詳說方程式配平

方程式配平貫穿整個中學化學學習的始終，是化學學習的基點和難點。每年中、高考化學與方程式配平相關的試題占有相當大的比例。中學階段常見的方程式有化學方程式和離子方程式，每種方程式都滿足一定的守恒定律。筆者依據方程式配平第一步所依據的守恒定律將方程式的配平分為原子守恒（質量守恒）法、化合價升降守恒（得失電子守恒）法、電荷守恒法三種。

一、三大守恒定律在方程式配平中的應用

（一）原子守恒法

1．適用范圍：方程式一定滿足原子守恒定律，所以從理論上講原子守恒法適合于所有的方程式配平。

2．配平要點：因為反應物和生成物之間滿足質量守恒即原子守恒，所以原子守恒法配平化學方程式的第一步在化學方程式的兩邊同時進行，其要點為選準原子。

3．選準原子標準：（兩選原則）

（1）該原子在化學方程式左右兩邊均只出現在一個化學式中；

（2）選左右系數之比最復雜的原子。

4．配平步驟：

（1）選準原子；

（2）交叉相配；

（3）依據原子守恒配平剩下的化學式；

（4）將方程式系數化為最簡整數比；

（5）用未參與配平的原子檢驗是否已配平。

5．典例講解：

例1.KClO3—KCl+O2

解析：K、Cl、O在化學方程式左右兩邊均只出現在一個化學式中，化學方程式左右兩邊原子個數比分別為1∶1、1∶1、3∶2，O的個數比最復雜，故配平的第一步以O為準，交叉相配，則KClO3前的系數為2，O2前的系數為3，根據K原子守恒則KCl前的系數為2，系數已是最簡整數比，Cl原子未參與配平，用Cl檢驗，Cl原子已經守恒，配平正確。

答案：2KClO3 2KCl+3O2↑

例2.FeS2+O2—Fe3O4+SO2

解析：O在化學方程式右邊出現在2個化學式中，不能作為第一步配平標準，Fe、S在化學方程式左右兩邊均只出現在1個化學式中，其原子個數比分別為1∶3，1∶2，1∶3較1∶2復雜，配平第一步以Fe為準，交叉相配，則FeS2，Fe3O4前的系數分別為3、1，根據S守恒，則SO2前的系數為6，根據O守恒，則O2前的系數為8，系數已是最簡整數比。

答案：3FeS2+8O2 Fe3O4+6SO2

（二）化合價升降守恒法

1．適用范圍：有化合價升降變化的方程式一定是氧化還原反應方程式，所以化合價升降守恒法適合氧化還原方程式配平。

2．配平要點：在氧化還原反應方程式中，氧化劑與還原劑，氧化產物與還原產物均遵守化合價升降守恒，故氧化還原化學方程式的第一步配平是在化學方程式的同一邊進行，其要點為選邊，即第一步選擇在方程式左邊配平，還是在方程式右邊配平。

3．選邊標準：（兩不選原則）

（1）同一個化學式中元素有升有降的一邊一般不選。

（2）同一個化學式中同一元素化合價有變和不變的一邊一般不選。

4．配平步驟：

（1）選邊，計算所選邊的化學式的化合價的升降總量；

（2）交叉相配；

（3）依據原子守恒配平剩下的化學式；

（4）將方程式系數化為最簡整數比；

（5）用未參與配平的原子檢驗是否已配平。

5．典例講解：

例3．S+H2SO4（濃）—SO2+H2O

解析：生成物SO2中S的化合價有升有降，反應物單質硫中S的化合價升高，H2SO4中S的化合價降低，故配平第一步選擇左邊，化學式S中的S的化合價由0價變為SO2中的+4價，化合價的改變總量為4，H2SO4中S的化合價由＋6價變為＋4價，H2SO4中化合價的改變總量為2，S與H2SO4中化合價的改變總量之比為

4∶2=2∶1，交叉相配，則S前的系數為1，H2SO4前的系數為2，依據S守恒，則SO2前的系數為3，依據H守恒，則H2O前的系數為2，只有O沒有考慮，由O原子檢驗，O原子已經守恒，配平正確。

答案：S+2H2SO4（濃）■3SO2↑+2H2O

例4.Cu+HNO3（?。狢u（NO3）2+NO+H2O

解析：HNO3中同一元素N的化合價有變和不變的，所以不選化學式HNO3所在的一邊，化學方程式右邊Cu（NO3）2中只有Cu元素的化合價發生改變，由0價變為＋2價，化合價改變總量為2，NO中只有N元素的化合價發生改變，由＋5價變為＋2價，化合價的改變總量為3，H2O中各元素的化合價均未改變，Cu（NO3）2與

NO的化合價的改變總量之比為2∶3，交叉相配，則Cu（NO3）2前的系數為3，NO前的系數為2，由Cu守恒，則化學式Cu前的系數為3，由N守恒，則HNO3前的系數為8，由H守恒，則H2O前的系數為4，只有O沒考慮，通過O檢驗，O原子已經守恒，配平正確。

答案：3Cu+8HNO3（?。?Cu（NO3）2+2NO+4H2O

注：典例1、2屬于氧化還原化學方程式，故也可以采用化合價升降守恒法配平，但用原子守恒法更為簡捷。在用化合價升降守恒法配平氧化還原化學方程式時，若感覺特別困難，不妨考慮原子守恒法，往往會帶給你柳暗花明又一村的意想不到的簡捷效果。

（三）電荷守恒法

1．適用范圍：含兩種離子的離子方程式的配平。

2．配平步驟：與原子守恒法或化合價升降守恒法相同。

3．典例講解：

例5.H＋+Cu（OH）2—Cu2＋+H2O

解析：方程式左邊H＋所帶的電荷總量為1，右邊Cu2＋所帶電荷總量為2，根據電荷守恒，交叉相配，則H＋前系數為2，Cu2＋前系數為1，根據Cu守恒，則Cu（OH）2前的系數為1，根據H守恒，則H2O前系數為2，由O檢驗，已經配平。

答案：2H＋+Cu（OH）2■Cu2＋+2H2O

注：此題亦可采用原子守恒法配，根據氧原子守恒，交叉相配，則Cu（OH）2前系數為1，H2O前系數為2，由H原子守恒，則H＋前系數為2，由Cu守恒，則Cu2＋前系數為1，根據電荷守恒檢驗，兩邊電荷已經守恒，方程式已配平。對于同屬于離子方程式和氧化還原方程式的方程式的配平還可以選用化合價升降守恒法配平。電荷守恒法只適合含有兩種離子的離子方程式的配平，對于含有兩種以上離子的離子方程式則根據方程式的特征選擇原子守恒法或化合價升降守恒法。

二、兩種化學式化合價改變總量的計算技巧

1．有機物化合價改變總量常采用得失氧和得失氫進行計算，

即每得（失）一個O，化合價升高（降低）2價；每得（失）一個H，化合價降低（升高）1價。如CH3CHO→CH3COOH化合價升高2價；CH3CHO→CH3CH2OH化合價降低2價。

2．對于有多種元素化合價發生改變或元素化合價難以確定的化學式的化合價改變總量，可采用元素化合價歸零整體計算法，即將化學式中各元素的化合價都看作0價，然后以此計算化合價改變總量。如反應式FeS2+O2→Fe2O3+SO2中的FeS2化合價的改變總量為（+3－0）×1＋（+4－0）×2=+11價；反應式HCHO＋Ag（NH3）2OH→NH4HCO3＋Ag＋NH3↑＋H2O中HCHO的化合價的改變總量為（+1－0）×2＋（+4－0）×1＋（-2－0）×1=+4價。

三、兩類特殊氧化還原方程式的簡捷配平法

1．一氧化碳還原氧化物的化學方程式配平：將氧化物的系數定為1，CO的系數為氧化物中氧原子的個數。剩下化學式用原子守恒配平。

2．有機物的燃燒：將有機物的系數首先定為1，用氫原子或碳原子抵消有機物中所含氧原子的個數，然后按照每個C消耗1個O2，每4個H消耗一個O2，計算出O2的系數，剩下的化學式用原子守恒配平，將系數化為最簡正數比。

（作者單位 湖南省澧縣第三中學）