SKKN hóa học 9: Hướng dẫn học sinh trung học cơ sở cân bằng phương trình hóa học”

II.Cơ sở thực tế: Tôi hiện đang công tác giảng dạy tại trường trung học cơ sở An Bình,một ngôi trường thuộc xã vùng sâu, vùng xa của huyện Phú Giáo nên trườngtôi cũng không ít học sinh

MỤC LỤC

A ĐẶT VẤN ĐỀ: 2

I.Cơ sở lý thuyết: 2

II.Cơ sở thực tế: 2

B NỘI DUNG THỰC HIỆN: 4

I. Cân bằng phản ứng của các chất vô cơ: : 4

1 Phương pháp chẵn, lẻ: 4

2 Phương pháp hóa trị tác dụng: 6

3 Phương pháp tăng từ từ hệ số của một chất ở 1vế lên dần : 9

4 Phương pháp xuất phát từ bản chất hóa học: 10

5 Phương pháp đại số: 11

II.Phương pháp cân bằng các phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ: 14

1 Phản ứng cháy của hợp chất Hidrôcacbon: 14

2 Phương pháp cân bằng phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ có oxi: 15

C.KẾT LUẬN: 17

A ĐẶT VẤN ĐỀ:

I.Cơ sở lý thuyết:

Hóa học là bộ môn tương đối khó đối với học sinh trung học cơ sở.Vậy phải làm sao để việc dạy học Hóa học đạt được kết quả tốt? Điều nàyphụ thuộc rất nhiều vào phương pháp truyền thụ kiến thức của người giáoviên Bởi vì ngòai việc cung cấp vốn kiến thức đã định sẳn trong chươngtrình, giáo viên còn truyền lại cho học sinh cả lòng say mê môn Hóa học củachính mình, đó là động lực giúp học sinh hình thành lòng yêu mến, sự hứngthú học tập đối với bộ môn này

Với mục đích nhằm nâng cao chất lượng giáo dục, giảm tỉ lệ học sinhyếu kém trong môn hóa học thì nhà trường cùng với đội ngũ giáo viên phải nỗlực không ngừng trong việc nghiên cứu, tìm tòi cải tiến phương pháp dạy họcnhằm giúp học sinh tiếp thu kiến thức dễ dàng hơn cũng như có kỹ năng vậndụng kiến thức tốt hơn

II.Cơ sở thực tế:

Tôi hiện đang công tác giảng dạy tại trường trung học cơ sở An Bình,một ngôi trường thuộc xã vùng sâu, vùng xa của huyện Phú Giáo nên trườngtôi cũng không ít học sinh là con em của đồng bào dân tộc thiểu số đang theohọc.Mà trong chương trình Hóa học ở cấp THCS hầu hết các đề kiểm tra, đềthi đều có phần bài tập hóa học tính theo phương trình hóa học vì vậy việctrước tiên đòi hỏi các em học sinh phải cân bằng được nhanh và chính xácphương trình hóa học rồi mới thực hiện các bước tiếp theo của bài tóan nhưtính số mol, tính khối lượng hoặc thể tích chất đề bài hỏi…Nếu như khi viếtđược phương trình hóa học rồi nhưng lại cân bằng sai phương trình hóa họcthì thì kết quả bài tóan cũng sẽ bị sai Vì vậy việc cân bằng nhanh và chínhxác một phương trình hóa học có vai trò quyết định đối với một bài tóan Tuy

nhiên trong chương trình hóa học THCS chỉ đề cập 3 bước để lập 1 phươngtrình hóa học ( lớp 8)

Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng : Gồm công thức hóa học các chất tham

gia và chất tạo thành

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử mỗi nguyên tố: tìm hệ số thích hợp đặt

trước các công thức hóa học

Bước 3: Viết phương trình hóa học.

Qua thực tế nhiều năm giảng dạy tôi thấy tất cả học sinh đều làm đượcbước 1.Nhưng đến bước 2 thì học sinh trở nên lúng túng trước việc tìm hệ sốthích hợp đặt trước các công thức hóa học

Xuất phát từ những lí do trên, nên tôi đã tích lũy được một số kinhnghiệm về việc “Hướng dẫn học sinh trung học cơ sở cân bằng phương trìnhhóa học” với mong muốn rằng tất cả học sinh đều có thể tự mình cân bằngđược phương trình hóa học một cách chính xác nhất và từ đó làm các bài tậphóa học 1 cách tốt hơn

B NỘI DUNG THỰC HIỆN:

Đề hướng dẫn học sinh cân bằng nhanh và chính xác 1 phương trìnhhóa học có rất nhiều cách, nhiều phương pháp Xong tùy theo từng phươngtrình mà ta áp dụng các phương pháp khác nhau

I Cân bằng phản ứng của các chất vô cơ:

1 Phương pháp chẵn, lẻ:

Đây là phương pháp rất dễ thực hiện, nhưng trước tiên phải nhận dạngxem những phản ứng nào có thể áp dụng phương pháp này Xét trong phảnứng hóa học cả các chất trước và sau phản ứng: nếu số nguyên tử của cùngmột nguyên tố trong các công thức hóa học ở trước và sau phản ứng có chất là

số chẵn còn có chất là số lẻ thì ta áp dụng phương pháp này

Để phương pháp này áp dụng một cách có hiệu quả ta thực hiện đúng

và đủ các bước sau:

Bước 1: Ta chọn trong phương trình phản ứng cả vế trái và vế phải

xem nguyên tố nào có mặt số nguyên tử nhiều nhất

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của nguyên tố đó trước bằng cách đặt

hệ số 2 vào trước công thức có số nguyên tử lẻ

Bước 3: Cân bằng các chất còn lại sao cho số nguyên tử mỗi nguyên tố

- Bước 1 : Nguyên tố có mặt số nguyên tử nhiều nhất là Cl

- Bước 2: Số nguyên tử Cl trong FeCl3 là số lẻ vì vậy đặt hệ số 2 vào

đã chẵn (6 nguyên tử Cl)

Fe + Cl2 > 2FeCl3

- Bước 3: Cân bằng hai chất còn lại ở vế trái theo 2FeCl3

Ta nhận thấy tổng số nguyên tử Cl ở vế phải là 6Cl và tổng số nguyên

tử Fe là 2Fe nên ta sẽ đặt hệ số 3 vào trước Cl2 và hệ số 2 vào trước chất Fe

Ta được một phương trình hóa học đã cân bằng

2Fe + 3Cl2  t0 2FeCl3

b/ P2O5 + H2O H3PO4

Trong phản ứng này số nguyên tử của Oxi trong công thức P2O5 và H2Ođều là số lẻ, còn trong H3PO4 là số chẵn và số nguyên tử P trong P2O5 là chẵncòn trong H3PO4 là lẻ

- Bước 1 : Nguyên tố có mặt nguyên tử nhiều nhất là Oxi

- Bước 2: Do số nguyên tử Oxi trong công thức P2O5 là số lẻ vì vậy tađặt hệ số 2 trước công thức hóa học của P2O5

2P2O5 + H2O > H3PO4

- Bước 3: Khi đặt hệ số 2 vào ta kiểm tra nhận thấy vế trái có tất cả 4

nguyên tử P vì vậy đặt hệ số 4 vào chất H3PO4

2P2O5 + H2O - > 4H3PO4

Khi đó có số nguyên tử H ở vế phải là 12 còn ở vế trái là 2 vì vậy đặt

bằng:

2P2O5 + 6H2O  t0 4H3PO4

Lưu ý : Khi cân bằng phương trình hóa học nhớ rút gọn hệ số các chất sau

cho các hệ số này ở dạng tối giản nhất Nên phản ứng trên được viết là

t 0

P2O5 + 3H2O  t0 2H3PO4

 Ví dụ 2: Cân bằng phương trình hóa học sau:

FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2

Cách giải :

Số nguyên tử O2 và trong SO2 là số chẵn còn trong Fe2O3 là số lẻ

- Bước 1 : Nguyên tố có mặt nguyên tử nhiều nhất là Oxi

- Bước 2: Số nguyên tử Oxi trong Fe2O3 là lẻ vì vậy ta đặt hệ số 2 trướccông thức Fe2O3

4FeS2 + O2 2Fe2O3 + 8SO2

Cuối cùng ta kiểm tra số nguyên tử oxi:

Vế phải có tất cả 22 nguyên tử O còn vế trái có 2 nguyên tử O vì vậy tađặt hệ số 11 trước O2 lúc đó ta được phương trình hóa học đã cân bằng

4FeS2 + 11O2  t0 2Fe2O3 + 8SO2

- Bước 3:Tìm hệ số của các chất tham gia và các chất tạo thành bằngcách lấy bội số chung nhỏ nhất(BSCNN) chia cho hóa trị tác dụng (HTTD)

HTTD

Ta có thể áp dụng giải các ví dụ sau:

 Ví dụ 1 : hãy cân bằng phản ứng hóa học sau:

BaCl2 + Al2(SO4)3 - > BaSO4 + AlCl3

Cách giải:

- Bước 1: Xác định hóa trị tác dụng

2 2 ( 4 3 )

I III II II

Ba Cl  Al SO Ba SO II II4 Al Cl III I 3

- Bước 2: Trong phản ứng trên có các hóa trị tác dụng: I, II, III, vì vậy

bội chung nhỏ nhất ở đây là 6

- Bước 3: Trong công thức hóa học BaCl2 ta có Ba(II), Cl(I), lấy BCNN

là 6 chia cho HTTD của Ba được 3, tiếp tục lấy 6 chia cho HTTD của Cl là (I)nhưng ở đây có 2 nguyên tử Cl vì vậy phải chia cho 2 cũng được 3

Vậy hệ số trước chất BaCl2 là 3

+ Trong công thức Al2(SO4)3 có Al có HTTD là (III), (SO4) có HTTD là(II) Ta cũng lấy BCNN là 6 chia cho HTTD của Al nhưng ở đây có 2 nguyên

tử Al nên phải chia cho 6, tương tự (SO4) có ba nhóm SO4 và vậy cũng lấy 6chia cho 6, được hệ số trước Al2(SO4)3 là 1

+ Trong hai chất sản phẩm là BaSO4 và AlCl3 cũng thực hiện tương tự,lấy 6 chia HTTD của Ba và (SO4) đều là II ta được hệ số trước BaSO4 là 3 Hệ

số trước AlCl3 là 2 cuối cùng ta được một phương trình hóa học đã cân bằng :

3BaCl2 + Al2(SO4)3    3BaSO4 + 2AlCl3

* Ví dụ 2: Hoàn thành phương trình phản ứng sau:

Al2O3 + H2SO4 - > Al2(SO4)3 + H2O

Cách giải :

- Bước 1: Xác định hóa trị tác dụng của các nguyên tử hay nhóm

nguyên tử trong các chất tham gia và tạo thành

- Bước 2: Trong phản ứng hóa học trên có hóa trị của nguyên tử và

nhóm nguyên tử của các chất tham gia và tạo thành là I, II, III Vì vậyBSCNN ở đây là 6

- Bước 3: Lấy BSCNN chia cho HTTD.

+ Trong chất Al2O3 thì Al có hóa trị III, Oxi có hóa trị II mà có 2nguyên tử Al và 3 nguyên tử O nên phải lấy BSCNN chia cho 6 Được hệ sốtrước công thức hóa học Al2O3 là 1

+ Trong công thức H2SO4 thì H có hóa trị I mà có 2 nguyên tử H và hóa

là hệ số trước H2SO4

+ Ở chất sản phẩm có hai chất là Al2(SO4)3 và H2O Ở công thức

Al2(SO4)3 sau khi lấy BSCNN chia cho HTTD ta được hệ số ở đây là 1 còn ởphân tử nước hệ số là 3 Khi đó được phương trình phản ứng đã cân bằng:

Al2O3 + 3H2SO4    Al2(SO4)3 + 3H2O

Nhận xét : Phương pháp này rất dễ áp dụng tuy nhiên có điểm hạn chế là nó

chỉ thường áp dụng cho phản ứng trao đổi

3 Phương pháp tăng từ từ hệ số của một chất ở 1vế lên dần :

Đối với phản ứng hóa hợp hay phản ứng phân hủy thì chắc chắn sẽ cómột vế chỉ có một chất tham gia hoặc một chất tạo thành thì ta sẽ tăng hệ số ở

vế nào chỉ có một chất lên dần theo thứ tự 1,2,3,… đồng thời ta cũng cânbằng vế còn lại theo đúng các thứ tự trên nếu số nguyên tử mỗi nguyên tố ở 2

vế bằng nhau là dừng, không tăng lên nữa

 Ví dụ 1:Hoàn thành các phương trình phản ứng sau:

t 0

a/ KClO3 KCl + O2

Nếu số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế không bằng nhau thì ta tăng tiếp lên

Cu(NO3)2 CuO + 2NO2 + 1/2O2

Nhưng nếu học sinh chưa quen với việc cân bằng PTHH bằng phân sốthì có thể quy đồng khử mẫu.Khi đó phương trình trở thành:

2Cu(NO3)2 2CuO + 4NO2 + O2

4 Phương pháp xuất phát từ bản chất hóa học:

Phương pháp này áp dụng cho những phản ứng trong đó có 1 chất thamgia những phản ứng phải là CO mà sau phản ứng có 1chất sản phẩm tạo thànhphải là CO2

 Ví dụ: Hãy cân bằng PTHH sau:

3CO < 3.O(trong Fe2O3) 3CO2

Khi đó đặt hệ số 3 vào trước phân tử CO và CO2 ta được:

Fe2O3 + 3CO Fe + 3CO2

Tiếp tục cân bằng chất còn lại

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

b/ Fe3O4 + CO Fe + CO2

Tương tự như trên ta cũng nhận thấy:

Vậy trong phân tử Fe3O4 thì có 4 nguyên tử O thì cần 4CO để tạo 4CO2

Hay: Cứ 1CO lấy 1O 1CO2

4CO < 4.O(trong Fe3O4)  4CO2

Khi đó đặt hệ số 4 vào trước phân tử CO và CO2 ta được:

Fe2O3 + 4CO Fe + 4CO2

Tiếp tục cân bằng chất còn lại

Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2

5 Phương pháp đại số:

Đối với những phản ứng phức tạp thường áp dụng phương pháp này

Để thực hiện phương pháp đại số một cách có hiệu quả ta thực hiện đúng cácbước sau

nguyên tử của một nguyên tố ở vế trái luôn bằng tổng số nguyên tử củanguyên tố đó ở vế phải.Như vậy với một PTHH có n chất kể cả chất tham gia

và chất tạo thành thì ta luôn lập được (n-1) phương trình

Nhưng lưu ý vì hệ phương trình có n ẩn nhưng chỉ có (n-1) phươngtrình nên ta sẽ chọn 1 giá trị bất kỳ cho 1 ẩn nào đó,sau đó thế vào tìm các ẩncòn lại.

- Bước 2: Ở phương trình trên có tất cả 6 chất (kể cả chất tham gia và

chất tạo thành) thì ta sẽ lập được 5 phương trình

- Bước 4: Đưa các giá trị của a, b, c, d, e, g vừa tìm được vào phương

trình,ta được 1 PTHH hòan chỉnh

2KMnO4 + 16HCl 2MnCl2 + 5Cl2 + 2KCl + 8H2O

 Ví dụ 2: Hãy cân bằng PTHH sau :

FeS2 + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2SO4 + H2O

Cách giải:

- Bước 1: Gán cho mỗi chất một hệ số

aFeS2 + bHNO3 c Fe(NO3)3 + dNO + e H2SO4 + gH2O

- Bước 2: Ở phương trình trên có tất cả 6 chất (kể cả chất tham gia và

chất tạo thành) thì ta sẽ lập được 5 phương trình

- Bước 3: Giải hệ phương trình trên

ta có: a =c = 1/2e ; d = b-3a ; g =( b-4a) :2

b = 8a

Chọn a = 1 -> c = 1 ; b = 8 ; d=5; e = 2 ;g =2

- Bước 4: Đưa các giá trị của a, b, c, d, e, g vừa tìm được vào phương

trình, ta được 1 PTHH hòan chỉnh

FeS2 + 8HNO3 Fe(NO3)3 + 5NO + 2 H2SO4 + 2H2O

II.Phương pháp cân bằng các phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ:

1 Phản ứng cháy của hợp chất Hidrôcacbon:

- Ta lấy số nguyên tử H trong hợp chất hidrocacbon chia cho 2

+ Nếu kết quả ra số lẻ thì sẽ nhân 2 vào hợp chất hidrocacbon

+ Nếu kết quả ra số chẵn thì giữ nguyên hệ số của hợp chấthidrocacbon

- Sau đó cân bằng các chất còn lại theo hợp chất hữu cơ trên

 Ví dụ:Hãy cân bằng PTHH sau :

t 0

- Bước 1: Ta cũng lấy số nguyên tử H trong hợp chất hữu cơ là 6,lấy

đem chia cho 2 được số lẻ là 3

- Bước 2: Do kết quả ở bước 1 là số lẻ nên phải nhân hệ số 2 vào trước

Khi đó ta được PTHH đã cân bằng

Lưu ý:Khi dùng phương pháp này để cân bằng phương trình hóa học thì

sau khi đặt hệ số vào hợp chất Hidrocacbon xong thì cân bằng các chất cònlại theo thứ tự các nguyên tố lần lượt là: H,O

2 Phương pháp cân bằng phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ có oxi:

Tương tự như trên ta cũng cân bằng lần lượt số nguyên tử của cácnguyên tố theo đúng thự tự C,H,O

Sau đó cân bằng tiếp số nguyên tử H: Ở vế trái có 6 nguyên tử H còn vế phải

có 2 nguyên tử vì vậy ta đặt hệ số 3 vào trước H2O

- Tương tự ta cũng cân bằng số nguyên tử C ở 2 vế:Ta nhận thấy vế trái

có 3 nguyên tử C còn vế phải chỉ có 1 nguyên tử C nên ta đặt hệ số 3 vàotrước CO2

C3H6O+ O2 > 3CO2 + H2O

Sau đó cân bằng tiếp số nguyên tử H: Ở vế trái có 6 nguyên tử H còn

vế phải có 2 nguyên tử vì vậy đặt hệ số 3 vào trước H2O

Khi đó ta được PTHH đã được cân bằng.

Thực tế cho thấy rõ ràng học sinh nắm vững các phương pháp này sẽgiải quyết được mọi bài tập về cân bằng phương trình hóa học trong chuơngtrình Hóa họcTHCS Bên cạnh đó Giáo viên cũng có thể vận dụng cácphương pháp này để bồi dưỡng cho học sinh giỏi

Để giúp học sinh thành thạo trong việc vận dụng các phương pháp trên

để cân bằng PTHH thì giáo viên nên cho học sinh làm các dạng bài tập tương

tự , các bài tập dạng tổng quát có nhiều phương trình áp dụng nhiều phươngpháp Từ đó học sinh tự mình có thể nhận dạng phương trình nào nên áp dụngphương pháp nào cho phù hợp Qua đó rèn luyện cho học sinh khả năng tưduy, sáng tạo, đức tính kiên trì khi giải bài tâp mới

tiền đề để các em học sinh giải tiếp được bài tóan tính theo phương trình hóahọc bởi lẻ nếu cân bằng PTHH sai thì kết quả bài tóan cũng sẽ sai

C.KẾT LUẬN:

Nhận thấy rõ cân bằng cân bằng phương trình hóa học đúng và nhanh

là 1 bước cơ bản để giúp học sinh làm được các bước tiếp theo của bài tóanhóa học Tôi tìm ra hướng giải quyết Đó là khi hướng dẫn học sinh cân bằngphương trình hóa học, tôi không chỉ đơn thuần là cân bằng đúng phương trìnhhóa học là xong mà bên cạnh đó tôi còn hứơng dẫn học sinh rút ra phươngpháp giải cho từng dạng cụ thể

- Với những phản ứng nếu xét cả chất tham gia và tạo thành,có sốnguyên tử của cùng một nguyên tố trong 1 số công thức hóa học là số chẵn,còn ở một số công thức hóa học khác là số lẽ thì áp dụng phương pháp chẵn,lẽ.

- Với những phản ứng trao đổi thì nên áp dụng phương pháp hóa trị tácdụng

- Đối với phản ứng thộc phản ứng hóa hợp hay phản ứng phân hủy thìnên áp dụng phương pháo tăng hệ số ở vế có 1 chất lên từ từ

- Còn những phản ứng có 1chất tham gia là CO mà sau phản ứng có

chất hóa học

- Cuối cùng còn lại những phản ứng hóa học phức tạp khó cân bằng thì

ta áp dụng phương pháp đại số

có Oxi hoặc phản ứng cháy của hợp chất hidrocacbon có Oxi thì ta có thể ápcác dụng phương pháp cân bằng phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ nêu trên

để cân bằng

Với những hướng dẫn về cách cân bằng phương trình hóa học nêu trênthì đa số học sinh đều có thể tự mình cân bằng được phương trình hóa học,các em có sự tiến bộ rõ rệt Kết quả đạt được qua bài kiểm tra 15 phút ở khối