11 phương pháp cân bằng phản ứng hóa học · pdf fileĐể giải...

11 phương pháp cân bằng phản ứng hóa học

Thứ năm, 13 Tháng 1 2011 04:42 - Lần cập nhật cuối Thứ năm, 10 Tháng 1 2013 10:29

Để giải đúng và nhanh các bài toán hóa học ta cần biết và cân bằng nhanh các phản ứng có

trong bài đó. Có rất nhiều phương pháp để cân bằng, dưới đây xin giới thiệu một số phương

pháp đó (Từ dễ đến khó):

1. 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 (H

2

, O

2

, C1

2

,

N

2

…) dưới dạng nguyên tử riêng biệt rồi lập luận qua một số bước.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng P + O

2

–> P

2

O

5

Ta viết: P + O –> P

2

O

5

Để tạo thành 1 phân tử P

2

O

5

cần 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O:

1 / 15



2P + 5O –> P

2

O

5

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 P

2

O

5

cũng tăng lên gấp 2, tức 4

nguyên tử P và 2 phân tử P

2

O

5

.

Do đó: 4P + 5O

2

–> 2P

2

O

5

2. Phương pháp hóa trị tác dụng: (7)

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 PUHH.

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

+ Xác định hóa trị tác dụng:

II – I III – II II-II III – I

BaCl

2

+ Fe

2

(SO

4

)

3

–> BaSO

4

+ FeCl

3

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

2 / 15



II – I – III – II – II – II – III – I

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

BSCNN(1, 2, 3) = 6

+ Lấy BSCNN chia cho các hóa trị ta được các hệ số:

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

Thay vào phản ứng:

3BaCl

2

+ Fe

2

(SO

4

)

3

–> 3BaSO

4

+ 2FeCl

3

Dùng phương pháp này sẽ củng cố được khái niệm hóa trị, cách tính hóa trị, nhớ hóa trị của các

nguyên tố thường gặp.

3. 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 + O

2

–> P

2

O

5

3 / 15



+ Đặt hệ số để cân bằng: 2P + 5/2O

2

–> P

2

O

5

+ Nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất để khử các phân số. Ỏ đây nhân 2.

2.2P + 2.5/2O

2

–> 2P

2

O

5

hay 4P + 5O

2

–> 2P

2

O

5

4. Phương pháp “chẵn – lẻ”:

Một phản ứng sau khi đã cân bằng thì số nguyên tử của một nguyên tố ở vế trái bằng số

nguyên tử nguyên tố đó ở vế phải. Vì vậy nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở một vế là số

chẵn thì số nguyên tử nguyên tố đó ở vế kia phải chẵn. Nếu ở một công thức nào đó số nguyên

tử nguyên tố đó còn lẻ thì phải nhân đôi.

Ví dụ: FeS

2

+ O

2

–> Fe

2

O

3

+ SO

2

Ở vế trái số nguyên tử O

2

là chẵn với bất kỳ hệ số nào. Ở vế phải, trong SO

2

oxi là chẵn nhưng

trong Fe

2

O

3

oxi là

lẻ nên phải nhân đôi. Từ đó cân bằng tiếp các hệ số còn lại.

2Fe

2

O

3

–> 4FeS

2

–> 8SO

2

® 11O

2

Đó là thứ tự suy ra các hệ số của các chất. Thay vào PTPU ta được:

4 / 15



4FeS

2

+ 11O

2

–> 2Fe

2

O

3

+ 8SO

2

5. 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 + HNO

3

–>Cu(NO

3

)

2

+ NO + H

2

O

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 HNO

3

là 24 /3 = 8

Ta có 8HNO

3

–> 4H

2

O ® 2NO (Vì số nguyên tử N ở vế trái chẵn)

3Cu(NO

3

)

2

–> 3Cu

Vậy phản ứng cân bằng là:

3Cu + 8HNO

3

–> 3Cu(NO

3

)

2

+ 2NO + 4H

2

O

6. Phương pháp cân bằng theo “nguyên tố tiêu biểu”:

Nguyên tố tiêu biểu là nguyên tố có đặc điểm sau:

5 / 15



+ Có mặt ít nhất trong các chất ở phản ứng đó.

+ Liên quan gián tiếp nhất đến nhiều chất trong phản ứng.

+ Chưa thăng bằng về nguyên tử ở hai vế.

Phương pháp cân bằng này tiến hành qua ba bước:

a. Chọn nguyên tố tiêu biểu.

b. Cân bằng nguyên tố tiêu biểu.

c. Cân bằng các nguyên tố khác theo nguyên tố này.

Ví dụ: KMnO

4

+ HCl –> KCl + MnCl

2

+ Cl

2

+ H

2

O

a. Chọn nguyên tố tiêu biểu: O

b. Cân bằng nguyên tố tiêu biểu: KMnO

4

–> 4H

2

O

c. Cân bằng các nguyên tố khác:

+ Cân bằng H: 4H

2

O –> 8HCl

6 / 15



+ Cân bằng Cl: 8HCl –> KCl + MnCl

2

+ 5/2Cl

2

Ta được:

KMnO4 + 8HCl –> KCl + MnCl2 + 5/2Cl

2

+ 4H

2

O

Sau cùng nhân tất cả hễ số với mẫu số chung ta có:

2KMnO

4

+ 16HCl –> 2KCl + 2MnCl

2

+ 5Cl

2

+ 8H

2

O

7. Phương pháp cân bằng theo trình tự kim loại – phi kim:

Theo phương pháp này đầu tiên cân bằng số nguyên tử kim loại, sau đến phi kim và cuối cùng

là H, sau cùng đưa các hệ số đã biết để cân bằng nguyên tử O.

Ví dụ 1. NH

3

+ O

2

–> NO + H

2

O

Phản ứng này không có kim loại, nguyên tử phi kim N đã cân bằng. Vậy ta cân bằng luôn H:

2NH

3

–> 3H

2

O (Tính BSCNN, sau đó lấy BSCNN chia cho các chỉ số để được các hệ số)

+ Cân bằng N: 2NH

3

–> 2NO

7 / 15



+ Cân bằng O và thay vào ta có:

2NH

3

+ 5/2O

2

–> 2NO + 3H

2

O

Cuối cùng nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất:

4NH

3

+ 5O

2

–> 4NO + 6H

2

O

Ví dụ 2. CuFeS

2

+ O

2

® CuO + Fe

2

O

3

+ SO

2

Hoàn toàn tương tự như trên. Do nguyên tử Cu đã cân bằng, đầu tiên ta cân bằng Fe, tiếp theo

cân bằng theo thứ tự

Cu –> S –> O rồi nhân đôi các hệ số:

4CuFeS

2

+ 13O

2

–> 4CuO + 2Fe

2

O

3

+ 8SO

2

8. Phương pháp cân bằng phản ứng cháy của chất hữu cơ:

a. Phản ứng cháy của hidrocacbon:

Nên cân bằng theo trình tự sau:

- Cân bằng số nguyên tử H. Lấy số nguyên tử H của hidrocacbon chia cho 2, nếu kết quả lẻ thì

8 / 15



nhân đôi phân tử hidrocacbon, nếu chẵn thì để nguyên.

- Cân bằng số nguyên tử C.

- Cân bằng số nguyên tử O.

Tự lấy ví dụ nghen.

b. Phản ứng cháy của hợp chất chứa O.

Cân bằng theo trình tự sau:

- Cân bằng số nguyên tử C.

- Cân bằng số nguyên tử H.

- Cân bằng số nguyên tử O bằng cách tính số nguyên tử O ở vế phải rồi trừ đi số nguyên tử O

có trong hợp chất. Kết quả thu được đem chia đôi sẽ ra hệ số của phân tử O2. Nếu hệ số đó lẻ

thì nhân đôi cả 2 vế của PT để khử mẫu số.

9. Phương pháp xuất phát từ bản chất hóa học của phản ứng:

Phương pháp này lập luận dựa vào bản chất của phản ứng để cân bằng.

9 / 15



Ví dụ: Fe

2

O

3

+ CO –> Fe + CO

2

Theo phản ứng trên, khi CO bị oxi hóa thành CO2 nó sẽ kết hợp thêm oxi. Trong phân tử Fe

2

O

3

có 3 nguyên tử oxi, như vậy đủ để biến 3 phân tử CO thành 3 phân tử CO

2

. Do đó ta cần đặt hệ số 3 trước công thức CO và CO

2

sau đó đặt hệ số 2 trước Fe:

Fe

2

O

3

+ 3CO –> 2Fe + 3CO

2

10. Phương pháp cân bằng electron:

Đây là phương pháp cân bằng áp dụng cho các phản ứng oxi hóa khử. Bản chất của phương

trình này dựa trênm nguyên tắc Trong một phản ứng oxi hóa – khử, số electron do chất khử

nhường phải bằng số electron do chất oxi hóa thu.

Việc cân bằng qua ba bước:

a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa.

b. Lập thăng bằng electron.

c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại.

Ví dụ. Cân bằng phản ứng:

10 / 15



FeS + HNO

3

–> Fe(NO

3

)

3

+ N

2

O + H

2

SO

4

+ H

2

O

a. 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)

b. 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

11 / 15



–> Có 8FeS và 9N2O.

c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại:

8FeS + 42HNO

3

–> 8Fe(NO

3

)

3

+ 9N

2

O + 8H

2

SO

4

+ 13H

2

O

Ví dụ 2. Phản ứng trong dung dịch bazo:

NaCrO

2

+ Br

2

+ NaOH –> Na

2

CrO

4

+ NaBr

CrO

2-

+ 4OH

-

–> CrO

4

2-

+ 2H

2

O + 3e x2

Br2 + 2e –> 2Br

-

x3

Phương trình ion:

2CrO

2-

+ 8OH

-

+ 3Br2 –> 2CrO4

2-

+ 6Br

-

+ 4H2O

Phương trình phản ứng phân tử:

2NaCrO

2

+ 3Br

2

+ 8NaOH –> 2Na

2

CrO

4

+ 6NaBr + 4H

2

O

Ví dụ 3. Phản ứng trong dung dịch có H

2

O tham gia:

12 / 15



KMnO

4

+ K

2

SO

3

+ H

2

O –> MnO

2

+ K

2

SO

4

MnO

4-

+ 3e + 2H

2

O –> MnO

2

+ 4OH

-

x2

SO

3

2-

+ H2O –> SO4

2-

+ 2H+ + 2e x3

Phương trình ion:

2MnO

4-

+ H

2

O + 3SO

3

2-

–> 2MnO

2

+ 2OH

-

+ 3SO

4

2-

Phương trình phản ứng phân tử:

2KMnO

4

+ 3K

2

SO

3

+ H

2

O –> 2MnO

2

+ 3K

2

SO

4

+ 2KOH

11. Phương pháp cân bằng đại số:

Dùng để xác định hệ số phân tử của chất tham gia và thu được sau phản ứng hoá học, ta coi

hệ số là các ẩn số và kí hiệu bằng các chữ cái a, b, c, d… rồi dựa vào mối tương quan giữa các

nguyên tử của các nguyên tố theo định luật bảo toàn khối lượng để lập ra một hệ phương trình

bậc nhất nhiều ẩn số. Giải hệ phương trình này và chọn các nghiệm là các số nguyên dương

nhỏ nhất ta sẽ xác định được hệ số phân tử của các chất trong phương trình phản ứng hoá

học.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng:

13 / 15



Cu + HNO

3

–> Cu(NO

3

)

2

+ NO + H

2

O

Kí hiều các hệ số phải tìm là các chữ a, b, c, d, e và ghi vào phương trình ta thu được:

aCu + bHNO

3

–> cCu(NO

3

)

2

+ dNO + eH

2

O

+ Xét số nguyên tử Cu: a = c (1)

+ Xét số nguyên tử H: b = 2e (2)

+ Xét số nguyên tử N: b = 2c + d (3)

+ Xét số nguyên tử O: 3b = 6c + d + e (4)

Ta được hệ phương trình 5 ẩn và giải như sau:

Rút e = b/2 từ phương trình (2) và d = b – 2c từ phương trình (3) và thay vào phương trình (4):

3b = 6c + b – 2c + b/2

=> b = 8c/3

Ta thấy để b nguyên thì c phải chia hết cho 3. Trong trường hợp này để hệ số của phương trình

hoá học là nhỏ nhất ta cần lấy c = 3. Khi đó: a = 3, b = 8, d = 2, e = 4

14 / 15



Vậy phương trình phản ứng trên có dạng:

3Cu + 8HNO

3

–> 3Cu(NO

3

)

2

+ 2NO + 4H

2

O

Ở ví dụ trên trong phương trình hoá học có 5 chất (Cu, HNO

3

, Cu(NO

3

)

2

, NO, H

2

O) và 4

nguyên tố (Cu, H, N, O) khi lập hệ phương trình đại số để cân bằng ta được một hệ 4 phương

trình với 5 ẩn số. Hay nói một cách tổng quát, ta có n ẩn số và n – 1 phương trình.

Như vậy khi lập một hệ phương trình đại số để cân bằng một phương trình hoá học, nếu có bao

nhiêu chất trong phương trình hoá học thì có bấy nhiêu ẩn số và nếu có bao nhiêu nguyên tố

tạo nên các hợp chất đó thì có bấy nhiêu phương trình.

Nguyễn Xuân Trường-BTHH ở trường phổ thông

Nguồn ngocbinh.webdayhoc.net

15 / 15

11 phương pháp cân bằng phản ứng hóa học · pdf fileĐể giải...

Documents