哪个都是可以的,而且未知数的个数可以 是多个,这里就不用举例了,方法点到为止。

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