Cách viết và cân bằng phương trình hoá học - hoá lớp 8

Phương trình hoá học (PTHH) là biểu diễn ngắn gọn phản ứng hoá học, vậy làm sao để cân bằng được phương trình hoá học nhanh và chính xác? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết này nhé.

I. Cách lập phương trình hoá học

* Gồm 3 bước, cụ thể:

° Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng dưới dạng công thức hóa học.

° Bước 2: Đặt hệ số để số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở vế trái (VT) bằng vế phải (VP).

Ở bước này, chúng ta tường sử dụng phương pháp "Bội chung nhỏ nhất" để đặt hệ số:

• Chọn nguyên tố có số nguyên tử ở hai vế chưa bằng nhau và có số nguyên tử nhiều nhất (cũng có trường hợp không phải vậy).
• Tìm bội chung nhỏ nhất của các chỉ số nguyên tử nguyên tố đó ở hai vế, đem bội chung nhỏ nhất chia cho chỉ số thì ta có hệ số.

° Bước 3: Hoàn thành phương trình phản ứng.

* Lưu ý: Không được thay đổi các chỉ số nguyên tử của các công thức hoá học trong quá trình cân bằng.

II. Phương pháp cân bằng phương trình hoá học

1. Cân bằng phương trình hoá học bằng phương pháp chẵn - lẻ

- Cân bằng PTHH bằng phương pháp chẵn - lẻ là phương pháp thêm hệ số vào trước chất có chỉ số lẻ để làm chẵn số nguyên tử của nguyên tố đó.

* Ví dụ 1: Cân bằng PTHH

 P   +   O₂   →  P₂O₅ 

° Hướng dẫn:

- Để ý nguyển tử Oxi ở VP là 5 trong P₂O₅ nên ta thêm hệ số  2 trước P₂O₅ để số nguyên tử của Oxi là chẵn. Khi đó, VT có 2 nguyên tử Oxi trong O₂ nên ta phải thêm hệ số 5 vào trước O₂.

P   +   5O₂   →  2P₂O₅ 

- Bây giờ ở VP có 4 nguyên tử P (phốt pho) trong 2P₂O₅, trong khi VT có 1 nguyên tử P nên ta đặt hệ số 4 trước nguyên tử P.

4P   +   5O₂   →  2P₂O₅ 

⇒ Phương trình phản ứng hoàn thành, số nguyên tử mỗi nguyên tố VT = VP

* Ví dụ 2: Cân bằng PTHH

Al +  HCl   →  AlCl₃   +   H_2­

° Hướng dẫn:

- Để ý ta thấy, VP có 3 nguyên tử Cl trong AlCl₃ để cho số nguyên tử Cl chẵn ta cần thêm hệ số 2 vào trước AlCl₃. Khi đó, VP có 6 nguyên tử Cl trong 2AlCl₃ mà VT có 1 nguyên tử Cl trong HCl nên ta thêm hệ số 6 vào trước HCl.

Al  +  6HCl   →   2AlCl₃   +   H_2­

- Bây giờ, VP có 2 nguyên tử Al trong 2AlCl₃ mà VT có 1 nguyên tử Al nên ta thêm hệ số 2 trước Al.

2Al  +   6HCl   →   2AlCl₃   +   H_2­

- Ta thấy, VT có 6 nguyên tử H trong 6HCl, VP có 2 nguyên tử H trong H₂ nên ta thêm hệ số 3 trước H₂.

2Al  +   6HCl   →   2AlCl₃   +   3H₂

⇒ Phương trình phản ứng hoàn thành, số nguyên tử mỗi nguyên tố VT = VP

2. Cân bằng phương trình hoá học bằng phương pháp Đại số

- Cân bằng PTHH bằng phương pháp đại số là phương pháp nâng cao thường được sử dụng đối với các PTHH khó cân bằng bằng phương pháp chẵn - lẻ ở trên, các bước thực hiện cụ thể như sau:

• Bước 1: Đưa các hệ số a, b, c, d, e, f,… lần lượt vào các công thức ở hai vế của phương trình phản ứng.
• Bước 2: Cân bằng số nguyên tử ở 2 vế của phương trình bằng một hệ phương trình chứa các ẩn: a, b, c, d, e, f,…
• 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 và khử mẫu (nếu có).

* Lưu ý: Đây là phương pháp nâng cao đối với các em học sinh lớp 8, vì ở bước 3, giải hệ phương trình các em chưa được học (chương trình toán lớp 9 các em mới học giải hệ phương trình). Khi các em học lên bậc THPT thì sẽ còn nhiều phương pháp cân bằng PTHH như phương pháp Electron, Ion,...

* Ví dụ 1: Cân bằng PTHH

Cu + H₂SO_{4 đặc, nóng}  →  CuSO₄  + SO₂  + H₂O 

° Bước 1: Đưa các hệ số

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

° Bước 2: Ta lập hệ phương trình dựa trên nguyên tắc định luật bảo toàn khối lượng, khối lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế phải bằng nhau (VP = VT).

Số nguyên tử của Cu: a = c                        (1)

Số nguyên tử của S: b = c + d                    (2)

Số nguyên tử của H: 2b = 2e                      (3)

Số nguyên tử của 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 = ½ => c = a = d = 1; e = b =2  (quy đồng khử mẫu).

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 

⇒ Phương trình phản ứng hoàn thành, số nguyên tử mỗi nguyên tố VT = VP

* Ví dụ 2: Cân bằng PTTH

Al  +  HNO_{3, đặc} →  Al(NO₃)₃  +  NO₂  +  H₂O

° Hướng dẫn:

° Bước 1: Đưa các hệ số

  aAl  + bHNO_{3, đặc} → cAl(NO₃)₃  +  dNO₂  +  eH₂O

° Bước 2: Lập hệ phương trình

Số nguyên tử của Al: a = c                     (1)

Số nguyên tử của H: b = 2e                    (2)

Số nguyên tử của N: b = 3c + 2d            (3)

Số nguyên tử của O: 3b = 9c + 2d + e    (4)

° Bước 3: Giải hệ pt

- pt (2) chọn e = 1 ⇒ b = 2

- Thay e, b vào (3), (4) và kết hợp (1) ⇒ d = 1, a = c = 1⁄3

- Quy đồng khử mẫu các hệ số được: a = c = 1; d = 3; e = 3; b = 6

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

Al  +  6HNO_{3, đặc} →  Al(NO₃)₃  +  3NO₂  +  3H₂O

>> xem thêm: Cách tính hoá trị của 1 nguyên tố trong hợp chất

III. Bài tập về phương pháp cân bằng phương trình hoá học

* Bài tập 1: Cân bằng các PTHH sau :

1)   MgCl₂  +  KOH  →  Mg(OH)₂  + KCl

2)   Cu(OH)₂  +  HCl  →  CuCl₂  +  H₂O

3)   FeO  +  HCl  → FeCl₂  +  H₂O

4)   Fe₂O₃  +  H₂SO₄  → Fe₂ (SO₄)₃  + H₂O

5)   Cu(NO₃)₂  +  NaOH → Cu(OH)₂  +  NaNO₃

6)   N₂  +  O₂  →  NO

7)   NO  +  O₂  →  NO₂

8)   NO₂  +  O₂  +  H₂O  →  HNO₃

9)   SO₂  +  O₂ →  SO₃

10)  N₂O₅  +  H₂O  →  HNO₃

11)  Al₂ (SO₄)₃   +  NaOH → Al(OH)₃  +  Na₂SO₄

12)  CaO  +  CO₂  →  CaCO₃

13)  CaO  +  H₂O →  Ca(OH)₂

14)  CaCO₃  +  H₂O  +  CO₂  →  Ca(HCO₃)₂   

15)  Na  +  H₃PO₄ →  Na₃PO₄  +  H₂

16)   Ca(OH)₂   +  H₂SO₄  → CaSO₄  +  H₂O

17)   Na₂S  +  HCl  →  NaCl  +  H₂S

18)   K₃PO₄  +  Mg(OH)₂  → KOH  +  Mg₃(PO₄)₂

19)   Mg  +  HCl →  MgCl₂  +  H₂   

20)   Fe  +   H₂SO₄  →  FeSO₄  +  H₂

21)   Al(OH)₃  +  HCl  →  AlCl₃  +  H₂O

22)  MnO₂  +  HCl →  MnCl₂  + Cl₂  +  H₂O  

23)   KNO₃  →  KNO₂   +  O₂

24)   Ba(NO₃)₂   +  H₂SO₄  →  BaSO₄  +  HNO₃

25)   AlCl₃  +  NaOH  →  Al(OH)₃  +  NaCl

26)   KClO₃  →  KCl  +  O₂

27)   Fe(NO₃)₃  +  KOH →  Fe(OH)₃  +  KNO₃

28)   H₂SO₄   +   Na₂CO₃ →  Na₂SO₄  +  H₂O +  CO₂

29)   HCl  +  CaCO₃  →  CaCl₂  +  H₂O   +  CO₂

30)   Ba(OH)₂   +  HCl →  BaCl₂  +   H₂O

31)   BaO  +  HBr  →  BaBr₂  +   H₂O

32)   Fe  +  O₂  →  Fe₃O₄

* Bài tập 2: Lập PTHH và cho biết tỉ lệ số nguyên tử, số phân tử của các chất trong mỗi phản ứng với sơ đồ của các phản ứng sau:

a) Na   +  O₂  →     Na₂O

b) P₂O₅  +  H₂O   →     H₃PO₄

c) HgO   →      Hg   +  O₂ 

d) Fe(OH)₃  →      Fe₂O₃   +  H₂O

* Bài tập 3: Hãy lập PTHH và cho biết tỉ lệ số nguyên tử, phân tử các chất trong mỗi phản ứng với các sơ đồ phản ứng sau:

a) NH₃  +  O₂ →  NO   +   H₂O

b) S   +   HNO₃  →   H₂SO₄   +  NO

c) NO₂   +   O₂   +   H₂O  →   HNO₃

d) FeCl₃   +   AgNO₃  →   Fe(NO₃)₃   +  AgCl

e) NO₂  +  H₂O  →   HNO₃  +  NO

f) Ba(NO₃)₂   +  Al₂(SO₄)₃  →  BaSO₄   +  Al(NO₃)₃

* Bài tập 4: Cân bằng các PTHH sau

a) Cu  + HNO_3,đặc → Cu(NO₃)₂ + NO₂ + H₂O

b) MnO₂ + HCl → MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

c) FeO + HNO_3,loãng → Fe(NO₃)₃ + H₂O + NO

d) FeS₂ + O₂ → Fe₂O₃ + SO₂

IV. Đáp án

° Bài tập 1. Cân bằng các phương trình hóa học

1)   MgCl₂  +  2KOH  →  Mg(OH)₂  + 2KCl

2)   Cu(OH)₂  +  2HCl  →  CuCl₂  +  2H₂O

3)   FeO  +  2HCl  → FeCl₂  +  H₂O

4)   Fe₂O₃  +  3H₂SO₄  → Fe₂ (SO₄)₃  + 3H₂O

5)   Cu(NO₃)₂  +  2NaOH → Cu(OH)₂  +  2NaNO₃

6)   N₂  +  O₂  →  2NO

7)   2NO  +  O₂  →  2NO₂

8)   4NO₂  +  O₂  +  2H₂O  →  4HNO₃

9)   2SO₂  +  O₂ →  2SO₃

10)  N₂O₅  +  H₂O  →  2HNO₃

11)  Al₂(SO₄)₃   +  6NaOH → 2Al(OH)₃  +  3Na₂SO₄

12)  CaO  +  CO₂  →  CaCO₃

13)  CaO  +  H₂O →  Ca(OH)₂

14)  CaCO₃  +  H₂O  +  CO₂  →  Ca(HCO₃)₂   

15)  6Na  +  2H₃PO₄ →  2Na₃PO₄  +  3H₂↑

16)   Ca(OH)₂   +  H₂SO₄  → CaSO₄  +  2H₂O

17)   Na₂S  +  2HCl  →  2NaCl  +  H₂S

18)   2K₃PO₄  +  3Mg(OH)₂  → 6KOH  +  Mg₃(PO₄)₂

19)   Mg  +  2HCl →  MgCl₂  +  H₂↑   

20)   Fe  +   H₂SO₄  →  FeSO₄  +  H₂↑

21)   Al(OH)₃  +  3HCl  →  AlCl₃  +  3H₂O

22)  MnO₂  +  4HCl →  MnCl₂  + Cl₂  +  2H₂O  

23)   2KNO₃  →  2KNO₂   +  O₂

24)   Ba(NO₃)₂   +  H₂SO₄  →  BaSO₄  +  2HNO₃

25)   AlCl₃  +  3NaOH  →  Al(OH)₃  +  3NaCl

26)   2KClO₃  →  2KCl  +  3O₂

27)   Fe(NO₃)₃  +  3KOH →  Fe(OH)₃  +  3KNO₃

28)   H₂SO₄   +   Na₂CO₃ →  Na₂SO₄  +  H₂O +  CO₂

29)   2HCl  +  CaCO₃  →  CaCl₂  +  H₂O   +  CO₂

30)   Ba(OH)₂   +  2HCl →  BaCl₂  +   2H₂O

31)   BaO  +  2HBr  →  BaBr₂  +   H₂O

32)   3Fe  +  2O₂  →  Fe₃O₄

° Bài tập 2: Lập PTHH

a)   4Na   +   O₂  →   2Na₂O

Tỉ lệ: số nguyên tử Na: số phân tử O₂: số phân tử Na₂O = 4 : 1 : 2.

b) P₂O₅  +  3H₂O  →  2H₃PO₄

Tỉ lệ: Số phân tử P₂O₅ : số phân tử H₂O: số phân tử H₃PO₄ = 1 : 3 : 2.

c)   2HgO  →  2Hg  + O₂

Tỉ lệ: số phân tử HgO: số nguyên tử Hg: số phân tử O₂ = 2 : 2 : 1.

d)   2Fe(OH)₃  →  Fe₂O₃  +  3H₂O

Tỉ lệ: số phân tử Fe(OH)₃ : số phân tử Fe₂O₃ : số phân tử H₂O = 2 : 1 : 3.

° Bài tập 3: Lập PTHH

a)   4NH₃   +   5O₂  → 4NO   +  6H₂O

Tỉ lệ: 4: 5: 4: 6

b)   S   +  2HNO₃  →   H₂SO₄   +  2NO

Tỉ lệ:  1: 2: 1: 2

c)    4NO₂   +   O₂   +   2H₂O  →  4HNO₃

Tỉ lệ:  4: 1: 2: 4

d)    FeCl₃   +   3AgNO₃  →   Fe(NO₃)₃   +  3 AgCl

Tỉ lệ: 1: 3: 1: 3

e)   3NO₂  +  H₂O   →    2HNO₃  +  NO

Tỉ lệ: 3: 1: 2: 1

f)    3Ba(NO₃)₂   +  Al₂(SO₄)₃  → 3BaSO₄    +  2Al(NO₃)₃

Tỉ lệ: 3 : 1: 3: 2

° Bài tập 4: Lập PTHH

a) Cu  + 4HNO_3,đặc → Cu(NO₃)₂ + 2NO₂ + 2H₂O

b) MnO₂ + 4HCl → MnCl₂ + Cl₂ + 2H₂O

c) 3FeO + 10HNO_3,loãng → 3Fe(NO₃)₃ + 5H₂O + NO

d) 4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂