吳倩
[摘要]化學(xué)方程式的配平問題是初中化學(xué)的重要知識點,因此,能夠快速準(zhǔn)確地配平方程式是每個學(xué)生需要擁有的技能。對組合比法、數(shù)學(xué)歸一法、最小公倍數(shù)法等方程式的配平技巧進(jìn)行歸納,是教師應(yīng)具備的教學(xué)能力。
[關(guān)鍵詞]方程式;配平;初中化學(xué)
[中圖分類號]G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1674-6058(2017)23-0062-01
化學(xué)方程式貫穿整個初中化學(xué),而方程式的配平又是書寫化學(xué)方程式的基礎(chǔ)?;瘜W(xué)方程式的配平方法有很多,但是學(xué)生在平時的解題過程中并不能根據(jù)不同的題型,選擇合適的配平方法。那么,應(yīng)采用什么樣的配平方法,提高學(xué)生配平化學(xué)方程式的效率呢?
一、組合比法
運用組合比法配平化學(xué)方程式的根據(jù)是,物質(zhì)被破壞后形成的原子,按照一定的比例重新組合成新的物質(zhì)。此配平法的步驟是:首先,根據(jù)生成的物質(zhì)的結(jié)構(gòu),確定新物質(zhì)的原子組合比;其次,根據(jù)物質(zhì)之間的組合比例,找出反應(yīng)物質(zhì)之間的系數(shù)關(guān)系;最后,化簡生成物與反應(yīng)物的系數(shù)。
[例1]FeS2在空氣中燃燒產(chǎn)生Fe2O3和SO2,根據(jù)反應(yīng)物與生成物,請配平下列化學(xué)反應(yīng)方程式:FeS2+O2→Fe2O3+SO2。
分析:反應(yīng)生成的產(chǎn)物為FezO3和SO2,在Fe2O3中鐵和氧的原子組合比為2:3,在SO2中硫和氧的原子組合比為1:2;在此化學(xué)反應(yīng)中FeS2被破壞,生成原子鐵和原子硫,分子氧被破壞成為原子氧。
解:經(jīng)過對方程式中的物質(zhì)進(jìn)行分析,本題確定各物質(zhì)之間的系數(shù)比如下:
因此,F(xiàn)eS2與O原子的比為1:11/2,那么FeS2:O2=1:11/4,化簡后為4:11,最后根據(jù)反應(yīng)前后總的原子數(shù)不變可知,生成的Fe2O3為2個,SO2為8個,所以有4FeS2+11O2=2FeaO3+8SO2。
評注:使用組合比的方法配平方程式,有利于化學(xué)反應(yīng)過程的再現(xiàn),讓學(xué)生深入理解化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì),即原子的重新組合,同時還有助于學(xué)生對原子守恒定律的理解。
二、數(shù)學(xué)歸一法
采用數(shù)學(xué)歸一法配平方程式,可以有效解決各種不同水平的配平難題。此方法的配平思路為:首先,單個原子或分子的系數(shù)不變;其次,配平反應(yīng)前后有較大原子數(shù)變化的物質(zhì);最后,將系數(shù)比化為簡單整數(shù)比的形式。
[例2]將一氧化碳?xì)怏w通人含有Fe2O3的試管中,經(jīng)加熱可以得到產(chǎn)物Fe和CO2,化學(xué)反應(yīng)式如下:Fe2O3+CO→Fe+CO2,試配平此方程式。
分析:經(jīng)過觀察反應(yīng)物前后的分子式,發(fā)現(xiàn)Fe為單原子分子,符合數(shù)學(xué)歸一法的要求,因此,對此題目中的方程式進(jìn)行配平時,首先考慮數(shù)學(xué)歸一法。
解:Fe前的系數(shù)暫時不變,同時忽略Fe原子反應(yīng)前后的個數(shù)差。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),反應(yīng)前O的個數(shù)為4,反應(yīng)后為2,因此CO2前的系數(shù)變?yōu)?。根據(jù)碳原子守恒可知,反應(yīng)前CO的系數(shù)變?yōu)?。方程式右邊有4個O原子,左邊CO占有2個O原子,因此Fe2O3前的系數(shù)為2/3,可得:2/3Fe2O3+2CO=4/3Fe+2CO2,最后經(jīng)過化簡得:Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2。
評注:數(shù)學(xué)歸一法在化學(xué)方程式的配平問題中實用性較強(qiáng)。在使用此方法時,只要嚴(yán)格按照規(guī)則解題,就能快速準(zhǔn)確地配平方程式,因此本方法有助于學(xué)生解題效率的提高,而且可以培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。
三、最小公倍數(shù)法
化學(xué)方程式的配平方法有很多,而最基本的方法是最小公倍數(shù)法。使用此方法的關(guān)鍵是,找出各原子數(shù)的最小公倍數(shù)中最大的一個。
[例3]甲醇在氧氣中燃燒生成CO2和HVO,請配平下面的方程式:CH3OH+O2→CO2+H2O。
分析:采用最小公倍數(shù)法配平時,首先需找出方程式中各原子數(shù)的最小公倍數(shù),然后通過對公倍數(shù)的比較,選出擁有較大公倍數(shù)的原子,依據(jù)此原子進(jìn)行方程式的配平,最后將方程式化簡為最簡單的整數(shù)比的形式。
解:左右兩端O的最小公倍數(shù)為3,C原子的為1,而H原子的為4,因此首先對H原子進(jìn)行配平,則HaO前面的系數(shù)為2。此時,左右兩邊的C和H原子數(shù)相同,而右邊0的原子數(shù)為4,除去CH3OH中的氧,則O2前的系數(shù)應(yīng)為2/3。此時的方程式為:CH3OH+3/2O2→CO2+2H2O,最終經(jīng)化簡得:2CH3OH+3O2=2CO2+4O2。
評注:此方法的最大優(yōu)勢是,充分考慮到學(xué)生的理解水平,使用了分?jǐn)?shù)化的配平技巧,而且適用范圍較廣。教師在講解方程式配平問題時,需充分考慮題目的特點及學(xué)生的接受能力,盡可能地“授之以漁”。
綜上所述,有關(guān)化學(xué)方程式的配平問題是有一定解題技巧的。教師在教學(xué)過程中需根據(jù)不同化學(xué)方程式的不同特點,引導(dǎo)學(xué)生選擇合適的配平方法,從而使學(xué)生的配平效率得以提高。
(責(zé)任編輯羅艷)endprint