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1、化学反应方程式的“分解”配平法第32卷第2期2011年6月淮北师范大学(自然科学版)JournalofHuaibeiNormalUniversity(NaturalScience)Vo1.32No.2Jun.2011化学反应方程式的"分解"配平法朱云,刘瑞,廖荣宝,崔玉民(阜阳师范学院化学化工学院,安徽阜阳236041)摘要:针对复杂化学反应的配平问题,文章在综合各类化学反应方程式配平方法优点的基础上,给出一种通过"分解"反应物或生成物配平化学反应的方法.结果表明,与传统配平方法相比,该方法具有不需要掌握化合价和电子转移的情况,也不需要处理复杂数学运算的特点.且该方法对化学反应方
2、程式的配平方法是一个有益的补充,对理解化学反应的本质也有一定的促进作用.关键词:配平;反应;分解;化合价中图分类号:O611.3文献标识码:A文章编号:2095—0691(2011)02—0041—03化学反应方程式的配平是师范类化学专业教法课程和无机化学课程的重要内容,是讨论化学反应计量关系的理论基础.配平方法一般有最小公倍数法,观察配平法和电子转移法等传统方法【l1,这几类配平方法在处理简单反应时效果明显,但对于复杂反应却很难达到配平的目的.此外,对于氧化还原反应,电子转移法是较常用的配平方法,其依据的原理是得失电子的数目相等1,这就要求预先知道每个化合物中任意元素的化合价.
3、一般电子转移法适合于配平单一氧化剂和单一还原剂的反应,但对于含有多个氧化剂和多个还原剂的反应较难操作;另外,对于复杂的化合物,有时候化合价难以确认,所以电子转移法难以实施.电子转移配平法要求元素的化合价必须是整数,但在学过大学化学以后,就知道除典型的离子化合物以外,元素的化合价并不都是整数.比如共价化合物HCI中,H的带电量不是+1,而是+0.2,C1的带电量是一0.2.虽然电子转移法在大多数情况下能得到正确的配平结果,可以帮助考生在应试教育的高考中取得好的分数,但这一配平方法并不能体现化学反应的电荷得失本质,反而会给学生建立一种根深蒂固的"整数化合价"的错误思想.所以,长远来看
4、,电子转移的配平方法是不利于人才培养的,特别是在素质教育的大背景下【3-41更不应该让基于不正确的原理得到的配平方法掩盖化学反应的本质.实际上,所有化学反应都可以用矩阵法配平一81.矩阵法是一种通用的配平方法,不仅对普通化学反应的配平很实用,还有助于处理复杂的多套系数化学反应】.矩阵法的本质是把一个已知的反应体系分解为若干个独立反应的组合,然后分别求算出这些独立反应的组合系数.由于矩阵配平法要求掌握矩阵求逆的数学方法,所以不容易推广,但其配平思想还是值得借鉴的.受到矩阵法配平化学反应方程式思想的启发,本文介绍一种更有利于帮助掌握化学反应本质的"分解"配平法.此方法可广泛应用于各类
5、化学反应的配平,特别对氧化还原反应,无需涉及化合价的概念.1原理和步骤化学反应方程式的"分解"配平法依据的原理是质量守恒定律.从微观上来讲,质量守恒定律可作如下描述:(1)反应前后原子的种类不增加也不减少;(2)反应前后每种元素的原子数目不变;(3)对任何元素,反应前后原子的质量不变.依据这一原理,一个化学反应方程式的配平可以按照如下步骤进行:(1)把一个较为复杂的目标反应分解为两个或者多个简单的虚拟反应;(2)分别配平这些简单反应;(3)将简单反应按照收稿日期:2011—03—01基金项目:国家自然科学接金项目(50903018);阜阳师范学院自然科学项目(2010FSKJ04
6、.2010FSKJ03)作者简介:朱云(1983一),女,安徽阜阳人,实验员,从事实验教学的研究.通讯作者:廖荣宝(1980一),男,安徽金寨人,副教授,从事分子结构的研究.42淮北师范大学(自然科学版)2011年便于消去中间化合物的思路调整系数,并通过加和的方法消去中问化合物.这里中间化合物是指虚拟反应中涉及到的不是反应物也不是生成物的假想化合物(或单质).2配平法举例以上介绍"分解"配平法的原理和一般步骤,接下来通过几个具体的例子对"分解"配平法进行验证,以体现"分解"配平法的操作过程和特点.椤01Fe3C+HNO3_+Fe(NO3)3+NO2+CO2+H2O..这一反应中含
7、有一个特殊化合物碳化铁(Fe,C)的氧化还原反应,若用电子转移法配平,则必须知道反应物Fe,c的化合价,但反应物Fe3C中Fe和c的化合价难以确定,所以电子转移法难以操作.依据"分解"配平法的思想,可按如下步骤进行:(1)将较为复杂的FeC分解为Fe和C,用Fe和c两个不相关的单质分别和HNO反应;(2)用普通配平方法配平这两个简单反应,得到式(1)和式(2)两个方程;(3)按照原反应物FeC的分子式中Fe和c的比例关系通过(1)×3+(2)的系数组合构造Fe,c以消去Fe和c这
