摘要:化学学习中离子方程式的书写是非常关键的,尤其在高中阶段,涉及到的有些方程式是很难写的,如果能掌握它的书写技巧和方法,结合电荷守恒和质量守恒就能就能做到事半功倍。本文结合笔者多年的教学经验总结出了一些难写的方程式的书写技巧和方法,谨供同行交流学习。
关键词:方程式;书写技巧 ;电荷守恒;质量守恒
化学方程式的书写及正误判断是中学化学的重点及难点,也是每年高考的热点。有些方程式是很难写的好像也没有什么规律可循,比如有关铝及其化合物的这部分,还有些与量有关系的等等,这样的方程式常常使学生望而生畏。现根据教学经验谈谈疑难方程式的书写技巧和方法。
一、铝及其化合物中方程式的书写技巧
有关铝的这一部分的离子方程式的书写是高中化学中的一个重点也是难点,是让大家都很头疼的一类反应。同学们对这部分往往搞不清究竟和酸反应产物是什么和碱反应又是什么。在这一部分的离子方程式的书写中按三步走就能很轻松的写出一个正确的离子方程式,包括产物的确定以及配平。下面我举例来进行说明
例如Al2O3与碱的反应,我们应该按照这样的步骤写就简单多了,而且容易配平。
第一步:写出反应物Al2O3+OH-
第二步:根据电荷守恒确定产物,因为反应物整体带负电荷,所以产物也应该是带负电荷的,那么产物就是AlO2-即反应可写成Al2O3+OH-= AlO2-
第三步:先根据质量守恒,一个Al2O3中是2个Al所以AlO2-的系数就是2 ,然后根据电荷守恒OH-的系数是2,最后根据质量守恒定产物中的水以及系数
二、双水解离子方程式的书写技巧
双水解离子方程式的书写也是让学生很头疼的,尤其是配平系数,下面就这部分内容总结出了三步走的方法。
第一步:确定反应物和产物:参加水解的离子中如果没有H元素则在反应物中加H2O,如果有H元素则在反应物中不加H2O;产物是阳离子对于的弱碱和阴离子对应的弱酸。
第二步:根据电荷守恒配平相关粒子的系数
第三步:根据质量守恒配平H2O的系数,将断线改成等号
例如Al3+与S2-的双水解
第一步:Al3++ S2-+H2O—Al(OH)3↓+H2S↑
第二步:2Al3++3 S2-+H2O—2Al(OH)3↓+3H2S↑
第三步:2Al3++3 S2-+H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
三、燃料电池电极反应方程式的书写技巧
1 氢氧燃料电池
第一步:先写2个基本反应(当然直接这么写出来肯定是错的)
负极(H2):2 H2-4e- =4 H+
正极(O2):O2+ 2H2O+4e- =4OH-
第二步:如果电解质是碱(KOH),那么就需要将负极改一下,在其反应的左右两边都加4个OH-
这样的话负极反应就会变成2 H2-4e-+4 OH-=4 H2O。
第三步:这时的两极反应就分别为:
负极:2 H2-4e-+4 OH-=4 H2O
正极:O2+ 2H2O+4e-=4OH-
如果电解质是酸(稀H2SO4),那么就需要将正极改一下,在其反应的左右两边都加4个H+,这样的话正极反应就会变成O2+ 4 H++4e-=2 H2O.故故这时的两极反应就分别为:
负极:2 H2-4e- =4 H+
正极:O2+ 4 H++4e- =2 H2O
2 甲烷氧气燃料电池
甲烷氧气燃料电池电极反应的写法难点在于负极,正。极的写法和氢氧燃料电池中正极写法相似,下面我重点说说负极的电极反应式的书写技巧
第一步:先根据电解质溶液的酸碱性确定产物,如果电解质是碱,那么CH4——CO32-
如果电解质是酸,那么CH4——CO2
第二步:根据碳元素化合价的变化确定失电子是数目,
CH4-8e-——CO32-; CH4-8e-——CO2
第三步:根据电荷守恒以及溶液的酸碱性来确定H+或OH-的位置及系数,然后观察确定H2O的位置及系数,将断线改成等号。
最终的反应式为,CH4-8e-+8 OH-=CO32-+7 H2O;
CH4+8e-+ 2H2O=CO2+8 H+
四、热化学方程式的书写中盖斯定律的应用
应用盖斯定律进行反应热的计算是一个很重要的知识点,也是高考考查的重点,这部分知识课本和资料上所用的方法是方程式的叠加或方程式的加减,我总结出了观察的方法,学生用这个方法很容易看出目标方程式究竟是通过几个已知方程式怎么组合得到的,下面我以高中新教材课表版《化学反应原理》第13页例3为例来进行说明。
例3 已知下列反应的反应热
⑴CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1=-890.3KJ/mol
⑵C(s)+O2(g)= CO2(g) △H2=-393.5KJ/mol
⑶H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) △H3=-285.8KJ/mol
试计算下述反应的反应热
2C(s)+ 2H2(g)+ O2(g)= CH3COOH(l)
第一步:观察目标反应中各物质,确定与已知中的哪个反应有关,根据位置关系来确定符号。
C(s)在第⑵个反应中,而且都在方程式的左边,所以⑵式为为“+”; H2(g)在第⑶个反应中,而且都在方程式的左边,所以⑶式为 “+”; CH3COOH(l)在第⑴个反应中,在目标方程式的右边,但⑴式中在左边,所以⑴式为“-”。
第二步:根据上述的分析组合⑵+⑶-⑴。
第三步:配系数:根据已知方程式和目标方程式中各物质系数的关系来定系数。C(s) 在⑵式中的系数是1但在目标方程式中的系数是2,所以应该给⑵式乘以2;以此类推给⑶式乘以2,给⑴乘以1,故最终的结果为2×⑵+2×⑶-⑴可以得到目标方程式,所以目标反应的反应热就为△H=2△H2+2△H3-△H1
高中化学中有关方程式的书写方法很多,本人就自己总结的一些书写技巧进行交流。希望对大家有所帮助,不妥之处请各位同仁提出宝贵意见和建议。
参考文献
[1]李俊生 . 对现行高中化学课本中一些化学方程式的再分析[J]. 化学教学,2009(01)
[2]黄安杰. 谈“另类”化学方程式的书写[J].广西教育,2011(29)