Cách Cân Bằng Phương Trình Hóa Học – Bí Quyết Mà Bạn Chưa Biết!

1. Cân bằng phương trình hóa học là gì?

Cân bằng phương trình hóa học là quá trình giữ cho số lượng các phân tử trong các chất ban đầu và các chất tạo thành sau phản ứng là như nhau. Đây là một trạng thái phản ứng thuận nghịch quan trọng trong hóa học.

2. Cách cân bằng phương trình hóa học

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

Cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp đại số là việc sử dụng hệ phương trình để cân bằng các chất trong phương trình hóa học.

Bước 1: Đặt hệ số cân bằng của các chất trong phương trình là các biến chưa xác định a, b, c,…

Bước 2: Dựa vào tính chất bảo toàn nguyên tố, xác định số nguyên tử của các nguyên tố trong các chất.

Bước 3: Từ đây, ta có thể viết phương trình hóa học và cân bằng nó.

Bước 4: Kiểm tra và sửa đổi phương trình để cân bằng hoàn chỉnh.

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

Để cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp chẵn lẻ, ta thực hiện các bước sau:

Bước 1: Xét các chất trước và sau phản ứng để tìm nguyên tố có số nguyên tử trong một số chất hóa học là số chẵn, trong khi số nguyên tử của nguyên tố khác trong các chất đó là số lẻ.

Bước 2: Đặt hệ số 2 trước chất có nguyên tử lẻ để làm chẵn số nguyên tử của nguyên tố đó.

Bước 3: Tìm các hệ số còn lại để hoàn thành phương trình.

Ví dụ: Cân bằng phương trình hóa học sau:
Fe + O2 → Fe2O3

Bước 1:

• Số nguyên tử Fe là số lẻ ở vế trái và số chẵn ở vế phải, vì vậy ta nhân 2 cho số nguyên tử Fe ở vế trái.
• Số nguyên tử O2 là số chẵn ở cả vế trái và vế phải, ta nhân 2 cho số nguyên tử O2 ở vế phải.

2Fe + O2 → 2Fe2O3

Bước 2: Đến đây, số nguyên tử của cả 2 chất đã chẵn, ta chỉ cần cân bằng lại số nguyên tử của cả 2 bên để chúng bằng nhau.

Bước 3: Ta có phương trình cân bằng:
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

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

Cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tử thay đổi trong phản ứng.

Bước 2: Viết phương trình oxi hóa và phương trình khử, sau đó cân bằng từng phương trình:

• Đặt dấu dương e bên phía có số oxi hóa lớn hơn.
• Số e bằng số oxi hóa lớn trừ số oxi hóa nhỏ.
• Nhân cả phải và trái với chỉ số của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi.

Bước 3: Tìm hệ số thích hợp để tổng số e cho bằng số e nhận:

• Tìm bội chung nhỏ nhất của số e nhường và số e nhận.
• Lấy bội chung nhỏ nhất chia số e trong từng phương trình để tìm hệ số.

Bước 4: Đặt hệ số phản ứng oxi hóa và chất khử vào sơ đồ phản ứng, sau đó kiểm tra lại.

Ví dụ: Cân bằng phương trình hóa học sau:
P + O2 → P2O5

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

Cách cân bằng phương trình hóa học đơn giản nhất là cân bằng theo nguyên tố tiêu biểu và thực hiện qua 3 bước:

Bước 1: Chọn nguyên tố tiêu biểu.

Bước 2: Thực hiện cân bằng nguyên tố tiêu biểu.

Bước 3: Cân bằng nguyên tố khác theo nguyên tố ban đầu.

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

Bước 1: Chọn nguyên tố tiêu biểu: O

Bước 2: Cân bằng nguyên tố tiêu biểu:
KMnO4 -> 4H2O

Bước 3: Tiếp tục cân bằng các nguyên tố khác:

• Theo nguyên tố H: 4H2O → 8HCl
• Theo nguyên tố Cl: 8HCl → KCl + MnCl2 + 5/2 Cl2

Ta có:
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5/2 Cl2 + 8H2O

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

Cân bằng phương trình hóa học dựa trên nguyên tố chung nhất là việc chọn nguyên tố có nhiều hợp chất nhất trong phản ứng để bắt đầu cân bằng các phân tử.

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

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

• 8HNO3 → 4H2O → 2NO
• 3Cu(NO3)2 -> 3Cu

Phương trình cân bằng là:
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

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

a. Phản ứng cháy của hidrocacbon:

Thực hiện cân bằng phương trình hóa học hữu cơ theo các bước sau:

• Cân bằng nguyên tử H: lấy số nguyên tử H của hidrocacbon chia 2, nếu kết quả là số lẻ, nhân với phân tử hidrocacbon, nếu là số chẵn, giữ nguyên.

• Cân bằng nguyên tử C.

• Cân bằng nguyên tử O.

b. Phản ứng cháy khi hợp chất chứa O.

• Cân bằng nguyên tử C.

• Cân bằng nguyên tử H.

• Cân bằng nguyên tử O bằng cách tính số nguyên tử O ở vế phải, sau đó trừ đi số nguyên tử O trong hợp chất. Chia kết quả cho 2 để tìm hệ số của O2. Nếu hệ số là số lẻ, nhân đôi cả hai vế sau đó rút gọn.

Đăng ký ngay để được các thầy cô ôn tập và xây dựng lộ trình học tập THPT vững vàng!

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:

• 4Fe + O2 → 2Fe2O3
• P4 + O2 → P2O5
• C5H12 + O2 → CO2 + H2O

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 và tìm số phân tử mỗi chất trong các phương trình sau:

• 4Na + O2 → 2Na2O
• P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
• 2HgO → 2Hg + O2

3.3. Bài tập PTHH hợp chất hữu cơ

Ví dụ: Cân bằng các phương trình sau đây:

• C2H5OH + O2 → CO2 + H2O
• C6H6 + O2 → CO2 + H2O
• C4H10 + O2 → CO2 + H2O

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

Ví dụ:

• 2A + 3B + 4C → D + 5E
• A + 3B + C + 2D → 2E + F
• D + E + F + 2G → C + 2H + 3I

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

Ví dụ:

• ? Na + ? → 2Na2O
• ? Mg + ? HCl → ? MgCl2 + ? H2

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

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

• ? Al + ? O2 → ? Al2O3
• ? H2 + ? O2 → ? H2O
• ? CaCO3 → ? CaO + ? CO2

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

• 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
• 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
• 2Na + Cl2 → 2NaCl

Bài tập 3: Cân bằng tiếp các phương trình sau:

• ? C4H10 + ? O2 → ? CO2 + ? H2O
• ? Fe + ? CuCl2 → ? FeCl3 + ? Cu

Bài tập 4: Cân bằng phương trình hóa học sau:

• ? CO2 + ? H2O → ? C6H12O6 + ? O2

Bài tập 5: Cân bằng phương trình hóa học dưới đây:

• ? Na + ? → 2Na2O

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