Lập Các Phương Trình Hóa Học Sau là một kỹ năng quan trọng trong hóa học, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bản chất của các phản ứng hóa học và tính toán lượng chất tham gia và sản phẩm. Bài viết này sẽ cung cấp một hướng dẫn chi tiết về cách lập các phương trình hóa học sau, kèm theo các ví dụ minh họa và bài tập vận dụng để bạn có thể nắm vững kiến thức này.
A. Lý thuyết và Phương pháp giải
Phương trình hóa học là một cách biểu diễn ngắn gọn một phản ứng hóa học, sử dụng các công thức hóa học và hệ số để thể hiện số lượng tương đối của các chất tham gia và sản phẩm.
Các bước cơ bản để lập các phương trình hóa học sau:
- Viết sơ đồ phản ứng: Ghi lại công thức hóa học của tất cả các chất phản ứng (bên trái mũi tên) và sản phẩm (bên phải mũi tên).
- Cân bằng số lượng nguyên tử: Đếm số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở cả hai vế của sơ đồ. Sử dụng các hệ số (số nguyên đặt trước công thức hóa học) để điều chỉnh số lượng nguyên tử sao cho bằng nhau ở cả hai vế.
- Viết phương trình hóa học hoàn chỉnh: Thay thế mũi tên bằng dấu bằng (=) hoặc mũi tên hai chiều (⇌) nếu phản ứng là thuận nghịch.
Ví dụ:
Cho sơ đồ phản ứng: Fe + O2 → Fe2O3. Hãy lập phương trình hóa học sau.
Hướng dẫn:
– Đếm số lượng nguyên tử:
* Vế trái: 1 Fe, 2 O
* Vế phải: 2 Fe, 3 O– Cân bằng số lượng nguyên tử:
* Để cân bằng số lượng Fe, thêm hệ số 2 vào trước Fe ở vế trái: 2Fe + O2 → Fe2O3
* Để cân bằng số lượng O, tìm bội chung nhỏ nhất của 2 và 3 là 6. Thêm hệ số 3 vào trước O2 ở vế trái và hệ số 2 vào trước Fe2O3 ở vế phải: 2Fe + 3O2 → 2Fe2O3
* Cuối cùng, điều chỉnh lại hệ số của Fe để cân bằng: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3Vậy, phương trình hóa học là: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Phương trình hóa học cho biết tỷ lệ về số nguyên tử và số phân tử giữa các chất tham gia và sản phẩm, giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình phản ứng.
B. Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho sơ đồ phản ứng sau:
a) Na + H2O → NaOH + H2
b) SO2 + O2 → SO3
Lập các phương trình hóa học sau.
Lời giải:
a) Để cân bằng số lượng H, thêm hệ số 2 vào trước H2O và NaOH:
Na + 2H2O → 2NaOH + H2Để cân bằng số lượng Na, thêm hệ số 2 vào trước Na:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2Vậy phương trình hóa học là: 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
b) Thêm hệ số 2 vào trước SO3 để cân bằng số lượng S:
SO2 + O2 → 2SO3Để cân bằng số lượng O, thêm hệ số 2 vào trước SO2:
2SO2 + O2 → 2SO3Vậy phương trình hóa học là: 2SO2 + O2 → 2SO3
Ví dụ 2: Cho sơ đồ phản ứng:
a) Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2
b) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
Lập các phương trình hóa học sau.
Lời giải:
a) Để cân bằng số lượng Al, thêm hệ số 2 vào trước Al:
2Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2Để cân bằng nhóm SO4, thêm hệ số 3 vào trước H2SO4:
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2Để cân bằng số lượng H, thêm hệ số 3 vào trước H2:
2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2Vậy phương trình hóa học là: 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2
b) Cân bằng phương trình này phức tạp hơn, có thể sử dụng phương pháp thăng bằng electron (nếu đã học) hoặc cân bằng từng bước:
* Cân bằng Cu: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
* Cân bằng N trong Cu(NO3)2: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
* Thử và sai để cân bằng toàn bộ phương trình: Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2OVậy phương trình hóa học là: Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Hình ảnh minh họa điều kiện nhiệt độ thường gặp trong các phản ứng hóa học, một yếu tố quan trọng cần xem xét khi lập các phương trình hóa học sau
Ví dụ 3: Cho sơ đồ phản ứng:
KMnO4 + HCl → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
Lập các phương trình hóa học sau.
Lời giải:
Phương trình này khá phức tạp, nên cân bằng bằng phương pháp thăng bằng electron hoặc cân bằng ion-electron sẽ hiệu quả hơn (nếu đã học). Tuy nhiên, có thể cân bằng từng bước như sau:
-
Xác định chất thay đổi số oxi hóa: Mn trong KMnO4 giảm từ +7 xuống +2 trong MnCl2, Cl trong HCl tăng từ -1 lên 0 trong Cl2.
-
Viết bán phản ứng:
- Mn+7 + 5e → Mn+2
- 2Cl-1 → Cl2 + 2e
-
Nhân chéo hệ số để số electron trao đổi bằng nhau:
- 2(Mn+7 + 5e → Mn+2)
- 5(2Cl-1 → Cl2 + 2e)
-
Kết hợp và cân bằng các nguyên tố còn lại:
2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
Vậy phương trình hóa học là: 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
C. Bài tập vận dụng
Câu 1: Cho sơ đồ phản ứng hóa học sau:
Fe + O2 → Fe3O4
Phương trình hóa học đúng là:
A. Fe + O2 → Fe3O4
B. 2Fe + O2 → Fe3O4
C. 3Fe + 2O2 → Fe3O4
D. 3Fe + O2 → Fe3O4
Lời giải:
Đáp án C.
3Fe + 2O2 → Fe3O4
Câu 2: Cho sơ đồ phản ứng hóa học sau:
Al + Cl2 → AlCl3
Hệ số thích hợp để cân bằng phương trình là:
A. 1, 1, 1
B. 2, 3, 2
C. 1, 2, 3
D. 2, 2, 3
Lời giải:
Đáp án B.
2Al + 3Cl2 → 2AlCl3
Câu 3: Cho sơ đồ phản ứng hóa học sau:
CH4 + O2 → CO2 + H2O
Tỉ lệ số phân tử CH4 : O2 là:
A. 1 : 1
B. 1 : 2
C. 1 : 3
D. 1 : 4
Lời giải:
Đáp án B.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Tỉ lệ số phân tử CH4 : O2 là 1 : 2
Câu 4: Hoàn thành các phương trình hóa học sau:
a) P + O2 → P2O5
b) Mg + HCl → MgCl2 + H2
Lời giải:
a) 4P + 5O2 → 2P2O5
b) Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
Câu 5: Cân bằng phương trình phản ứng sau bằng phương pháp thăng bằng electron:
FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2
Lời giải:
- Xác định số oxi hóa: Fe (+2), S (-1), O (0)
- Quá trình oxi hóa: FeS2 → Fe2O3 + 2SO2 (Fe tăng từ +2 lên +3, mỗi S tăng từ -1 lên +4)
- Quá trình khử: O2 → O (-2)
- Cân bằng electron: Nhân hệ số để tổng số electron trao đổi bằng nhau, sau đó cân bằng phương trình.
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
Kết luận
Lập các phương trình hóa học sau là một kỹ năng cơ bản và quan trọng trong hóa học. Việc nắm vững lý thuyết và luyện tập thường xuyên sẽ giúp bạn thành thạo kỹ năng này, từ đó hiểu sâu hơn về các phản ứng hóa học và ứng dụng chúng vào giải quyết các bài toán liên quan. Hy vọng bài viết này đã cung cấp cho bạn những kiến thức và kỹ năng cần thiết để tự tin lập các phương trình hóa học sau một cách chính xác và hiệu quả.
