例3 请配平下列化学方程式(化学计量数写在横线上,所有化学计量数都必须填写)。
(1)请用最小公倍数法配平下列化学方程式:
① Al+H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+H₂↑
② Fe₂O₃+HCl=FeCl₃+H₂O
③ NH₃+Cl₂ $\stackrel{一定条件}{=\!=\!=}$ N₂+HCl
(2)请用“定1法”配平下列化学方程式:
① C₂H₄+O₂ $\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$ H₂O+CO₂
② CH₃OH+O₂ $\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$ H₂O+CO₂
③ NH₃+O₂ $\stackrel{点燃}{=\!=\!=}$ NO+H₂O
(3)请用观察法配平下列化学方程式:
① Fe₂O₃+CO $\stackrel{高温}{=\!=\!=}$ Fe+CO₂
② Fe₃O₄+CO $\stackrel{高温}{=\!=\!=}$ Fe+CO₂
思路解析:根据化学反应前后原子的种类、数目、质量不发生变化配平化学方程式。
(1)①利用最小公倍数法配平,反应后的Al₂(SO₄)₃中有2个铝原子和3个硫酸根,反应前Al中有1个铝原子,H₂SO₄中有1个硫酸根,故Al的化学计量数是2,H₂SO₄的化学计量数是3,Al₂(SO₄)₃的化学计量数为1,根据氢原子守恒,H₂的化学计量数是3,则化学计量数依次为2、3、1、3。
②利用最小公倍数法配平,反应前Fe₂O₃中有2个铁原子,反应后FeCl₃中有1个铁原子,故Fe₂O₃的化学计量数是1,FeCl₃的化学计量数是2,则氯原子的个数为6,故HCl的化学计量数是6,依据氢原子个数守恒,则H₂O的化学计量数是3,则化学计量数依次为1、6、2、3。
③利用最小公倍数法配平,NH₃中有1个氮原子,N₂中有2个氮原子,则NH₃的化学计量数是2,N₂的化学计量数是1,依据氢原子个数守恒,则HCl的化学计量数是6,依据氯原子个数守恒,则Cl₂的化学计量数是3,则化学计量数依次是2、3、1、6。
(2)①利用“定1法”进行配平,把C₂H₄的化学计量数定为1,则H₂O的化学计量数是2,CO₂的化学计量数为2,根据氧原子个数守恒,O₂的化学计量数为3,则化学计量数依次为1、3、2、2。
②利用“定1法”进行配平,把CH₃OH的化学计量数定为1,则H₂O的化学计量数是2,CO₂的化学计量数为1,根据氧原子个数守恒,O₂的化学计量数为$\frac{3}{2}$,再将所有的化学计量数同时扩大2倍,则化学计量数依次为2、3、4、2。
③利用“定1法”进行配平,把NH₃的化学计量数定为1,则NO的化学计量数是1,H₂O的化学计量数为$\frac{3}{2}$,根据氧原子个数守恒,O₂的化学计量数为$\frac{5}{4}$,再将所有的化学计量数同时扩大4倍,则化学计量数依次为4、5、4、6。
(3)①CO得到1个O变为CO₂,Fe₂O₃中有3个O,则Fe₂O₃的化学计量数为1,CO的化学计量数为3,CO₂的化学计量数为3,根据铁原子个数守恒,Fe的化学计量数为2,则化学计量数依次为1、3、2、3。
②CO得到1个O变为CO₂,Fe₃O₄中有4个O,则Fe₃O₄的化学计量数为1,CO的化学计量数为4,CO₂的化学计量数为4,根据铁原子个数守恒,Fe的化学计量数为3,则化学计量数依次为1、4、3、4。
答案:(1)①2 3 1 3
②1 6 2 3
③2 3 1 6
(2)①1 3 2 2
②2 3 4 2
③4 5 4 6
(3)①1 3 2 3
②1 4 3 4

(1)①2 3 1 3
②1 6 2 3
③2 3 1 6
(2)①1 3 2 2
②2 3 4 2
③4 5 4 6
(3)①1 3 2 3
②1 4 3 4

【分析】
配平化学方程式的核心依据是化学反应前后原子的种类、数目保持不变，需根据不同反应的特点选择合适的配平方法：最小公倍数法适用于简单置换、复分解反应，定1法适用于含碳氢的有机物燃烧反应，观察法适用于氧化物参与的反应。需逐一分析每个反应的原子个数，调整化学计量数使左右两边各原子总数相等。
【解析】
(1)①用最小公倍数法：Al₂(SO₄)₃中Al原子数为2，H₂SO₄中SO₄²⁻数为1，最小公倍数为2，故Al的计量数为2，H₂SO₄计量数为3，再根据H原子守恒得H₂计量数为3，Al₂(SO₄)₃为1；
②最小公倍数法：Fe₂O₃中Fe原子数2，FeCl₃中Fe原子数1，最小公倍数2，故Fe₂O₃计量数1，FeCl₃计量数2，Cl原子共6，故HCl计量数6，H原子守恒得H₂O计量数3；
③最小公倍数法：NH₃中N原子1，N₂中N原子2，最小公倍数2，故NH₃计量数2，N₂计量数1，H原子共6，故HCl计量数6，Cl原子共6，Cl₂计量数3；
(2)①定1法：设C₂H₄计量数为1，C原子2→CO₂计量数2，H原子4→H₂O计量数2，O原子总数=2×2+2×1=6，O₂计量数=6÷2=3；
②定1法：设CH₃OH计量数为1，C原子1→CO₂计量数1，H原子4→H₂O计量数2，O原子总数=1（CH₃OH）+2x（O₂）=2（H₂O）+2（CO₂）→1+2x=4→x=3/2，扩大2倍得计量数2、3、4、2；
③定1法：设NH₃计量数为1，N原子1→NO计量数1，H原子3→H₂O计量数3/2，O原子总数=1（NO）+3/2（H₂O）=5/2，O₂计量数=5/4，扩大4倍得4、5、4、6；
(3)①观察法：Fe₂O₃中3个O，每个CO得1个O变CO₂，故CO计量数3，CO₂计量数3，Fe原子2→Fe计量数2；
②观察法：Fe₃O₄中4个O，故CO计量数4，CO₂计量数4，Fe原子3→Fe计量数3；
【答案】
(1)①2 3 1 3；②1 6 2 3；③2 3 1 6；(2)①1 3 2 2；②2 3 4 2；③4 5 4 6；(3)①1 3 2 3；②1 4 3 4
【知识点】
化学方程式配平；质量守恒定律；配平方法应用
【点评】
本题为基础化学方程式配平题，考察三种常用配平方法的应用，是化学学习的核心基础内容，需熟练掌握各类方法的适用场景。
【难度系数】
0.8