Bài Tập Cân Bằng Phương Trình Hóa Học Và Phương Pháp Giải

1. Cân bằng phương trình hóa học là gì?

Cân bằng phương trình hóa học là một quy trình quan trọng trong hóa học, phản ánh trạng thái mà ở đó số lượng các phân tử tham gia phản ứng và sản phẩm được hình thành là ngang nhau. Đây là một khái niệm cơ bản tại bất kỳ khóa học hóa học nào, từ cấp trung học cho đến đại học.

Khi cân bằng phương trình hóa học, người ta phải đảm bảo rằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở bên trái (chất phản ứng) bằng số nguyên tử của cùng nguyên tố ở bên phải (sản phẩm). Điều này không chỉ giúp đảm bảo tính chính xác trong các phản ứng hóa học mà còn giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các quy luật bảo toàn nguyên tố trong tự nhiên.

2. Cách cân bằng phương trình hóa học

Có nhiều phương pháp khác nhau để cân bằng phương trình hóa học. Dưới đây là các phương pháp phổ biến nhất mà bạn có thể áp dụng.

2.1. Cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp đại số

Phương pháp đại số sử dụng hệ phương trình để tìm ra hệ số cân bằng cho các chất trong phản ứng.

• Bước 1: Đặt hệ số cân bằng cho các chất trong phương trình dưới dạng biến chưa xác định như a, b, c,...
• Bước 2: Dựa vào quy luật bảo toàn nguyên tố, bạn sẽ thiết lập các phương trình cho từng nguyên tố tham gia phản ứng.
• Bước 3: Giải hệ phương trình đã thiết lập để tìm ra giá trị của các biến.
• Bước 4: Thay thế các giá trị tìm được vào phương trình để có được phương trình cân bằng hoàn chỉnh.

Ví dụ:

2.2. Cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp chẵn - lẻ

Phương pháp chẵn - lẻ là một cách đơn giản để cân bằng các nguyên tố có số lượng nguyên tử không đồng nhất.

• Bước 1: Xem xét các chất trước và sau phản ứng để tìm nguyên tố có số nguyên tử chẵn và lẻ.
• Bước 2: Đặt hệ số 2 trước công thức có số nguyên tử lẻ để biến nó thành chẵn.
• Bước 3: Cân bằng các hệ số còn lại để hoàn thành phương trình.

Ví dụ: Cân bằng phương trình Oxi hóa sắt:

Fe + O₂ → Fe₂O₃

Áp dụng phương pháp chẵn - lẻ, chúng ta có:

4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃

2.3. Cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron

Phương pháp này thường được sử dụng cho các phản ứng oxi hóa - khử. Các bước thực hiện như sau:

• Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phản ứng.
• Bước 2: Viết phương trình cho quá trình oxi hóa và quá trình khử, sau đó tiến hành cân bằng các quá trình này.
• Bước 3: Tìm hệ số thích hợp để đảm bảo tổng số electron nhường và nhận bằng nhau.
• Bước 4: Đặt hệ số cho các chất trong phản ứng và kiểm tra lại.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng P + O₂ → P₂O₅

Các bước sẽ cho chúng ta kết quả cuối cùng là:

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

2.4. Cân bằng phương trình hóa học theo nguyên tố tiêu biểu

Cách này đơn giản hơn và có thể thực hiện qua ba bước:

• Bước 1: Chọn nguyên tố tiêu biểu trong phản ứng.
• Bước 2: Cân bằng nguyên tố này trước.
• Bước 3: Cân bằng các nguyên tố khác theo nguyên tố tiêu biểu đã chọn.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng KMnO₄ + HCl → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O.

2.5. Cân bằng phương trình hóa học dựa trên nguyên tố chung nhất

Phương pháp này chọn nguyên tố có số lượng hợp chất nhiều nhất trong phản ứng để bắt đầu quá trình cân bằng.

Ví dụ: Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O.

Số nguyên tử O trong phản ứng có sự chênh lệch lớn, vì vậy chúng ta sẽ cân bằng dựa vào O trước tiên.

2.6. Cân bằng phương trình hóa học theo phản ứng cháy chất hữu cơ

Khi cân bằng phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ, quy trình thường bao gồm:

• Cân bằng nguyên tử C trước tiên.
• Cân bằng nguyên tử H.
• Cân bằng nguyên tử O bằng cách tính tổng lại sau đó trừ đi số nguyên tử O trong hợp chất.

3. Các dạng bài tập cân bằng phương trình hóa học

3.1. Bài tập cân bằng phương trình hóa học

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

Na + Cl₂ → NaCl.

Giải: Ta có: 2Na + Cl₂ → 2NaCl.

3.2. Bài tập lập sơ đồ nguyên tử và tìm số phân tử mỗi chất sau phản ứng hóa học

Ví dụ: Lập sơ đồ nguyên tử cho phản ứng 2H₂ + O₂ → 2H₂O.

Giải: Tỉ lệ nguyên tử H : nguyên tử O : phân tử H₂O = 4 : 2 : 2.

3.3. Bài tập PTHH hợp chất hữu cơ

Ví dụ: Cân bằng phản ứng CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O.

Giải: Cân bằng: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

3.4. Bài tập cân bằng phương trình hóa học chứa ẩn

Ví dụ: Cân bằng phương trình X + O₂ → Y + H₂O.

Giải: Ta cần xác định X và Y trước khi tiến hành cân bằng.

3.5. Bài tập chọn hệ số và công thức hóa học phù hợp điền vào dấu hỏi chấm

Ví dụ: Cân bằng phương trình Na + ? → NaCl.

Giải: Ta có: Na + Cl₂ → 2NaCl.

4. Bài tập tự luyện cân bằng phương trình hóa học

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

Fe + O₂ → Fe₂O₃.

Giải: 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃.

Bài tập 2: Lập sơ đồ nguyên tử và tìm số phân tử mỗi chất trong các phương trình sau:

2H₂ + O₂ → 2H₂O.

Bài tập 3: Cân bằng tiếp các phương trình sau: C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O.

Bài tập 4: Cân bằng phương trình hóa học sau: C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O.

Bài tập 5: Cân bằng phương trình hóa học dưới đây: ? Na + ? → 2Na₂O.

Giải: Ta có: 4Na + O₂ → 2Na₂O.

Trên đây là toàn bộ kiến thức trọng tâm về các phương pháp cân bằng phương trình hóa học cũng như bài tập thường gặp. Để luyện tập nhiều hơn về dạng bài tập này cũng như ôn tập cho kỳ thi THPT Quốc Gia sắp tới, hãy truy cập địa chỉ Vuihoc.vn ngay hôm nay nhé!

Tham khảo thêm:

Bộ Sách Thần Tốc Luyện Đề Toán - Lý - Hóa THPT Có Giải Chi Tiết.