Kiến Thức

Bảng quy tắc cân bằng phương trình hoá học: Các phương pháp, ví dụ và lỗi thường gặp

Đăng vào bởi Hồng Anh
bth og
28
Th5

Bảng quy tắc cân bằng phương trình hoá học

Cân bằng phương trình hoá học là kỹ năng nền tảng để học tốt hoá học. Một phương trình hoá học chỉ đúng khi số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở vế trái bằng số nguyên tử của nguyên tố đó ở vế phải. Đây là biểu hiện của định luật bảo toàn khối lượng: nguyên tử không tự sinh ra hoặc mất đi trong phản ứng hoá học thông thường, mà chỉ được sắp xếp lại.

Ví dụ phương trình chưa cân bằng:

H2 + O2 → H2O

Phương trình cân bằng đúng:

2H2 + O2 → 2H2O

Bài này nên đọc kèm phương trình hoá học là gì, định luật bảo toàn khối lượng, bảng phân loại phản ứng hoá học, bảng phản ứng oxi hoá khử, bảng số oxi hoá thường gặp và công thức tính số mol.

Bảng quy tắc cân bằng phương trình hoá học nhanh

Quy tắcCách hiểuVí dụ áp dụng
Không thay đổi chỉ số trong công thứcChỉ được thêm hệ số trước chấtKhông đổi H2O thành H2O2
Cân bằng nguyên tố xuất hiện ít chất trướcƯu tiên nguyên tố chỉ có trong một chất mỗi vếFe trong Fe + O2 → Fe2O3
Cân bằng H và O sau nếu có nhiều chất chứa H/OH, O thường xuất hiện ở nhiều chấtPhản ứng cháy hydrocarbon
Dùng nhóm nguyên tử nếu nhóm giữ nguyênCân bằng cả nhóm thay vì từng nguyên tốSO4 trong Al2(SO4)3
Sau khi cân bằng, rút gọn hệ số nếu có thểHệ số nên là số nguyên tối giản4H2 + 2O2 → 4H2O rút thành 2:1:2
Kiểm tra lại từng nguyên tốĐếm nguyên tử hai vếKhông bỏ sót nguyên tố trong nhóm

Quy trình cân bằng phương trình hoá học cơ bản

BướcCách làmVí dụ Fe + O2 → Fe2O3
Bước 1Viết đúng sơ đồ phản ứngFe + O2 → Fe2O3
Bước 2Đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vếFe: 1 và 2; O: 2 và 3
Bước 3Chọn nguyên tố cần cân bằng trướcCân bằng O bằng bội chung 6
Bước 4Thêm hệ số trước công thức chất3O2 và 2Fe2O3
Bước 5Cân bằng nguyên tố còn lại4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Bước 6Kiểm tra lạiFe: 4 = 4; O: 6 = 6

Phương pháp cân bằng bằng hệ số thử

Đây là phương pháp phổ biến nhất ở lớp 8, lớp 9. Học sinh thêm hệ số trước các chất sao cho số nguyên tử mỗi nguyên tố bằng nhau ở hai vế.

Ví dụ: Cân bằng phương trình:

Al + O2 → Al2O3

O ở vế trái là 2, vế phải là 3. Bội chung nhỏ nhất của 2 và 3 là 6, nên đặt 3 trước O2 và 2 trước Al2O3:

Al + 3O2 → 2Al2O3

Lúc này vế phải có 4 Al, nên đặt 4 trước Al:

4Al + 3O2 → 2Al2O3

Phương pháp cân bằng theo nhóm nguyên tử

Nếu một nhóm nguyên tử giữ nguyên ở cả hai vế, có thể cân bằng cả nhóm để đơn giản hơn. Ví dụ sulfate SO4 giữ nguyên trong phản ứng:

Al2(SO4)3 + NaOH → Al(OH)3 + Na2SO4

Trong Al2(SO4)3 có 3 nhóm SO4, nên đặt 3 trước Na2SO4:

Al2(SO4)3 + NaOH → Al(OH)3 + 3Na2SO4

Có 2 Al, đặt 2 trước Al(OH)3:

Al2(SO4)3 + NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4

Vế phải có 6 Na, đặt 6 trước NaOH:

Al2(SO4)3 + 6NaOH → 2Al(OH)3 + 3Na2SO4

Phương pháp cân bằng phản ứng cháy

Phản ứng cháy của hydrocarbon hoặc hợp chất hữu cơ thường cân bằng theo thứ tự: C trước, H sau, O cuối cùng.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng cháy methane:

CH4 + O2 → CO2 + H2O

Cân bằng C: đã có 1 C mỗi vế.

Cân bằng H: CH4 có 4 H, đặt 2 trước H2O:

CH4 + O2 → CO2 + 2H2O

Cân bằng O: vế phải có 2 O trong CO2 và 2 O trong 2H2O, tổng 4 O. Đặt 2 trước O2:

CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

Phương pháp cân bằng phản ứng oxi hoá khử

Với phản ứng oxi hoá khử phức tạp, có thể cân bằng theo sự thay đổi số oxi hoá. Nguyên tắc là tổng electron nhường bằng tổng electron nhận.

Ví dụ đơn giản:

Fe + O2 → Fe2O3

Fe: 0 → +3, mỗi Fe nhường 3e.

O: 0 → -2, mỗi O nhận 2e. O2 có 2 O nên nhận 4e.

Bội chung của 3 và 4 là 12. Cần 4 Fe nhường 12e và 3 O2 nhận 12e:

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

Ở mức lớp 8-9, học sinh thường dùng phương pháp thử hệ số. Ở mức cao hơn, phương pháp số oxi hoá giúp cân bằng phản ứng oxi hoá khử nhanh và chắc hơn.

Bảng ví dụ cân bằng phương trình thường gặp

Phương trình chưa cân bằngPhương trình đã cân bằngLoại phản ứng
H2 + O2 → H2O2H2 + O2 → 2H2OHoá hợp, oxi hoá khử
Fe + O2 → Fe2O34Fe + 3O2 → 2Fe2O3Hoá hợp, oxi hoá khử
Na + H2O → NaOH + H22Na + 2H2O → 2NaOH + H2Thế, oxi hoá khử
CaCO3 → CaO + CO2CaCO3 → CaO + CO2Phân huỷ
Al + HCl → AlCl3 + H22Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2Thế, oxi hoá khử
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + NaClBaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaClTrao đổi, kết tủa

Cách kiểm tra phương trình đã cân bằng chưa

Sau khi đặt hệ số, hãy lập bảng đếm nguyên tử hai vế.

Ví dụ:

2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2

Nguyên tốVế tráiVế phảiKết luận
Al22Cân bằng
H66Cân bằng
Cl66Cân bằng

Nếu tất cả nguyên tố đều có số nguyên tử bằng nhau ở hai vế, phương trình đã cân bằng.

Bài tập ví dụ cân bằng phương trình

Bài 1

Cân bằng: Mg + O2 → MgO

Lời giải:

2Mg + O2 → 2MgO

Bài 2

Cân bằng: Zn + HCl → ZnCl2 + H2

Lời giải:

Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2

Bài 3

Cân bằng: Al + O2 → Al2O3

Lời giải:

4Al + 3O2 → 2Al2O3

Bài 4

Cân bằng: C2H6 + O2 → CO2 + H2O

Lời giải:

2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O

Những lỗi thường gặp khi cân bằng phương trình

Lỗi đầu tiên là thay đổi chỉ số trong công thức chất. Ví dụ không được đổi H2O thành H2O2 để cân bằng O, vì như vậy đã biến nước thành chất khác.

Lỗi thứ hai là quên nhân hệ số với toàn bộ công thức. Ví dụ 2Al2O3 có 4 Al và 6 O.

Lỗi thứ ba là quên nhóm nguyên tử trong ngoặc. Ví dụ Al2(SO4)3 có 3 nhóm SO4, không phải 1.

Lỗi thứ tư là để hệ số phân số mà không nhân lên thành số nguyên tối giản trong bài phổ thông.

Lỗi thứ năm là cân bằng xong không kiểm tra lại từng nguyên tố.

Kết luận

Cân bằng phương trình hoá học là bước bắt buộc trước khi tính toán theo phương trình. Quy tắc quan trọng nhất là chỉ thêm hệ số trước công thức, không thay đổi chỉ số trong công thức chất. Hãy cân bằng nguyên tố xuất hiện ít trước, cân bằng nhóm nguyên tử nếu nhóm giữ nguyên, để H và O sau trong nhiều bài, rồi kiểm tra lại từng nguyên tố. Với phản ứng oxi hoá khử phức tạp, có thể dùng phương pháp số oxi hoá để đảm bảo electron nhường bằng electron nhận.

Tài liệu tham khảo

Hồng Anh

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *