Ôn tập về phản ứng hóa học

Phản ứng hóa học là gì

• Định nghĩa: Quá trình biến đổi từ chất này thành chất khác gọi là phản ứng hóa học.

– Chất ban đầu, bị biến đổi trong phản ứng gọi là chất phản ứng (hay chất tham gia).

– Chất mới sinh ra gọi là sản phẩm

• Phương trình chữ của phản ứng hóa học như sau:

 Tên các chất phản ứng → Tên các sản phẩm

• Lưu ý cách đọc: 

 Dấu “→” đọc là tạo thành (hay sinh ra)

 Dấu “+” phía trước dấu “→” đọc là tác dụng với (hay phản ứng với, hóa hợp với)

 Dấu “+” phía sau dấu “→” đọc là: và

• Ví dụ về phản ứng hóa học:

(1) Lưu huỳnh + Sắt → Sắt(II) sunfua

   (Chất tham gia)        (Sản phẩm)

⇒ Đọc là: Lưu huỳnh tác dụng với Sắt tạo thành Sắt(II) sunfua

(2) Canxicacbonat  Canxioxit + khí cacbonic

 (Chất tham gia)        (Sản phẩm)   (Sản phẩm)

⇒ Đọc là: Canxicacbonat sinh ra Canxioxit  và khí cacbonic

• Trong quá trình phản ứng, lượng chất phản ứng giảm dần, lượng sản phẩm tăng dần.

Các loại phản ứng hóa học

1. Phản ứng hoá hợp

 4P + O₂ → P₂O₅

Là phản ứng hóa học, trong đó 2 hay nhiều chất hóa hợp với nhau tạo thành một chất mới.

Tгопg phản ứng hoá hợp. số oxi hoá của các nguyên tố có thể thay đổi hoặc không thay đổi.

2. Phản ứng phân huỷ

2Fe(OH)_{3   →}    Fe₂O₃ + 3H₂O

Là phản ứng hóa học, trong đó một chất bị phân hủy thành 2 hay nhiều chất mới

Trong phản ứng phân huý. số oxi hoá của các nguyên tố có thể thay đổi hoặc không thav đổi.

3. Phản ứng thế

Là phản ứng hóa học, trong đó nguyên tử của nguyên tố này ở dạng đơn chất thay thế nguyên tử của nguyên tố khác trong hợp chất

Fe + HCl →  FeCl₂  + H₂

Trong hoá học vô cơ, phản ứng thế bao giờ cũng có sự thay đổi số oxi hoá của các nguyên tố.

4. Phản ứng trao đổi

 Là phản ứng hóa học, trong đó các hợp chất trao đổi nguyên tử hay nhóm nguyên tử với nhau

Trong phản ứng trao đổi, số oxi hoá của các nguyên tố không thay đổi.

Phản ứng oxi hóa khử

+ Phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng hoá học trong đó có sự thay đổi số oxi hoá của một số nguyên tố. Hay phản ứng oxi hoá – khử là phản ứng trong đó có sự chuyến electron giữa các chất phản ứng.

* Ví dụ 1: Đốt cháy magie trong không khí, xảy ra sự oxi hoá magie

     (1)

– Trước phản ứng Mg có số oxi hoá là 0, sau phản ứng là +2, Mg nhường electron:

 

– Quá trình Mg nhường electron là quá trình oxi hoá

* Ví dụ 2: Sự khử CuO bằng H₂ xảy ra theo phản ứng.

      (2)

– Trước phản ứng Cu có số oxi hoá là +2, sau phản ứng là 0, Cu nhận electron:

 

– Quá trình Cu nhận electron là quá trình khử

* Chú ý : Người ta ghi số oxi hoá ở phía trên nguyên tử của nguyên tố. Ghi dấu trước, số sau.

Cách cân bằng phản ứng oxi hóa khử

1. Phương pháp nguyên tử nguyên tố

Đây là một phương pháp khá đơn giản. Khi cân bằng ta cố ý viết các đơn chất khí (H₂, O₂, C1₂, N₂…) dưới dạng nguyên tử riêng biệt rồi lập luận qua một số bước.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng P + O₂ –> P₂O₅

Ta viết: P + O –> P₂O₅

Để tạo thành 1 phân tử P₂O₅ cần 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O:

2P + 5O –> P₂O₅

Nhưng phân tử oxi bao giờ cũng gồm hai nguyên tử, như vậy nếu lấy 5 phân tử oxi tức là số nguyên tử oxi tăng lên gấp 2 thì số nguyên tử P và số phân tử P₂O₅ cũng tăng lên gấp 2, tức 4 nguyên tử P và 2 phân tử P₂O₅.

Do đó: 4P + 5O₂ –> 2P₂O₅

2. Phương pháp hóa trị tác dụng

Hóa trị tác dụng là hóa trị của nhóm nguyên tử hay nguyên tử của các nguyên tố trong chất tham gia và tạo thành trong PUHH.

Áp dụng phương pháp này cần tiến hành các bước sau:

+ Xác định hóa trị tác dụng:

II – I       III – II              II-II         III – I

BaCl₂ + Fe₂(SO₄)₃ –> BaSO₄ + FeCl₃

Hóa trị tác dụng lần lượt từ trái qua phải là:

II – I – III – II – II – II – III – I

Tìm bội số chung nhỏ nhất của các hóa trị tác dụng:

BSCNN(1, 2, 3) = 6

+ Lấy BSCNN chia cho các hóa trị ta được các hệ số:

6/II = 3, 6/III = 2, 6/I = 6

Thay vào phản ứng:

3BaCl₂ + Fe₂(SO₄)₃ –> 3BaSO₄ + 2FeCl₃

Dùng phương pháp này sẽ củng cố được khái niệm hóa trị, cách tính hóa trị, nhớ hóa trị của các nguyên tố thường gặp.

3. Phương pháp dùng hệ số phân số

Đặt các hệ số vào các công thức của các chất tham gia phản ứng, không phân biệt số nguyên hay phân số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau. Sau đó khử mẫu số chung của tất cả các hệ số.

Ví dụ: P + O₂ –> P₂O₅

+ Đặt hệ số để cân bằng: 2P + 5/2O₂ –> P₂O₅

+ Nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất để khử các phân số. Ỏ đây nhân 2.

2.2P + 2.5/2O₂ –> 2P₂O₅

hay 4P + 5O₂ –> 2P₂O₅

4. Phương pháp “chẵn – lẻ”

Một phản ứng sau khi đã cân bằng thì số nguyên tử của một nguyên tố ở vế trái bằng số nguyên tử nguyên tố đó ở vế phải. Vì vậy nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở một vế là số chẵn thì số nguyên tử nguyên tố đó ở vế kia phải chẵn. Nếu ở một công thức nào đó số nguyên tử nguyên tố đó còn lẻ thì phải nhân đôi.

Ví dụ: FeS₂ + O₂ –> Fe₂O₃ + SO₂

Ở vế trái số nguyên tử O₂ là chẵn với bất kỳ hệ số nào. Ở vế phải, trong SO₂ oxi là chẵn nhưng trong Fe₂O₃ oxi là lẻ nên phải nhân đôi. Từ đó cân bằng tiếp các hệ số còn lại.

2Fe₂O₃ –> 4FeS₂ –> 8SO₂ + 11O₂

Đó là thứ tự suy ra các hệ số của các chất. Thay vào PTPU ta được:

4FeS₂ + 11O₂ –> 2Fe₂O₃ + 8SO₂

5. Phương pháp xuất phát từ nguyên tố chung nhất

Chọn nguyên tố có mặt ở nhiều hợp chất nhất trong phản ứng để bắt đầu cân bằng hệ số các phân tử.

Ví dụ: Cu + HNO₃ –>Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Nguyên tố có mặt nhiều nhất là nguyên tố oxi, ở vế phải có 8 nguyên tử, vế trái có 3. Bội số chung nhỏ nhất của 8 và 3 là 24, vậy hệ số của HNO₃ là 24 /3 = 8

Ta có 8HNO₃ –> 4H₂O + 2NO (Vì số nguyên tử N ở vế trái chẵn)

3Cu(NO₃)₂ –> 3Cu

Vậy phản ứng cân bằng là:

3Cu + 8HNO₃ –> 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

6. Phương pháp cân bằng electron

Cân bằng qua ba bước:

a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa.

b. Lập thăng bằng electron.

c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại.

Ví dụ. Cân bằng phản ứng:

FeS + HNO3 –> Fe(NO3)3 + N2O + H2SO4 + H2O

a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa:

Fe⁺² –> Fe⁺³

S^-2 –> S⁺⁶

N⁺⁵ –> N⁺¹

(Viết số oxi hóa này phía trên các nguyên tố tương ứng)

b. Lập thăng bằng electron:

Fe⁺² –> Fe⁺³ + 1e

S^-2 –> S⁺⁶ + 8e

FeS –> Fe⁺³ + S⁺⁶ + 9e

2N⁺⁵ + 8e –> 2N⁺¹

–> Có 8FeS và 9N₂O.

c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại:

8FeS + 42HNO₃ –> 8Fe(NO₃)₃ + 9N₂O + 8H₂SO₄ + 13H₂O

Ví dụ 2. Phản ứng trong dung dịch bazo:

NaCrO₂ + Br₂ + NaOH –> Na₂CrO₄ + NaBr

CrO₂^– + 4OH^– –> CrO₄^2- + 2H₂O + 3e

Br₂ + 2e –> 2Br^–

Phương trình ion:

2CrO₂^– + 8OH^– + 3Br₂ –> 2CrO₄^2- + 6Br^– + 4H₂O

Phương trình phản ứng phân tử:

2NaCrO₂ + 3Br₂ + 8NaOH –> 2Na₂CrO₄ + 6NaBr + 4H₂O

Ví dụ 3. Phản ứng trong dung dịch có H₂O tham gia:

KMnO₄ + K₂SO₃ + H₂O –> MnO₂ + K₂SO₄

MnO₄^– + 3e + 2H₂O –> MnO₂ + 4OH^–

SO₃^2- + H₂O –> SO₄^2- + 2H⁺ + 2e

Phương trình ion:

2MnO₄^– + H₂O + 3SO₃^2- –> 2MnO₂ + 2OH^– + 3SO₄^2-

Phương trình phản ứng phân tử:

2KMnO₄ + 3K₂SO₃ + H₂O –> 2MnO₂ + 3K₂SO₄ + 2KOH

7. Phương pháp cân bằng đại số

Dùng để xác định hệ số phân tử của chất tham gia và thu được sau phản ứng hoá học, ta coi hệ số là các ẩn số và kí hiệu bằng các chữ cái a, b, c, d… rồi dựa vào mối tương quan giữa các nguyên tử của các nguyên tố theo định luật bảo toàn khối lượng để lập ra một hệ phương trình bậc nhất nhiều ẩn số. Giải hệ phương trình này và chọn các nghiệm là các số nguyên dương nhỏ nhất ta sẽ xác định được hệ số phân tử của các chất trong phương trình phản ứng hoá học.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng:

Cu + HNO₃ –> Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Kí hiều các hệ số phải tìm là các chữ a, b, c, d, e và ghi vào phương trình ta thu được:

aCu + bHNO₃ –> cCu(NO₃)₂ + dNO + eH₂O

+ Xét số nguyên tử Cu: a = c (1)

+ Xét số nguyên tử H: b = 2e (2)

+ Xét số nguyên tử N: b = 2c + d (3)

+ Xét số nguyên tử O: 3b = 6c + d + e (4)

Ta được hệ phương trình 5 ẩn và giải như sau:

Rút e = b/2 từ phương trình (2) và d = b – 2c từ phương trình (3) và thay vào phương trình (4):

3b = 6c + b – 2c + b/2

=> b = 8c/3

Ta thấy để b nguyên thì c phải chia hết cho 3. Trong trường hợp này để hệ số của phương trình hoá học là nhỏ nhất ta cần lấy c = 3. Khi đó: a = 3, b = 8, d = 2, e = 4

Vậy phương trình phản ứng trên có dạng:

3Cu + 8HNO₃ –> 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Ở ví dụ trên trong phương trình hoá học có 5 chất (Cu, HNO₃, Cu(NO₃)₂, NO, H₂O) và 4 nguyên tố (Cu, H, N, O) khi lập hệ phương trình đại số để cân bằng ta được một hệ 4 phương trình với 5 ẩn số. Hay nói một cách tổng quát, ta có n ẩn số và n – 1 phương trình.

Bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử

Phần bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử bao gồm 5 câu hỏi có đáp án chi tiết thuộc các dạng khác nhau và 3 câu hỏi học sinh tự làm.

Cân bằng phản ứng oxi hóa khử được sử dụng trong hầu hết các dạng bài tập THPT và dàn trải xuyên suốt trong hầu hết các câu hỏi bài tập trong các đề thi Hóa học THPT. Vì vậy, các câu hỏi minh họa sau đây sẽ giúp học sinh dễ hình dung và nắm vứng các kĩ năng giải bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử.

1. Đề bài bài tập cân bằng phản ứng oxi hóa khử 

Câu 1. Cho phản ứng: FeSO₄ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → Fe₂(SO4)₃ + K₂SO₄ + Cr₂()₂ + H₂O. Cho biết hệ số cân bằng của FeSO₄ và K₂Cr₂O₇ lần lượt là bao nhiêu?

1. 5; 2                        B. 6; 2                         C. 6; 1                            D. 8; 3

Câu 2. Cho phản ứng: Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂O → Na₂SO₄ + MnO₂ + KOH

Hãy cho biết tỉ lệ hệ số của chất khử và chất oxi hóa sau khi cân bằng là đáp án nào dưới đây?

1. 4:3                           B. 3:4                        C. 3:2                          D. 2:3

Câu 3. Cân bằng phản ứng sau:

Fe₃O₄ + HNO₃ → Fe()₃ + NO + H₂O

Câu 4. Cân bằng phản ứng:

As₂S₃ + HNO₃ + H₂O → H₃As+ NO + H₂SO₄

Câu 5. Cân bằng phản ứng:

Fe_xO_y + HNO₃ → Fe()₃ + NO + H₂O

2. Đáp án

Câu 1:  đáp án C

Câu 2: Đáp án C

Câu 3:

Câu 4:

Câu 5:

3. Bài tập tự làm

Câu 1. Hãy cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa – khử sau:

CH₃CH₂OH + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ → CH₃COOH + Cr₂()₃ + K₂SO₄ + H₂O

Câu 2. Xác định hệ số cân bằng của KMnO4 trong phản ứng sau:

S + KMnO4 + O → K2 + …Chọn đáp án đúng nhất

1. 2                   B. 5                     C. 7                   D. 10

Câu 3. Cân bằng phản ứng oxi hóa – khử sau bằng phương pháp thăng bằng e:

 

 

 

 

 

 

Tag: este xà phòng chuỗi tốc độ phức tạp õi thực hiện mol trí chế suất khó diazo sơ đồ aldol nhanh nhat chuyên đặc điều kiện dãy nitro benzen gây nổ ete quang nhiệt nhôm trắc violet hữu thú vị c2h5oh ancol etylic axit axetic etyl axetat anken thích 3-etylpentan-3-ol hiđrat vũ khắc ngọc đẹp ôxi chuyển caramen chiều