Bài tập cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng electron
|
Cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10 được lingocard.vn biên soạn hướng dẫn các bạn cách cân bằng oxi hóa khử cũng như đưa ra các dạng bài tập để luyện tập. Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử là dạng bài tập cơ bản và rất quan trọng đối với môn Hóa học THPT. Hy vọng qua tài liệu này các bạn học sinh có thể nắm chắc các bước cân bằng. Từ đó vận dụng cân bằng phương trình. Show
I. Phương pháp và ví dụ về bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử1. Phương pháp Nguyên tắc: Tổng số electron nhường = Tổng số electron nhận Bước 1. Xác định số oxi hóa thay đổi thế nào. Đang xem: Cách cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp thăng bằng e Bước 2. Lập thăng bằng electron. Bước 3. Đặt các hệ số tìm được vào phương trình phản ứng và tính các hệ số còn lại. Lưu ý: Ta có thể cân bằng phản ứng oxi hóa – khử theo phương pháp tăng – giảm số oxi hóa với nguyên tắc: tổng số oxi hóa tăng = tổng số oxi hóa giảm. Phản ứng oxi hóa – khử còn có thể được cân bằng theo phương pháp ion–electron: ví dụ … Nếu trong một phương trình phản ứng oxi hóa – khử có nhiều nguyên tố có số oxi hóa cùng giảm (hoặc cùng tăng) mà: + Nếu chúng thuộc cũng một chất: thì phải đảm bảo tỉ lệ số nguyên tử của các nguyên tố trong phân tử. + Nếu chúng thuộc các chất khác nhau: thì phải đảm bảo tỉ lệ số mol của các chất đó theo đề đã cho. * Trường hợp đối với hợp chất hữu cơ: Trong trường hợp mà hợp chất hữu cơ trước và sau phản ứng có một nhóm nguyên tử thay đổi và một số nhóm không đổi thì nên xác định số oxi hóa của C trong từng nhóm rồi mới cân bằng. Trong trường hợp mà hợp chất hữu cơ thay đổi toàn bộ phân tử, nên cân bằng theo số oxi hóa trung bình của C. 2. Ví dụ minh họa Ví dụ 1. Cân bằng phản ứng: CrS + HNO3 → Cr(NO3)3 + NO2 + S + H2O Hướng dẫn: Bước 1. Xem thêm: Cách Viết Phương Trình Tiếp Tuyến Biết Hệ Số Góc Cực Hay, Tiếp Tuyến Biết Hệ Số Góc Xác định sự thay đổi số oxi hóa: Cr+2 → Cr+3 S-2 → S0 N+5 → N+4 Bước 2. Lập thăng bằng electron: Cr+2 → Cr+3 + 1e S-2 → S0 + 2e CrS → Cr+3 + S+0 + 3e 2N+5 + 1e → N+4 → Có 1CrS và 3N . Bước 3. Đặt các hệ số vừa tìm vào phản ứng và cân bằng phương trình phản ứng: CrS + 6HNO3 → Cr(NO3)3 + 3NO2 + S + 3H2O Ví dụ 2. Cân bằng phản ứng trong dung dịch bazơ: NaCr + Br2 + NaOH → Na2CrO4 + NaBr Hướng dẫn: CrO2- + 4OH- → CrO42- + 2H2O + 3e Br2 + 2e → 2Br- Phương trình ion: 2 + 8OH- + 3Br2 → 2CrO42- + 6Br- + 4H2O Phương trình phản ứng phân tử: 2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH → 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O Ví dụ 3. Cân bằng phản ứng trong dung dịch có O tham gia: KMnO4 + H2O + K2SO3 → MnO2 + K2SO4 Hướng dẫn: 2MnO4 – + 3e + 2H2O → MnO2 + 4OH- SO3 2- + H2O → SO42- + 2H+ + 2e Phương trình ion: 2MnO4- + H2O + 3SO32- → 2MnO2 + 2OH- + 3SO42- Phương trình phản ứng phân tử: 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O → 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH II. Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử và hướng dẫn giảia. Dạng đơn giản (trong phản ứng có một chất oxi hóa, một chất khử rõ ràng) VD1: Cân bằng các phương trình phản ứng sau theo phương pháp thăng bằng electron. 1. Al + 6HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O 1x (Al0 – 3e → Al+3) 3x (N+5 + 1e → N+4) 2. Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O 1x (Al0 – 3e → Al+3) 1x (N+5 + 3e → N+2) 3. 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 8x (Al0 – 3e → Al+3) 3x (2N+5 + (2×4)e → 2N+1) 4. 10Al + 36HNO3 → 10Al(NO3)3 + 3N2 + 18H2O 10x (Al0 – 3e → Al+3) 3x (2N+5 + 10e → N20) 5. 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O 8x (Al0 – 3e → Al+3) 3x (N+5 + 8e → N-3) 6. 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3x (Cu0 – 2e → Cu+2) 2x (N+5 + 3e → N+2) 7. 2Fe + 6H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 1x (2Fe0 – 6e → 2Fe+3) 3x (S+6 + 2e → S+4) 8. 2Fe + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + S + 4H2O 1x (2Fe0 – 6e → 2Fe+3) 1x (S+6 + 6e → S0) 9. 8Fe + 15H2SO4 đặc → 4Fe2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O 4x (2Fe0 – 6e → 2Fe+3) 3x (S+6 + 8e → S-2) 10. Cu + 2H2SO4 đặc → CuSO4 + SO2 + 2H2O 1x (Cu0 – 2e → Cu+2) 1x (S+6 + 2e → S+4) 11. 4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O 4x (Zn0 – 2e → Zn+2) 1x (2N+5 + 8e → 2N+1) 12. 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O 4x (Mg0 – 2e → Mg+2) 1x (N+5 + 8e → N-3) 13. 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O 3x (3Fe+8/3 – 3×1/3e → 3Fe+3) 1x (N+5 + 3e → N+2) 14. 3Na2SO3 + 2KMnO4 + H2O → 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH 3x (S+4 – 2e → S+6) 2x (Mn+7 + 3e → Mn+4) 15. K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 → K2SO4 + Cr2(SO4)3+ 3Fe2(SO4)3 + 7H2O 1x (2Cr+6 + 6e → 2Cr+3) 3x (2Fe+2 – 2e →2Fe+3) b. Dạng phản ứng nội phân tử (phản ứng chỉ xảy ra trong một phân tử) 1. 2KClO3 →2KCl + 3O2 2x (Cl+5 + 6e → Cl-1) 3x (2O-2 – 4e → O20) 2. ? KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 3. 2Cu(NO3)2 →2CuO + 4NO2 + O2 2x (2N+5 + 2e → 2N+4) 1x (2O-2 – 4e → O20) ? (NH4)2Cr2O7 → N2 + Cr2O3 + O2 c. Phản ứng tự oxi hóa khử (Sự tăng giảm số oxi hóa xảy ra chỉ trên 1 nguyên tố) 1. 2Cl2 + 4NaOH → 2NaCl + 2NaClO+ 2H2O (cb sau đó tối giản) 1x (Cl20 + 2e → 2Cl-) 1x (Cl20 – 2e → 2Cl+1) 2. 3Cl2 + 6KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O 5x (Cl20 + 2e → 2Cl-) 1x (Cl20 – 10e → 2Cl+5) 3. 4S + 6NaOH → 2Na2S + Na2S2O3 + 3H2O 2x (S0 + 2e → S-2) 1x (S0 – 4e → 2S+2) 4. ? K2MnO4 + H2O → KMnO4 + MnO2 + KOH 1x (Mn+6 + 2e → Mn+4) 2x (Mn+6 – 1e → Mn+7) 5. 3NaClO → 2NaCl + NaClO3 2x (Cl+1 + 2e → Cl-) 1x (Cl+1 – 4e → Cl+5) 6. 2NaOH + 4I2 → 2NaI + 2NaIO + H2O 1x (I20 + 2e → 2I-) 1x (I20 – 2e → 2I+1) 7. 8NaOH + 4S → Na2SO4 + 3Na2S + 4H2O 1x (S0 – 6e → 2S+6) 3x (S0 + 2e → S-2) d. Phản ứng oxi hóa khử phức tạp 1. Phản ứng oxi hóa khử có chứa hợp chất hữu cơ CH3CH + KMnO4 + KOH → CH3COOK + K2CO3 + MnO2 + H2O CH≡CH + KMnO4 + H2SO4 → H2C2O4 + MnO2 + KOH CH3OH + KMnO4 + H2SO4 → HCOOH + MnSO4 + K2SO4 + H2O 2. Phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của nhiều hơn hai nguyên tử FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4 + N2O + H2O Cu2S + HNO3 → Cu(NO3)2 + CuSO4 + NO + H2O CuFeS2 + O2 + Fe2(SO4)3 + H2O → CuSO4 + FeSO4 + H2SO4 ……………………….. Trên đây lingocard.vn đã giới thiệu Cách cân bằng phương trình hóa học lớp 10. Để có kết quả học tập tốt và hiệu quả hơn, lingocard.vn xin giới thiệu tới các bạn học sinh tài liệu Giải bài tập Hóa học 10, Chuyên đề Vật Lý 10, Chuyên đề Hóa học 10, Giải bài tập Toán 10. Tài liệu học tập lớp 10 mà lingocard.vn tổng hợp biên soạn và đăng tải. Xem thêm: Các Bài Văn Mẫu Lớp 2 Học Kì 1 5 Bài Văn Hay Thi Học Kì 1 Lớp 2 Ngoài ra, lingocard.vn đã thành lập group chia sẻ tài liệu học tập THPT miễn phí trên Facebook, mời bạn đọc tham gia nhóm Tài liệu học tập lớp 10 để có thể cập nhật thêm nhiều tài liệu mới nhất. Xem thêm bài viết thuộc chuyên mục: Phương trình Tác giả Cô Hiền Trần 16:52 04/05/2022 Bài tập cân bằng phương trình hóa học luôn xuất hiện trong bài thi tốt nghiệp THPT Quốc Gia hằng năm. Bài biết dưới đây sẽ cung cấp cho các em đầy đủ kiến thức về cách cân bằng phương trình hóa học và cách giải các dạng bài tập cân bằng phương trình thường gặp. Các em tham khảo ngay nhé!
Cân bằng phương trình hóa học chính là trạng thái phản ứng thuận nghịch mà ở đó trong cùng thời gian có bao nhiêu các phân tử được hình thành từ chất ban đầu thì sẽ có bấy nhiêu phân tử chất phản ứng với nhau tạo thành chất ban đầu.  2. Cách cân bằng phương trình hóa học2.1. Cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp đại sốBài tập cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp đại số là phương pháp cân bằng bằng hệ phương trình. Bước 1: Đặt hệ số cân bằng của chất ở bên PT là các biến chưa xác định a,b,c,... ta được: Bước 2: Dựa vào tính chất bảo toàn nguyên tố ta có: Fe: a mol S: 2a mol H: b + c mol Cl: c mol N: b mol O: 3b mol Bước 3: Sau đó ta được phương trình và cân bằng phương trình hóa học. Bước 4: Ta có phương trình cân bằng hoàn chỉnh. Ví dụ: 2.2. Cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp chẵn - lẻĐể cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp chẵn lẻ ta thực hiện các bước sau: Bước 1: Xét các chất trước, sau phản ứng để tìm nguyên tố có số nguyên tử trong 1 số CT hóa học là số chẵn còn ở CT khác là số lẻ. Bước 2: Đặt hệ số 2 trước CT có nguyên tử lẻ để làm chẵn nguyên tử của nguyên tố. Bước 3: Tìm các hệ số còn lại để có thể hoàn thành phương trình. Ví dụ: Cân bằng phương trình hóa học sau: Fe + O2 → Fe2O3 Bước 1: Vế trái số nguyên tử Fe lẻ còn bên phải thì chẵn nên nhận Fe ở vế trái lên 2. Còn oxi ở vế trái thì chẵn, vế phải thì lẻ, nên ta sẽ nhân 2 cho số nguyên tử oxi ở vế phải. 2Fe + O2 → 2Fe2O3 Bước 2: Đến đây số nguyên tử của 2 đều đã chẵn, ta chỉ cần cân bằng lại cho số nguyên tử của 2 bên 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 electronĐể thực hiện cân bằng phương trình hóa học bằng electron ta sẽ thực hiện theo các bước sau: Bước 1. Xác định số oxi hoá các nguyên tố thay đổi số oxi hoá Bước 2. Viết PT oxi hoá và quá trình khử sau đó cân bằng mỗi quá trình: + Dấu dương e bên có số oxi hoá lớn. + Số e bằng số oxi hoá lớn trừ số oxi hoá bé. + Nhân cả quá trình với chỉ số nguyên tố thay đổi số oxi hoá. Bước 3. Tìm hệ số thích hợp để có tổng số e cho bằng số e nhận: + Tìm bội chung nhỏ nhất của e nhường, nhận. + Lấy bội chung nhỏ nhất chia e ở từng quá trình tìm hệ số. Bước 4. Đặt hệ số chất oxi hoá, chất khử vào sơ đồ phản ứng sau đó kiểm tra lại. Ví dụ: Cân bằng phương trình sau: P + O2 → P2O5 2.4. Cân bằng phương trình hóa học theo nguyên tố tiêu biểuCách cân bằng phương trình hóa học đơn giản nhất cân bằng theo nguyên tố tiêu biểu và thức 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 tiến hành cân bằng các nguyên tố khác: + Theo nguyên tố H: 4H2O → 8HCl + Theo nguyên tố Cl: 8HCl → KCl + MnCl2 + 5/2 Cl2 Ta có: KMnO4 + 8HCl → KCl + MnCl2 + 52Cl2 + 4H2O Nhân tất cả hệ số với mẫu số chung ta được: 2KMnO4 + 16HCl → 2KCl + 2MnCL2 + $\frac{5}{2}$CL2 + 8H2O2 2.5. Cân bằng phương trình hóa học dựa trên nguyên tố chung nhấtLà việc lựa chọn nguyên tố có chứa 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 8,3 là 24, suy ra hệ số HNO3 là 24/3 = 8
PT được cân bằng là: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 2.6. Cân bằng phương trình hóa học theo phản ứng cháy chất hữu cơa. Phản ứng cháy của hidrocacbon: Thực hiện cân bằng phương trình hóa học hữu cơ theo trình tự sau: - Cân bằng H ta lấy số nguyên tử H của hidrocacbon chia 2, nếu ra kết quả kẻ thì nhân với phân tử hidrocacbon, nếu chẵn để nguyên. - Cân bằng nguyên tử C. - Cân bằng nguyên tử O. b. Phản ứng cháy khi hợp chất chứa O. - Cân bằng theo các bước sau: - Cân bằng nguyên tử C. - Cân bằng nguyên tử H. - Cân bằng nguyên tử O bằng cách tính ra số nguyên tử O ở vế phải sau đó trừ đi số nguyên tử O trong hợp chất. Kết quả thu được thì chia đôi để ra hệ số của O2. Nếu hệ số lẻ thì nhân đôi hai vế PT rồi khử mẫu. 3. Các dạng bài tập cân bằng phương trình hóa học3.1. Bài tập cân bằng phương trình hóa họcVí dụ: Cân bằng các phương trình hóa học sau: Giải: Ta có các phương trình cân bằng: 3.2. Bài tập lập sơ đồ nguyên tử và tìm số phân tử mỗi chất sau phản ứng hóa họcVí dụ: Lập sơ đồ nguyên tử và tìm số phân tử mỗi chất trong các phương trình sau: Giải: a) 4Na + O2 → 2Na2O Tỉ lệ nguyên tố Na : nguyên tố O2 : số phân tử Na2O = 4 : 1 : 2 b) P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 Tỉ lệ nguyên tố P2O5: phân tử H2O : phân tử H3PO4 = 1 : 3 : 2 c) 2HgO → 2Hg + O2 Tỉ lệ nguyên tố HgO : nguyên tử Hg : phân tử O2 = 2 : 2 : 1 d) 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O Tỉ lệ phân tử Fe(OH)3 : phân tử Fe2O3 : số phân tử H2O = 2 : 1 : 3 3.3. Bài tập PTHH hợp chất hữu cơVí dụ: Cân bằng các phương trình sau đây: Giải: Ta cân bằng các phương trình sau: 3.4. Bài tập cân bằng phương trình hóa học chứa ẩnVí dụ: Giải: 3.5. Bài tập chọn hệ số và công thức hóa học phù hợp điền vào dấu hỏi chấmVí dụ: 4. Bài tập tự luyện cân bằng phương trình hóa họcBài tập 1: Cân bằng các phương trình hóa học sau: Giải: Bài tập 2: Lập sơ đồ nguyên tử và tìm số phân tử mỗi chất trong các phương trình sau: Giải: Bài tập 3: Cân bằng tiếp các phương trình sau Giải: Bài tập 4: Cân bằng phương trình hóa học sau: Giải: Bài tập 5: Cân bằng phương trình hóa học dưới đây: ? Na + ? → 2Na2O Giải: Ta có: Trên đây là toàn bộ kiến thức trọng tâm về toàn bộ phương pháp cân bằng phương trình hóa học cũng như bài tập thường gặp. Để luyện tập nhiều hơn về dạng bài tập này cũng như ôn tập cho kì thi THPT Quốc Gia sắp tới em có thể truy cập địa chỉ Vuihoc.vn ngay hôm nay nhé! |
