Cân bằng phương trình phản ứng CxHy + O2 → CO2 + H2O

VnDoc xin giới thiệu bài Cân bằng phương trình phản ứng CxHy + O2 -> CO2 + H2O được chúng tôi sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy. Nội dung tài liệu sẽ giúp các bạn học sinh học tốt môn Hóa học lớp 10 hiệu quả hơn. Mời các bạn tham khảo. 

1. Cân bằng phương trình phản ứng C_xH_y + O₂ → CO₂ + H₂O

Phương trình trên được cân bằng theo phương pháp Nguyên tử nguyên tố.

2. Các phương pháp cân bằng phản ứng

2.1. Phương pháp “chẵn - lẻ”: thêm hệ số vào trước chất có chỉ số lẻ để làm chẵn số nguyên tử của nguyên tố đó.

Hướng dẫn cân bằng phản ứng

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 + H_2­

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

Hướng dẫn cân bằng phương trình

Bước 1: Thiết lập sơ đồ phản ứng

P + O₂ → P₂O₅

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của nguyên tố/nhóm nguyên từ

Vế trái: 1 nguyên tử P, 2 nguyên tử O

Vế phải: 2 nguyên tử P, 5 nguyên tử O

Làm chẵn số nguyên tử O là nguyên tố có nhiều nhất ở vế trái phản ứng, cân bằng số nguyên tử O ở hai vế, thêm hệ số 5 vào O₂ và hệ số 2 vào P₂O₅ ta được:

P + O₂ -------→ 2P₂O₅

Cân bằng số nguyên tử P haii vế, thêm hệ số 4 vào P ta được

4P + 5O₂ -------→ 2P₂O₅

Bước 3. Viết phương trình hóa học

4P + 5O₂ → 2P₂O₅

Hướng dẫn giải chi tiết

Bước 1: Thiết lập sơ đồ phản ứng

Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ + H₂O

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của nguyên tố/nhóm nguyên tử

Vế trái: 1 nguyên tử Fe, 3 nguyên tử O, 3 nguyên tử H

Vế trái: 2 nguyên tử Fe, 4 nguyên tử O, 2 nguyên tử H

Ta thấy ở vế trái số nguyên tử H bằng với số nguyên tử O, có thể làm chẵn số nguyên tử O hoặc H đều được

Ở đây ta lựa chọn làm chẵn số nguyên tử H trước, cân bằng số nguyên tử H hai vế, thêm hệ số 2 vào Fe(OH)₃ và hệ số 3 vào H₂O ta được:

2Fe(OH)₃ ------→ Fe₂O₃ + H₂O

Kiểm tra số nguyên tử Fe và O hai vế đã được cân bằng

Bước 3: Viết phương trình hóa học

2Fe(OH)₃ ------→ Fe₂O₃ + H₂O

Hướng dẫn giải chi tiết

Bước 1: Thiết lập sơ đồ phản ứng

Al₂(SO₄)₃ + BaCl₂ -------→ BaSO₄ + AlCl₃

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của nguyên tố/nhóm nguyên tử

Vế trái: 2 nguyên tử Al. 3 nhóm SO_4, 1 nguyên tử Ba, 2 nguyên tử Cl

Vế phải: 1 nguyên tử Al, 1 nhóm SO₄, 1 nguyên tử B, 3 nguyên tử Cl

Làm chẵn số nhóm SO₄ là nhóm có nhiều nhất ở vế trái phản ứng, cân bằng số nhóm SO₄ hai vế, thêm hệ số 3 vào BaSO₄ ta được.

Al₂(SO₄)₃ + BaCl₂ -------→ 3BaSO₄ + AlCl₃

Cân bằng số nguyên tử Ba hai vế, thêm hệ số 3 vào BaCl₂ ta được

Al₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ -------→ 3BaSO₄ + AlCl₃

Cân bằng số nguyên tử Al hai vế, thêm hệ số 2 vào AlCl₃, ta được:

Al₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ -------→ 3BaSO₄ + 2AlCl₃

Bước 3: Viết phương trình hóa học

Al₂(SO₄)₃ + 3BaCl₂ → 3BaSO₄ + 2AlCl₃

2.2. Phương pháp đại số

Tiến hành thiết lập phương trình hóa học theo các bước dưới đây:

Bước 1: Đưa các hệ số hợp thức a, b, c, d, e, f, … vào trước các công thức hóa học biểu diễn các chất ở cả hai vế của phản ứng.

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử ở 2 vế của phương trình bằng một hệ phương trình chứa các ẩn là các hệ số 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 hóa học để hoàn thành phản ứng.

Chú ý:

Phương pháp đại số giải các ẩn số này được áp dung cho các phản ứng phức tạp và khó có thể cân bằng bằng phương phương pháo cân bằng nguyên tố lớn nhất, học sinh cần nắm chắc phương pháp cơ bản mới áp dụng được phương pháp đại số.

Các hệ số thu được sau khi giải hệ phương trình là các sô nguyên dương tối giản nhất.

Hướng dẫn cân bằng phản ứng

Bước 1: Đặt các hệ số được kí hiệu là a, b, c, d, e vào phương trình trên ta có:

aCu + bH₂SO_{4 đặc, nóng} → cCuSO₄ + dSO₂ + eH₂O

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 = 1/2 => 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 + 2H₂SO_{4 đặc, nóng} → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Hướng dẫn giải chi tiết

Bước 1: Đưa hệ số được kí hiệu a, b, c, d, e vào trước công thức hóa học biểu diễn các chất ở cả hai vế của phản ứng ta được

aCu + bHNO₃ → cCu(NO₃)₂ + dNO₂ + eH₂O

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử ở cả hai vế của phương trình bằng một hệ phương trình chứa các ẩn, a, b, c, d, e ở trên

Cu: a= c (1)

H: b = 2e (2)

N: b = 2c + d (3)

O: 3b = 6c + 2d + e (4)

Bước 3. iải hệ phương trình bằng cách:

Ở bước này, ta sẽ gán hệ số bất kì bằng 1, sau đó dựa vào các phương trình cuả hệ để giải ra các ẩn.

Chọn: a = c = 1, từ phương trình (2), (3), (4) ta rút ra được hệ số phương trình

b = 2+ d => 3b = 6 + 3d

3b = 6 + 2d + e 3b = 6 + 2d + e

<=> 3d = 2d + e => d= e = 1/2b (5)

Từ phương trình (4), (5) ta có phương trình:

3b = 6 + 2.1/2b + 1/2b <=> 3b = 6 + 3/2b <=> 3/2b = 6 <=> b = 4

Thay vào ta có d = e = 2

Giải hệ phương trình cuối cùng ta có: a = 1, b = 4, c = 1, d = 2, e = 2

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

Cu + 4HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

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

• Quy tắc xác định số Oxi hóa trong phản ứng Oxi hóa khử.

Quy tắc 1: Số oxi hóa của các nguyên tố trong đơn chất bằng 0.

Quy tắc 2: Trong hầu hết các hợp chất :

Số oxi hóa của H là +1 (trừ các hợp chất của H với kim loại như KH, BaH₂, thì H có số oxi hóa –1).

Số oxi hóa của O là –2 (trừ một số trường hợp như H₂O₂, F₂O, oxi có số oxi hóa lần lượt là : –1, +2).

Quy tắc 3: Trong một phân tử, tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tố bằng 0. Theo quy tắc này, ta có thể tìm được số oxi hóa của một nguyên tố nào đó trong phân tử nếu biết số oxi hóa của các nguyên tố còn lại.

Quy tắc 4: Trong ion đơn nguyên tử, số oxi hóa của nguyên tử bằng điện tích của ion đó. Trong ion đa nguyên tử, tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong ion đó bằng điện tích của nó.

• Các bước cân bằng phản ứng bằng phương pháp thăng bằng electron

Bước 1. Viết sơ đồ phản ứng với các chất tham gia xác định nguyên tố có số oxi hóa thay đổi

Bước 2. Viết phương trình:

Khử (Cho electron)

Oxi hóa (nhận electron)

Bước 3. Cân bằng electron: Nhân hệ số để

Tổng số electron cho = tổng số electron nhận

Bước 4. Cân bằng nguyên tố: nói chung theo thứ tự

Kim loại (ion dương)

Gốc axit (ion âm)

Môi trường (axit, bazo)

Nước (cân bằng H₂O là để cân bằng hidro)

Bước 5. Kiểm tra số nguyên tử oxi ở hai vế (phải bằng nhau)

Hướng dẫn giải chi tiết

Xác định sự thay đổi số oxi hóa

Cu^o + HN⁺⁵O₃→ Cu⁺²(NO₃)₂ + N⁺²O + H₂O

Sau đó thêm 6 gốc NO₃- (tron đó N không thay đổi số oxi hóa) nghĩa là tất cả có 8HNO₃

Cuối cùng ta có

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O

----------------------------------------