Cân bằng phương trình hóa học: Một số phương pháp và Bài

Phương trình hóa học được định nghĩa bởi sự biểu diễn bằng ký hiệu của một phản ứng hóa học. Vậy cân bằng phương trình hóa học là gì? Cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10? Các dạng bài tập về cân bằng phương trình hóa học? Những ứng dụng cân bằng phương trình hóa học? Trong phạm vi bài viết dưới đây, DINHNGHIA.VN sẽ tổng hợp kiến thức về chuyên đề cân bằng phương trình hóa học, cùng tìm hiểu nhé!

Các bước cân bằng phương trình hóa học lớp 8

  • Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng dưới dạng công thức hóa học.
  • Bước 2: Đặt hệ số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.
  • Bước 3: Hoàn thành phương trình.

Chú ý:

Ở bước 2, thường sử dụng phương pháp “Bội chung nhỏ nhất” để đặt hệ số bằng cách:

  • Chọn nguyên tố có số nguyên tử ở hai vế chưa bằng nhau và có số nguyên tử nhiều nhất (cũng có trường hợp không phải vậy).
  • Tìm bội chung nhỏ nhất của các chỉ số nguyên tử nguyên tố đó ở hai vế, đem bội chung nhỏ nhất chia cho chỉ số thì ta có hệ số.
  • Trong quá trình cân bằng không được thay đổi các chỉ số nguyên tử trong các công thức hóa học.
Các bước cân bằng phương trình hóa học lớp 8
Các bước cân bằng phương trình hóa học lớp 8

Một số phương pháp cân bằng phương trình hóa học

Phương pháp chẵn – lẻ: Thêm hệ số vào trước chất có chỉ số lẻ để làm chẵn số nguyên tử của nguyên tố đó.

Ví dụ 1: Cân bằng phương trình hóa học sau:

𝐴𝑙+𝐻𝐶𝑙→𝐴𝑙𝐶𝑙3+𝐻2

  • Ta chỉ việc thêm hệ số 2 vào trước 𝐴𝑙𝐶𝑙3 để cho số nguyên tử Cl chẵn. Khi đó, vế phải có 6 nguyên tử Cl trong 2𝐴𝑙𝐶𝑙3, nên vế trái thêm hệ số 6 trước HCl.
    𝐴𝑙+6𝐻𝐶𝑙→2𝐴𝑙𝐶𝑙3+𝐻2
  • Vế phải có 2 nguyên tử Al trong 2𝐴𝑙𝐶𝑙3, vế trái ta thêm hệ số 2 trước Al.
    2𝐴𝑙+6𝐻𝐶𝑙→2𝐴𝑙𝐶𝑙3+𝐻2
  • Vế trái có 6 nguyên tử H trong 6HCl, nên vế phải ta thêm hệ số 3 trước 𝐻2.
    2𝐴𝑙+6𝐻𝐶𝑙→2𝐴𝑙𝐶𝑙3+3𝐻2

Phương pháp đại số: Cho các phương trình khó cân bằng với phương pháp trên

  • Bước 1: Đưa các hệ số hợp thức a, b, c, d, e, f, … lần lượt vào các công thức ở hai vế của phương trình phản ứng.
  • Bước 2: Cân bằng số nguyên tử ở 2 vế của phương trình bằng một hệ phương trình chứa các ẩn: a, b, c, d, e, f, g….
  • Bước 3: Giải hệ phương trình vừa lập để tìm các hệ số.
  • Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng.

Ví dụ 2: Cân bằng phương trình hóa học sau:

𝐶𝑢+𝐻2𝑆𝑂4→𝐶𝑢𝑆𝑂4+𝑆𝑂2+𝐻2𝑂 (1)

Cách giải:

  • Bước 1: 𝑎𝐶𝑢+𝑏𝐻2𝑆𝑂4→𝑐𝐶𝑢𝑆𝑂4+𝑑𝑆𝑂2+𝑑𝐻2𝑂
  • Bước 2: Tiếp theo lập hệ phương trình dựa vào mối quan hệ về khối lượng giữa các chất trước và sau phản ứng, (khối lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế phải bằng nhau).

Cu: a = c (1)

S: b = c + d (2)

H: 2b = 2e (3)

O: 4b = 4c + 2d + e (4)

  • Bước 3: Giải hệ phương trình bằng cách:

Từ pt (3), chọn e = b = 1 (có thể chọn bất kỳ hệ số khác).

Từ pt (2), (4) và (1) ⇒𝑐=𝑎=𝑑=12⇒𝑐=𝑎=𝑑=1;𝑒=𝑏=2 (tức là ta đang quy đồng mẫu số).

  • Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng, ta được phương trình hoàn chỉnh

𝐶𝑢+2𝐻2𝑆𝑂4→𝐶𝑢𝑆𝑂4+𝑆𝑂2+2𝐻2𝑂

Cân bằng phương trình oxi hóa khử

Phương pháp nguyên tử nguyên tố

Đây là một phương pháp khá đơn giản. Khi cân bằng ta cố ý viết các đơn chất khí (𝐻2,𝑂2,𝐶𝑙2,𝑁2…) dưới dạng nguyên tử riêng biệt rồi lập luận qua một số bước.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng 𝑃+𝑂2→𝑃2𝑂5

Ta viết: 𝑃+𝑂→𝑃2𝑂5

Để tạo thành 1 phân tử 𝑃2𝑂5 cần 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O:

2𝑃+5𝑂→𝑃2𝑂5

Nhưng phân tử oxi bao giờ cũng gồm hai nguyên tử, như vậy nếu lấy 5 phân tử oxi tức là số nguyên tử oxi tăng lên gấp 2 thì số nguyên tử P và số phân tử 𝑃2𝑂5 cũng tăng lên gấp 2, tức 4 nguyên tử P và 2 phân tử 𝑃2𝑂5.

Do đó: 4𝑃+5𝑂2→2𝑃2𝑂5

Phương pháp hóa trị tác dụng

Hóa trị tác dụng là hóa trị của nhóm nguyên tử hay nguyên tử của các nguyên tố trong chất tham gia và tạo thành trong phản ứng hóa học

Áp dụng phương pháp này cần tiến hành các bước sau:

  • Xác định hóa trị tác dụng:

𝐵𝑎𝐶𝑙2+𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3→𝐵𝑎𝑆𝑂4+𝐹𝑒𝐶𝑙3

Hóa trị tác dụng lần lượt từ trái qua phải là:

II – I – III – II – II – II – III – I

Tìm bội số chung nhỏ nhất của các hóa trị tác dụng:

BCNN (1, 2, 3) = 6

  • Lấy BCNN chia cho các hóa trị ta được các hệ số:

6 : II = 3, 6 : III = 2, 6 : I = 6

Thay vào phản ứng:

3𝐵𝑎𝐶𝑙2+𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3→3𝐵𝑎𝑆𝑂4+2𝐹𝑒𝐶𝑙3

Phương pháp dùng hệ số phân số

Đặt các hệ số vào các công thức của các chất tham gia phản ứng, không phân biệt số nguyên hay phân số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau. Sau đó khử mẫu số chung của tất cả các hệ số.

Ví dụ: 𝑃+𝑂2→𝑃2𝑂5

  • Đặt hệ số để cân bằng: 2𝑃+52𝑂2→𝑃2𝑂5
  • Nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất để khử các phân số. Ở đây nhân 2.

2.2𝑃+2.52𝑂2→2𝑃2𝑂5

hay 4𝑃+5𝑂2→2𝑃2𝑂5

Phương pháp xuất phát từ nguyên tố chung nhất

Chọn nguyên tố có mặt ở nhiều hợp chất nhất trong phản ứng để bắt đầu cân bằng hệ số các phân tử.

Ví dụ: 𝐶𝑢+𝐻𝑁𝑂3→𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2+𝑁𝑂+𝐻2𝑂

Nguyên tố có mặt nhiều nhất là nguyên tố oxi, ở vế phải có 8 nguyên tử, vế trái có 3. Bội số chung nhỏ nhất của 8 và 3 là 24, vậy hệ số của 𝐻𝑁𝑂3 là 24 : 3 = 8

Ta có 8𝐻𝑁𝑂3→4𝐻2𝑂+2𝑁𝑂 (Vì số nguyên tử N ở vế trái chẵn)

3𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2→3𝐶𝑢

Vậy phản ứng cân bằng là:

3𝐶𝑢+8𝐻𝑁𝑂3→3𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2+2𝑁𝑂+4𝐻2𝑂

Phương pháp cân bằng electron

Cân bằng qua ba bước:

  • Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa.
  • Bước 2: Lập thăng bằng electron.
  • Bước 3: Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng:

𝐹𝑒𝑆+𝐻𝑁𝑂3→𝐹𝑒(𝑁𝑂3)3+𝑁2𝑂+𝐻2𝑆𝑂4+𝐻2𝑂

  • Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa:

𝐹𝑒+2→𝐹𝑒+3

𝑆+2→𝑆+6

𝑁+5→𝑁+1

(Viết số oxi hóa này phía trên các nguyên tố tương ứng)

  • Bước 2: Lập thăng bằng electron:

𝐹𝑒+2→𝐹𝑒+3+1𝑒

𝑆−2→𝑆+6+8𝑒

𝐹𝑒𝑆→𝐹𝑒+3+𝑆+6+9𝑒

2𝑁+5+8𝑒→2𝑁+1

\rightarrow Có 8FeS và 9𝑁2𝑂.

  • Bước 3: Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại:

8𝐹𝑒𝑆+42𝐻𝑁𝑂3→8𝐹𝑒(𝑁𝑂3)3+9𝑁2𝑂+8𝐻2𝑆𝑂4+13𝐻2𝑂

Một số bài tập về cân bằng phương trình hóa học online

Bài 1: Cân bằng các phương trình hóa học sau đây:

  1. 𝑀𝑔𝐶𝑙2+𝐾𝑂𝐻→𝑀𝑔(𝑂𝐻)2+𝐾𝐶𝑙
  2. 𝐶𝑢(𝑂𝐻)2+𝐻𝐶𝑙→𝐶𝑢𝐶𝑙2+𝐻2𝑂
  3. 𝐶𝑢(𝑂𝐻)2+𝐻2𝑆𝑂4→𝐶𝑢𝑆𝑂4+𝐻2𝑂
  4. 𝐹𝑒𝑂+𝐻𝐶𝑙→𝐹𝑒𝐶𝑙2+𝐻2𝑂
  5. 𝐹𝑒2𝑂3+𝐻2𝑆𝑂4→𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3+𝐻2𝑂
  6. 𝐶𝑢(𝑁𝑂3)2+𝑁𝑎𝑂𝐻→𝐶𝑢(𝑂𝐻)2+𝑁𝑎𝑁𝑂3
  7. 𝑃+𝑂2→𝑃2𝑂5
  8. 𝑁2+𝑂2→𝑁𝑂
  9. 𝑁𝑂+𝑂2→𝑁𝑂2
  10. 𝑁𝑂2+𝑂2+𝐻2𝑂→𝐻𝑁𝑂3

Cách giải:

Một số bài tập về cân bằng phương trình hóa học online
Một số bài tập về cân bằng phương trình hóa học online

Bài 2: Lập phương trình hóa học các phản ứng sau:

  1. 𝐶𝑛𝐻2𝑛+𝑂2→𝐶𝑂2+𝐻2𝑂
  2. 𝐶𝑛𝐻2𝑛+2+𝑂2→𝐶𝑂2+𝐻2𝑂
  3. 𝐶𝑛𝐻2𝑛−2+𝑂2→𝐶𝑂2+𝐻2𝑂
  4. 𝐶𝑛𝐻2𝑛−6+𝑂2→𝐶𝑂2+𝐻2𝑂
  5. 𝐶𝑛𝐻2𝑛+2𝑂+𝑂2→𝐶𝑂2+𝐻2𝑂
  6. 𝐶𝑥𝐻𝑦+𝑂2→𝐶𝑂2+𝐻2𝑂
  7. 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧+𝑂2→𝐶𝑂2+𝐻2𝑂
  8. 𝐶𝑥𝐻𝑦𝑂𝑧𝑁𝑡+𝑂2→𝐶𝑂2+𝐻2𝑂+𝑁2
  9. 𝐶𝐻𝑥+𝑂2→𝐶𝑂𝑦+𝐻2𝑂
  10. 𝐹𝑒𝐶𝑙𝑥+𝐶𝑙2→𝐹𝑒𝐶𝑙3
Một số bài tập về cân bằng phương trình hóa học online
Một số bài tập về cân bằng phương trình hóa học online

Cách giải:

Trong bài viết trên đây DINHNGHIA.VN đã giúp bạn hệ thống hóa lại kiến thức cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10. Hy vọng những thông tin trên sẽ hữu ích với bạn trong quá trình học tập. Nếu có bất cứ câu hỏi nào phát sinh liên quan đến chủ đề cân bằng phương trình hóa học, đừng quên để lại nhận xét bên dưới để chúng mình cùng trao đổi thêm nhé. Chúc bạn luôn học tốt!

Leave a Reply

Your email address will not be published.