化学方程式的拆分与合并

化学方程式的拆分与合并

发表日期：2005年12月2日 作者：义乌市上溪中学 叶慧敏 【编

辑录入：zxp 】

化学方程式是化学学习的核心。对它进行适当地处理，有利于对化学知识的理解与应用。拆分与合并化学方程式就是其中的一种处理方式。本文就此进行一些探讨。

（一）拆分与合并化学方程式，有助于理解反应的实质：

例如对Cl 2与NaOH 的反应：可拆分为以下三个方程式：

Cl 2 + H 2O = HCl + HClO ，

HCl + NaOH = NaCl + H 2O ，

HClO + NaOH = NaClO + H 2O

合并后得到：Cl 2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H 2O

又如Fe 3O 4与HCl 的反应，可以这样理解：

因为FeO + 2HCl = FeCl 2 + H 2O ，Fe 2O 3 + 6HCl = 2FeCl 3 + 3H 2O ,而Fe 3O 4可看成FeO ·Fe 2O 3，所以Fe 3O 4 + 8HCl = FeCl 2 + 2FeCl 3 + 4H 2O

再如分析Al 与NaOH 反应的电子转移情况：

把方程式拆为两个：

2Al + 6H 2O = 2Al(OH)3 + 3H 2↑ ①

Al(OH)3 + NaOH = NaAlO 2 + 2H 2O ②

①是氧化还原反应，②不是氧化还原反应，因此电子转移只和①有关，与②中的NaOH

无关。 6e -

↓

①+2×②得： 2Al + 2NaOH + 6H 2O = 2NaAlO 2 + 3H 2 ↑+ 4H 2O

而不是： 6e -

↓ ↓

2Al + 2NaOH + 2H 2O = 2NaAlO 2 + 3H 2 ↑

三个方程式经过拆合处理，符合反应规律，了解了产物来源，从而加深对反应的理解。

另外，一个完整的氧化还原反应方程式，可以拆分为两个“半反应式”，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应式”。如2Fe 3+ + Cu=2Fe 2+ + Cu 2+的拆写结果为：氧化反应：Cu –2e - = Cu 2+，还原反应：2Fe 3+ + 2e -=2Fe 2+。利用得失电子数相等把两者联系在一起。原电池、电解池的拆分原理也一样。

（二）合并化学方程式，可以快速准确地解答一些计算题

1、连续循环反应：

例1 取ag 某物质在氧气中完全燃烧，取其产物跟足量的过氧化钠固体完全反应，反应后固体的质量恰好也增加了ag,下列物质中不能满足上述结果的是( )

(A) H 2 (B) CO (C) C 6H 12O 6 (D) C 12H 22O 11

解析H2的情况分析：

点燃

2H2+O2====2H2O ①

2H2O+2Na2O2 = 4NaOH+O2↑②

①+②得：

O2

H2+Na2O2=== 2NaOH ③

点燃

从③可以看出Na2O2增加的质量，即为H2的质量

CO的情况分析：

点燃

2CO+ O2=== 2CO2④

2CO2+ 2Na2O2 = 2Na2CO3 +O2⑤

④+⑤得：

O2

CO + Na2O2 ====Na2CO3 ⑥

点燃

从⑥可以看出，Na2O2增加的质量即为CO的质量。

理论分析：由于H2(或CO)充分燃烧生成H2O(或CO2)所消耗的O2相当于生成的H2O(或CO2)与Na2O2作用所放出O2的量，H2(或CO)中的H元素(或O 元素和C元素)全部进入NaOH(或Na2CO3)固体中，所以Na2O2固体增加的质量，即为H2(或CO)的质量。所以只要符合(CO)n H2m的物质，均能符合题中要求。C项可看成(CO)6H2×6，因此也符合要求。正确答案选(D)。

例2 将一定量的氨完全氧化，所生成的气体全部溶解在反应生成的水中转化为硝酸，求硝酸的溶质的质量分数为多少？

解析发生的反应有：

催化剂

4NH3+5O2 ===== 4NO+6H2O ①

△

2NO+O2=2NO2②

3NO2+H2O=2HNO3+NO ③

先把②、③合并为4NO + 3O2 + 2H2O = 4HNO3

再把①、④合并为NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O

所以n(HNO3):n(H2O)=1:1

63

ω(HNO3)=———×100%=71%

63+18

2、提供一定信息的平行反应：

例3 在1.00L1.00mol·L-1NaOH溶液中通入16.8L标准状况下的CO2，计算所得溶液中含有的NaHCO3和Na2CO3的物质的量。

解析这是一种特殊的过量计算，过量的物质(CO2)能与生成物(Na2CO3)进一步反应。由题意可知生成物有NaHCO3和Na2CO3两种，因此发生如下两个反应：2NaOH + CO2 =Na2CO3 + H2O，NaOH + CO2 =NaHCO3。

这是两个平行反应，由于已知n(NaOH)和n(CO2)，可以合并，根据已知条

件确定计量数，得到总反应式：4NaOH +3 CO2 =Na2CO3 + NaHCO3

+2H2O，代入解得：n（NaHCO3）= 0.500mol，n(Na2CO3)=0.250mol。

例4将含有CH4和O2的气体通入装有23.4gNa2O2的密闭容器中，电火花点燃，反应结束后，容器于150℃测得压强为0。将残留固体溶于水，无气体逸出，下面叙述正确的是

(A) 原混合气体中CH4和O2的体积比为2∶1

(B)原混合气体中CH4和O2的体积比为1∶2

(C)残留固体中有Na2O2

(D)残留固体中有Na2CO3

解析发生的反应有：

点燃

CH4+ 2O2——→CO2+ 2H2O ①

2CO2 + 2Na2O2 = 2Na2CO3 + O2②

2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑③

②、③生成的O2又会与剩余的CH4反应，①、②、③三个反应会循环重复下去，直到反应物耗尽。利用“反应结束无剩余气体”消去CO2与H2O，得出总反应式：

电火花

2CH4 + O2 + 6Na2O2 ==== 2Na2CO3 + 8NaOH

答案选（A）、（D）。

3、计量数上有相似性的反应：

例5 铷和另一种碱金属形成的合金50g，当它和足量水反应时，放出标况下的氢气22.4L，这种碱金属可能是（）

(A) Li (B) Na (C) K (D) Cs

解析由于碱金属和水反应符合同一个通式2M + 2H2O =2 MOH+ H2↑

（M代表金属），因此只要代入求出碱金属的平均相对原子质量Ar=25，答案选（A）（B）。

例6 将含有4.8g硫粉和11.2g铁粉的混合物隔绝空气加热，充分反应后将产物冷却到室温，然后再与足量稀盐酸反应，所制得气体的体积在标准状况下约为：（）

(A) 4.48L (B) 3.36 L (C) 3.03L (D) 5.6L

解析发生的反应为：

△

Fe+S==FeS ①

FeS + 2 HCl = FeCl2 + H2S↑②

由已知条件知①中铁过量，则剩余的铁与盐酸反应：

Fe+2 HCl=FeCl2+H2↑③

①②是连续反应，可合并为：Fe + S + 2 HCl = FeCl2 + H2S↑④

由④得n(H2S)=n(Fe)（为与硫粉反应的铁），由③得n(H2)=n(Fe)（为与硫粉反应后剩余的铁），虽然两部分铁不同，但它们与气体之间的关系相同，因此从数量上可以合并相加。所以n(气体)=n(Fe)=0.2mol

答案：选（A）