Phương pháp lập phương trình hóa học (có bài tập vận dụng Cơ bản và nâng cao)

LẬP PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

Phương trình hóa học thể hiện phản ứng hóa học. Vậy làm thế nào để lập phương trình hóa học một cách chính xác nhất. Các phương pháp hữu hiệu dưới đây sẽ giúp các em giải quyết các bài tập về lập phương trình hóa học từ cơ bản đến nâng caao một cách dễ dàng.

I. HƯỚNG GIẢI.

B1: Viết sơ đồ phản ứng dưới dạng công thức hóa học.

B2: Đặt hệ số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.

B3: Hoàn thành phương trình.

Chú ý:

- Ở B2, thường sử dụng phương pháp “Bội chung nhỏ nhất” để đặt hệ số bằng cách:

• 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.
• Trong quá trình cân bằng không được thay đổi các chỉ số nguyên tử trong các công thức hóa học.

II. CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG CỤ THỂ

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.

VD1: Cân bằng PTHH

Al +  HCl   →  AlCl₃   +   H_2­

- 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   +   H_2­

- Vế trái có 6 nguyên tử H trong 6HCl, nên vế phải ta thêm hệ số 3 trước H₂.

2Al   +   6HCl     →    2AlCl₃    +   3 H₂

VD2:

KClO₃    →    KCl   +   O₂

- Ta thấy số nguyên tử oxi trong O₂ là số chẵn và trong KClO₃ là số lẻ nên đặt hệ số 2 trước công thức KClO₃.

2KClO₃    →    KCl   +   O₂

- Tiếp theo cân bằng số nguyên tử K và Cl, đặt hệ số 2 trước KCl.

2KClO₃    →   2KCl   +   O₂

- Cuối cùng cân bằng số nguyên tử oxi nên đặt hệ số 3 trước O₂.

2KClO₃    →   2KCl   +   3O₂

VD3: 

Al  +   O₂   →  Al₂O₃

- Số nguyên tử oxi trong Al₂O₃ là số lẻ nên thêm hệ số 2 vào trước nó.

Al    +  O₂   → 2Al₂O₃

Khi đó, số nguyên tử Al trong 2Al₂O₃ là 4. Ta thêm hệ số 4 vào trước Al.

4 Al    +  O₂   →  2Al₂O₃

- Cuối cùng cân bằng số nguyên tử oxi, vế phải số nguyên tử oxi trong 2Al₂O₃ là 6, vế trái ta thêm hệ số 3 trước O₂.

4Al    +  3O₂   →  2Al₂O₃

2. Phương pháp “đại số”: thường sử dụng cho các phương trình khó cân bằng bắng phương pháp trên (thông thường sử dụng cho hs giỏi).

• B1: Đưa các hệ số hợp thức a, b, c, d, e, f, … lần lượt vào các công thức ở hai vế của phương trình phản ứng.
• B2: 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, g….
• B3: Giải hệ phương trình vừa lập để tìm các hệ số.
• B4: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng.

VD1: Cu  +   H₂SO_{4 đặc, nóng}  →  CuSO₄    +   SO₂    +   H₂O    (1)

• B1:  aCu  +   bH₂SO_{4 đặc, nóng}  →   cCuSO₄    +   dSO₂    +   eH₂O
• B2: 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)

• B3: 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  (tức là ta đang quy đồng mẫu số).

• B4: 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    

III. BÀI TẬP VẬN DỤNG

Bài 1

Cân bằng các PTHH sau :

1)   MgCl₂   +   KOH   →   Mg(OH)₂   +  KCl
2)   Cu(OH)₂   +   HCl   → CuCl₂   +  H₂O
3)   Cu(OH)₂   +   H₂SO₄  →  CuSO₄   +  H₂O
4)   FeO   +   HCl  →  FeCl₂   +  H₂O
5)   Fe₂O₃   +  H₂SO₄   →   Fe₂ (SO₄)₃  +  H₂O
6)   Cu(NO₃)₂  +  NaOH   →   Cu(OH)₂  +   NaNO₃
7)   P   +   O₂   →  P₂O₅  
8)   N₂  +   O₂   → NO
9)   NO   +   O₂   →  NO₂
10)   NO₂   +  O₂   +  H₂O  → HNO₃
11)   SO₂   +   O₂   →   SO₃
12)  N₂O₅   +  H₂O  →  HNO₃
13)  Al₂(SO₄)₃   +   AgNO₃   →  Al(NO₃)₃   +  Ag₂SO₄
14)  Al₂ (SO₄)₃   +   NaOH   →   Al(OH)₃   +   Na₂SO₄
15)  CaO   +   CO₂   →   CaCO₃
16)  CaO  +   H₂O   →  Ca(OH)₂
17)  CaCO₃  +  H₂O  +  CO₂  →  Ca(HCO₃)₂   
18)  Na  +   H₃PO₄   →   Na₂HPO₄    +   H₂
19)   Na  +   H₃PO₄   →  Na₃PO₄    +   H₂
20)   Na   +   H₃PO₄   →  NaH₂PO₄   +   H₂
21)   C₂H₂   +   O₂   →   CO₂   +    H₂O
22)   C₄H₁₀   +   O₂    →   CO₂    +   H₂O
23)   C₂H₂    +    Br₂    →  C₂H₂Br₄
24)   C₆H₅OH   +   Na   →  C₆H₅ONa    +   H₂
25)   CH₃COOH+   Na₂CO₃  →   CH₃COONa  +   H₂O +  CO₂  

26)   CH₃COOH   +   NaOH   →   CH₃COONa   +    H₂O
27)   Ca(OH)₂    +    HBr    →   CaBr₂    +    H₂O
28)   Ca(OH)₂    +    HCl    →    CaCl₂    +   H₂O
29)   Ca(OH)₂    +    H₂SO₄   →   CaSO₄   +   H₂O
30)   Ca(OH)₂    +   Na₂CO₃   →  CaCO₃   +   NaOH
31)   Na₂S   +    H₂SO₄    →  Na₂SO₄   +   H₂S
32)   Na₂S   +   HCl    →    NaCl   +   H₂S
33)   K₃PO₄   +    Mg(OH)₂    →   KOH   +    Mg₃ (PO₄)₂
34)   Mg   +   HCl   →   MgCl₂   +   H₂   
35)   Fe   +    H₂SO₄   → FeSO₄   +   H₂
36)   Al(OH)₃   +   H₂SO₄   →  Al₂(SO₄)₃   +   H₂O
37)   Al(OH)₃   +   HCl    →    AlCl₃   +   H₂O
38)   KMnO₄   →  K₂MnO₄    +   MnO₂   +   O₂
39)  MnO₂   +   HCl   →    MnCl₂   +  Cl₂  +   H₂O  
40)   KNO₃   →   KNO₂   +   O₂
41)   Ba(NO₃)₂    +   H₂SO₄    →     BaSO₄   +   HNO₃
42)   Ba(NO₃)₂    +    Na₂SO₄    →    BaSO₄   +   NaNO₃
43)   AlCl₃   +    NaOH    →     Al(OH)₃   +   NaCl
44)   Al(OH)₃   +   NaOH   →     NaAlO₂    +   H₂O
45)   KClO₃   →       KCl   +   O₂
45)   Fe(NO₃)₃    +   KOH   →      Fe(OH)₃   +   KNO₃
46)   H₂SO₄    +    Na₂CO₃   →      Na₂SO₄   +   H₂O  +   CO₂
47)   HCl    +    CaCO₃    →       CaCl₂   +   H₂O    +   CO₂
48)   Ba(OH)₂   +    HCl   →      BaCl₂   +   H₂O
49)   BaO    +   HBr    →       BaBr₂    +   H₂O
50)   Fe    +     O₂    →        Fe₃O₄

Bài 2

Cho 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

Lập PTHH và cho biết tỉ lệ số nguyên tử, số phân tử của các chất trong mỗi phản ứng.

Bài 3

Cho sơ đồ phản ứng

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

Hãy lập PTHH và cho biết tỉ lệ số nguyên tử, phân tử các chất trong mỗi phản ứng.

Bài 4 (*)

Lập phương trình hóa học của các phản ứng sau:

1) C_nH_2n      +       O₂     →             CO₂   +       H₂O

 2) C_nH_{2n + 2}  +       O₂     →          CO₂   +       H₂O

3) C_nH_{2n - 2}  +       O₂       →        CO₂   +       H₂O

 4) C_nH_{2n - 6}  +       O₂      →         CO₂   +       H₂O

5) C_nH_{2n + 2}O        +       O₂         →      CO₂   +       H₂O

6) C_xH_y       +       O₂          →     CO₂   +       H₂O

7) C_xH_yO_z   +       O₂        →       CO₂   +       H₂O

8) C_xH_yO_zN_t          +       O₂       →    CO₂   +       H₂O   +   N₂

9) CH_x   +  O₂   →   CO_y    +    H₂O

10) FeCl_x   +   Cl₂  →  FeCl₃

IV. LỜI GIẢI

Bài 1.

1)   MgCl₂   +   2KOH   →   Mg(OH)₂   +  2KCl
2)   Cu(OH)₂   +   2HCl   → CuCl₂   +  2H₂O
3)   Cu(OH)₂   +   H₂SO₄  →  CuSO₄   +  2H₂O
4)   FeO   +   2HCl  →  FeCl₂   +  H₂O
5)   Fe₂O₃   +  3H₂SO₄   →   Fe₂ (SO₄)₃  +  3H₂O
6)   Cu(NO₃)₂  +  2NaOH   →   Cu(OH)₂  +   2NaNO₃
7)   4P   +   5O₂   →  2P₂O₅  
8)   N₂  +   O₂   → 2NO
9)   2NO   +   O₂   →  2NO₂
10)   4NO₂   +  O₂   +  2H₂O  → 4HNO₃
11)   2SO₂   +   O₂   →   2SO₃
12)  N₂O₅   +  H₂O  →  2HNO₃
13)  Al₂(SO₄)₃   +   6AgNO₃   →  2Al(NO₃)₃   +  3Ag₂SO₄
14)  Al₂ (SO₄)₃   +   6NaOH   →   2Al(OH)₃   +   3Na₂SO₄
15)  CaO   +   CO₂   →   CaCO₃
16)  CaO  +   H₂O   →  Ca(OH)₂
17)  CaCO₃  +  H₂O  +  CO₂  →  Ca(HCO₃)₂   
18)  2Na  +   H₃PO₄   →   Na₂HPO₄    +   H₂
19)   6Na  +   2H₃PO₄   →  2Na₃PO₄    +   3H₂
20)   2Na   +   2H₃PO₄   →  2NaH₂PO₄   +   H₂
21)   2C₂H₂   +   5O₂   →   4CO₂   +    2H₂O
22)   2C₄H₁₀   +   13O₂    →   8CO₂    +   10H₂O
23)   C₂H₂    +    2Br₂    →  C₂H₂Br₄
24)  2 C₆H₅OH   +   2Na   →  2C₆H₅ONa    +   H₂
25)   CH₃COOH+   Na₂CO₃  →   CH₃COONa  +   H₂O +  CO₂  

26)   CH₃COOH   +   NaOH   →   CH₃COONa   +    H₂O
27)   Ca(OH)₂    +    2HBr    →   CaBr₂    +    2H₂O
28)   Ca(OH)₂    +    2HCl    →    CaCl₂    +   2H₂O
29)   Ca(OH)₂    +    H₂SO₄   →   CaSO₄   +  2 H₂O
30)   Ca(OH)₂    +   Na₂CO₃   →  CaCO₃   +   2NaOH
31)   Na₂S   +    H₂SO₄    →  Na₂SO₄   +   H₂S
32)   Na₂S   +   2HCl    →    2NaCl   +   H₂S
33)   2K₃PO₄   +    3Mg(OH)₂    →   6KOH   +    Mg₃ (PO₄)₂
34)   Mg   +   2HCl   →   MgCl₂   +   H₂   
35)   Fe   +    H₂SO₄   → FeSO₄   +   H₂
36)   2Al(OH)₃   +   3H₂SO₄   →  Al₂(SO₄)₃   +   6H₂O
37)   2Al(OH)₃   +   6HCl    →    2AlCl₃   +   6H₂O
38)   2KMnO₄   →  K₂MnO₄    +   MnO₂   +   O₂
39)  MnO₂   +   4HCl   →    MnCl₂   +  Cl₂  +   2H₂O  
40)   2KNO₃   →   2KNO₂   +   O₂
41)   Ba(NO₃)₂    +   H₂SO₄    →     BaSO₄   +   2HNO₃
42)   Ba(NO₃)₂    +    Na₂SO₄    →    BaSO₄   +   2NaNO₃
43)   AlCl₃   +    3NaOH    →     Al(OH)₃   +   3NaCl
44)   2Al(OH)₃   +   2NaOH   →     2NaAlO₂    +   4H₂O
45)   2KClO₃   →       2KCl   +   3O₂
45)   Fe(NO₃)₃    +   3KOH   →      Fe(OH)₃   +   3KNO₃
46)   H₂SO₄    +    Na₂CO₃   →      Na₂SO₄   +   H₂O  +   CO₂
47)   2HCl    +    CaCO₃    →       CaCl₂   +   H₂O    +   CO₂
48)   Ba(OH)₂   +    HCl   →      BaCl₂   +   2H₂O
49)   BaO    +  2HBr    →       BaBr₂    +   H₂O
50)   3Fe    +     2O₂    →        Fe₃O₄

Bài 2.

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 3

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 4 (*)