PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Hoá học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường. Môn Hoá học
cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực. Do đó
giáo viên bộ môn Hoá học cần hình thành ở các em những kỹ năng cơ bản, phổ
thông và thói quen học tập, làm việc khoa học là nền tảng cho việc giáo dục xã
hội chủ nghĩa, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động, có những
phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, có ý thức
trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội.
Thông qua học tập bộ môn Hóa học HS được tìm hiểu các kiến thức về
cấu tạo, phân loại, tính chất và ứng dụng của chất. Trong phần tính chất cơ bản của
các chất thì có sự xuất hiện của các phản ứng hoá học và kéo theo nó là các phương
trình hoá học xuất hiện. Việc cân bằng các phương trình hoá học là một việc rất cần
thiết để HS có thể giải các bài toán hoá học.
Khi nói đến môn Hoá học ở trường trung học cơ sở, đa phần học sinh đều
cho rằng đây là một môn học khó, bởi lẽ vấn đề lí thuyết thì HS có thể học thuộc
nhưng khi liên quan đến bài tập là va chạm đến các con số thì những học sinh yếu
kém về môn toán sẽ rất dễ nản chí và không muốn học.
Bài tập dạng cân bằng phương trình hóa học là một trong những dạng bài tập
quan trọng vì hầu hết các bài toán trong hóa học đều liên quan đến phương trình
hóa học, đều sử dụng phương trình hóa học để tính toán các số liệu liên quan. Do
đó nếu cân bằng phương trình sai sẽ dẫn tới kết quả bài toán sai. Trong khi đó
phương trình hóa học thì có nhiều loại cho nhiều chất cụ thể, nhất là trong các phản
ứng có nhiều chất tham gia, nhiều sản phẩm. Vì vậy để cân bằng sao cho đúng và
nhanh một phương trình hóa học là cả một vấn đề khó đối với học sinh. Giáo viên
cần truyền đạt kiến thức như thế nào để HS có thể tự cân bằng được phương trình,
phát triển được năng lực tư duy, sáng tạo mà vẫn gây được hứng thú học tập cho
học sinh là điều tôi luôn quan tâm.
Xuất phát từ những lý do trên cùng với suy nghĩ làm thế nào giúp HS cân
bằng đúng và nhanh các phương trình hóa học, tạo tiền đề cho việc phát triển tư
duy của các em ở cấp cao hơn tôi mạnh dạn đưa ra một số phương pháp giúp HS
cân bằng các phương trình hóa học ở cấp THCS.
PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I. Cơ sở lý luận:
Trong Hoá học có nhiều chất, nhiều phản ứng xảy ra theo các cơ chế và các
dạng khác nhau. Nhưng xét về nguyên tắc chung để cân bằng một phương trình hoá
học thì phải làm sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phương trình trước
và sau phản ứng phải bằng nhau.
Đối với phản ứng đơn giản chỉ có 1 hoặc 2 chất phản ứng và chỉ tạo ra 1 hay 2
1
sản phẩm thì việc cân bằng phương trình còn dễ. Nhưng khi gặp phải những loại
phản ứng mà có nhiều chất phản ứng và sản phẩm thì học sinh không dễ gì cân
bằng. Mặt khác trong chương trình Hóa học THCS, các phương trình khó này chủ
yếu là các phản ứng oxi hóa - khử chương trình hóa học 8 học sinh không học mà
chỉ được giới thiệu và làm quen một cách sơ đẳng ở chương trình hóa học lớp 9. Vì
vậy trong phạm vi của đề tài ngoài những cách cân bằng các phương trình đơn giản
tôi có trình bày thêm kinh nghiệm bồi dưỡng cân bằng một số dạng phương trình
phản ứng oxi hóa – khử giúp học sinh khá, giỏi có thể cân bằng phương trình một
cách dễ dàng hơn khi áp dụng vào giải các bài tập sau này. Nội dung được xếp theo
5 dạng, mỗi dạng đều có nguyên tắc áp dụng, các bước tiến hành và ví dụ cụ thể.
II. Thực trạng:
Hiện nay đại đa số khi học sinh học môn Hóa và đặc biệt làm quen với các
phương trình, viết các phương trình hóa học còn nhiều bỡ ngỡ, chưa định hình cách
cân bằng phương trình hóa học, không biết cách đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố,
chưa biết chọn hệ số và viết ở vị trí nào, chỉ có một số học sinh khá giỏi thì cân
bằng được nhưng chưa nhanh. Số học sinh còn lại thì chậm và chưa biết cách cân
bằng, điều đó đã làm cho các em chán nản chưa chú ý trong học tập.
Trong khi đó đặc trưng của môn Hóa học là giải bài tập thường liên quan đến
phương trình hóa học, viết phương trình không đúng dẫn đến kết quả bài toán sẽ sai
hoàn toàn. Chính vì vậy mà trong các bài học giáo viên lại phải hướng dẫn học sinh
viết phương trình, cân bằng phương trình. Điều đó rất mất thời gian khi giải các bài
tập hóa học.
Qua khảo sát khi cho học sinh lớp 8 làm bài tập về cân bằng phương trình
hóa học qua từng năm học tôi thấy kết quả còn thấp, cụ thể:
Cân bằng
Không biết cân
Biết cân bằng
nhanh
bằng
Năm học
Sĩ số
SL
%
SL
%
SL
%
2009 -2010
44
0
0
15
34,1
29
65,9
2010 -2011
20
0
0
8
40
12
60
2011 -2012
21
0
0
7
33,3
14
66,7
2012 - 2013
22
0
0
6
27,3
16
72,7
Bản thân tôi là một giáo viên trẻ được phân công công tác tại trường THCS
Thành Lâm, một trường học vùng cao, với điều kiện còn nhiều khó khăn, thiếu
trang thiết bị, không có phòng học bộ môn; đồng thời tất cả học sinh là dân tộc
thiểu số với trình độ còn hạn chế, năng lực tư duy chưa cao và sự đầu tư cho học
tập của đại đa số gia đình là không có. Vì vậy trong quá trình giảng dạy và học tập
gặp rất nhiều khó khăn đặc biệt là với bộ môn thực nghiệm như môn Hóa. Tuy
nhiên bản thân tôi luôn trăn trở để tìm ra những hướng đi, cách giải quyết vấn đề
sao cho ngắn gọn, dễ hiểu và dễ nhớ. Trong sáng kiến này tôi xin trình bày những
2
kinh nghiệm của bản thân trong quá trình giảng dạy nội dung cân bằng phương
trình hóa học
III. Nội dung:
1. Giải pháp thực hiện:
1.1. Đối với học sinh:
Để làm được bài toán cân bằng phương trình hóa học thì học sinh phải biết
các nguyên tắc cân bằng phương trình; biết đếm số nguyên tử trước, sau phản ứng;
biết lựa chon hệ số và biết viết hệ số đúng vị trí. Để làm được những điều đó đòi
hỏi HS phải có phương pháp kết hợp với tăng cường làm bài tập để hình thành kĩ
năng trong cân bằng phương trình hóa học.
1.2. Đối với giáo viên:
Bản thân giáo viên phải có sự đầu tư để tìm ra phương pháp phù hợp. Đồng
thời trong quá trình giảng dạy giáo viên phải phân loại các đối tượng học sinh để từ
đó có những dạng bài tập cụ thể cho từng đối tượng. Đối với học sinh khá, giỏi giáo
viên có thể giảng dạy những bài tập nâng cao đòi hỏi học sinh phải vận dụng tối đa
khả năng tư duy của mình. Riêng với học sinh còn lại có thể dạy kĩ hơn và đưa ra
những bài tập phù hợp với trình độ học sinh để các em tiếp thu kiến thức được
thuận lợi, giảm bớt tâm lý ngại học Hóa. Đồng thời thường xuyên củng cố, kiểm tra
kiến thức giúp các em ghi nhớ bài học tốt hơn và để đánh giá kịp thời khả năng
nhận thức của học sinh, từ đó để kịp thời điều chỉnh.
2. Biện pháp thực hiện:
2.1. Cách tính số nguyên tử mỗi nguyên tố:
Một thao tác rất quan trọng, không thể thiếu khi cân bằng phương trình hóa
học là phải đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố trước, trong và sau quá trình cân bằng
phương trình. Tuy nhiên không dễ để đếm đúng nếu không biết cách, đặc biệt khi
nguyên tố nằm trong nhiều chất. Vì vậy GV cần hướng dẫn tỉ mỉ cho HS cách đếm:
- Nếu nguyên tố nằm trong 1 chất thì lấy hệ số nhân với chỉ số của nguyên tố
đó trong công thức hóa học của chất.
- Nếu nguyên tố nằm trong nhiều chất thì ta tính số lượng nguyên tử của
nguyên tố đó trong từng chất rồi cộng lại.
Ví dụ: Cho phản ứng:
NaOH +
CO2
Na2CO3 +
H2 O
Trước phản ứng
Sau phản ứng
1.1 = 1Na
1.2 = 2Na
1.1 = 1H
1.2 = 2H
1.1 + 1.2 = 3O
1.3 + 1.1 = 4O
2.2. Các nguyên tắc cơ bản khi cân bằng PTHH:
Để HS cân bằng phương trình hóa học đúng và nhanh, khi giảng dạy người
GV phải lưu ý HS tuân theo một số nguyên tắc cơ bản sau:
3
- Trong phương trình hóa học số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau
phản ứng phải bằng nhau.
- Khi cân bằng phương trình hóa học, tuyệt đối không thay đổi chỉ số trong
công thức hóa học đã viết đúng mà chỉ được thêm phần hệ số.
2.3. Một số chú ý khi viết và cân bằng PTHH:
- Khi viết hệ số phải viết ngang bằng với CTHH
- Trong nhiều trường hợp, nếu trong công thức có nhóm nguyên tử thì coi cả
nhóm như một đơn vị để cân bằng
- Trong trường hợp khi cân bằng gặp hệ số là phân số thì phải khử mẫu của
hệ số để được hệ số là các số nguyên.
- Sau khi cân bằng xong phải kiểm tra lại bằng cách đếm số nguyên tử trước
và sau phản ứng xem số nguyên tử của cùng một nguyên tố trước và sau phản ứng
có bằng nhau không. Nếu bằng thì phương trình cân bằng đúng, ngược lại thì
phương trình cân bằng sai do đó phải cân bằng lại
2.4. Các phương pháp cân bằng PTHH áp dụng trong khung chương
trình THCS:
Dạng 1: Cân bằng PTHH bằng phương pháp "Nguyên tố trung tâm’’
* Các bước tiến hành:
Bước 1: Chọn nguyên tố trung tâm là nguyên tố có số lượng nguyên tử nhiều
nhất.
Bước 2: Cân bằng nguyên tố trung tâm bằng cách đưa hệ số là số nguyên
hay phân số vào trước công thức chứa nguyên tố trung tâm
Bước 3: Từ đó cân bằng các nguyên tố còn lại tương tự như trên sao cho số
nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế của phương trình bằng nhau
Bước 4: Hoàn chỉnh phương trình bằng cách khử mẫu (nếu cần)
* Các ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau : o
t
Al + O2
Al2O3
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Ta thấy sau phản ứng có 2Al, 3O mà trước phản ứng chỉ có 1Al,
2O. Do đó chọn Oxi là nguyên tố trung tâm
Bước 2: Cân bằng nguyên tố Oxi bằng cách thêm hệ số
Al +
3
2
O2
to
3
2
vào trước O2
Al2O3
Bước 3: Lúc này trước phản ứng có 1Al, sau phản ứng có 2Al.
Do đó ta cân bằng Al bằng cách thêm hệ số 2 vào truớc Al.
2Al
+
3
2
O2
to
Al2O3
Bước 4: Hoàn chỉnh phương trình bằng cách khử mẫu, ta được PTHH:
4
0
t
4Al +
3O2
2Al2O3
Ví dụ 2: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:
to
NH3 +
O2
NO + H2O
Hướng dẫn giải:
Bước 1: Ta thấy số nguyên tử H là nhiều nhất: trước phản ứng có 3H, sau
phản ứng có 2H. Do đó chọn Hidro là nguyên tố trung tâm
Bước 2: Cân bằng Hidro bằng cách thêm hệ số
NH3 +
O2
to
Bước 3: Lúc này sau phản ứng có (1 +
Do đó ta cân bằng Oxi bằng cách thêm hệ số
NH3 +
5
4
O2
3
2
trước H2O.
NO +
3
5
) = 2 O,
2
5
trước O2
4
to
3
2
H2O
trước phản ứng có 2O
NO +
3
2
H2O
Cuối cùng trước phản ứng có 1N, sau phản ứng có 1N (cân bằng)
Bước 4: Để mất phân số ta quy đồng mẫu số chung là 4 và khử mẫu sẽ được
phương trình hoàn chỉnh:
t0
4NH3 + 5O2
4NO +
6H2O
* Bài tập vận dụng:
Cân bằng các PTHH sau:
to
P +
O2
P2O5
FeCl2 + Al
AlCl3 +
Fe
Al +
HCl
AlCl3 +
H2
Al2O3 + HCl o
AlCl3 +
H2O
t
,xt
Fe3O4 + Al
Al2O3 +
Fe
to
HClO
HCl +
O2
Dạng 2: Cân bằng phương trình phản ứng bằng phương pháp “Chẵn- Lẻ”
Dạng này sử dụng để hướng dẫn học sinh cân bằng các phương trình phản
ứng có ở SGK là hiệu quả nhất.
* Các bước tiến hành
Bước 1: Xét các chất trước và sau phản ứng để tìm nguyên tố có số nguyên
tử trong một số công thức hoá học là số chẵn còn ở công thức khác lại là số lẻ
Bước 2: Đặt hệ số 2 trước công thức có số nguyên tử là số lẻ để làm chẵn số
nguyên tử của nguyên tố.
Bước 3: Tìm các hệ số còn lại để hoàn thành phương trình hóa học.
* Các ví dụ cụ thể
Ví dụ 1: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:
to
Al +
O2
Al2O3
Hướng dẫn giải:
5
Bước 1: Nhận thấy: Trước phản ứng có 2O (số chẵn), sau phản ứng có 3O
(số lẻ)
Bước 2: Làm chẵn số nguyên tử Oxi sau phản ứng bằng cách thêm hệ số 2
vào trước Al2O3
to
Al + O2
2Al2O3
Bước 3: Khi đó: sau phản ứng có 4Al, trước phản
ứng có 1Al, nên ta đặt hệ
to
số 4 vào trước Al:
4Al +
O2
2Al2O3
Cuối cùng thấy sau phản ứng có 6O, trước phản ứng có 2O nên ta thêm hệ số
3 vào trước O2 sẽ được phương trình hoàn chỉnh:
t0
4Al + 3O2
2Al2O3
Ví dụ 2: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:
to
FeS2 +
O2
Fe2O3 +
SO2
Hướng dẫn giải:
Bước 1, 2:Ta thấy số nguyên tử Oxi trong O2 và SO2 là số chẵn còn trong
Fe2O3 là số lẻ nên ta phải làm chẵn số nguyên tử Oxi trong Fe 2O3 bằng cách đặt hệ
số 2 trước công thức Fe2O3
to
FeS2 +
O2
2Fe2O3 + SO2
Bước 3: Tiếp theo cân bằng nguyên tử Sắt: Trước phản ứng có 1Fe, sau phản
ứng có 4Fe nên đặt hệ số 4 trước FeS2
to
4FeS2 + O2
2Fe2O3 + SO2
Lúc này trước phản ứng coi như S là không đổi: Trước phản ứng có 8S sau
có 1S nên thêm hệ số 8 trước SO2
to
4FeS2 + O2
2Fe2O3 + 8SO2
Cuối cùng ta cân bằng nguyên tử Oxi: Trước phản ứng có 2O, sau có 22O
nên ta đặt hệ số 11 trước công thức O2. Ta được
phương trình hoàn chỉnh:
0
t
4FeS2 + 11O2
2Fe2O3 + 8SO2
Ví dụ 3: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:
to
P +
O2
P2O5
Hướng dẫn giải:
Bước 1, 2: Ta thấy số nguyên tử Oxi trước phản ứng số chẵn còn trong P 2O5
số nguyên tử Oxi là số lẻ nên ta đặt hệ số 2 trước
công thức P2O5
o
t
P +
O2
2P2O5
Bước 3: Tiếp theo cân bằng nguyên tử P: Trước phản ứng có 1P, sau có 4P
nên đặt hệ số 4 trước P
to
4P +
O2
2P2O5
Khi đó: Trước phản ứng có 2O sau phản ứng có 10O nên cân bằng Oxi bằng
cách thêm hệ số 5 trước O2 ta được phương trình hoàn chỉnh:
t0
4P + 5O2
2 P2O5
* Bài tập vận dụng:
6
Cân bằng các PTHH sau:
to
Fe + Cl2
FeCl3
o
t
Na + O2
Na2O
N2O5 + H2O
HNO3
P2O5 + H2O
H3PO4
HCl + Fe
FeCl2 +
H2
Na2SO4 + BaCl2
NaCl + BaSO4
Na +
H2 O
NaOH + H2
o
t
Fe(OH)3
Fe2O3 + H2O
o
t
HgO
Hg
+ O2
Dạng 3: : Cân bằng phương trình phản ứng cháy của hợp chất Hữu cơ.
Đối với HS lớp 8 thì HS chưa biết được hợp chất hữu cơ là gì, kể cả HS lớp
9 đến đầu HKII cũng mới được tìm hiểu. Nhưng ngay khi ở lớp 8 khi học phần tính
chất hoá học của Oxi, phần Oxi tác dụng với hợp chất chủ yếu là các phản ứng
cháy của các hợp chất hữu cơ, để phát triển tư duy lôgic và sáng tạo của HS thì đối
với lớp chọn, khá thì GV có thể giới thiệu sơ qua và hướng dẫn HS cân bằng nhanh
trong các bài kiểm tra. Thông thường ở THCS
thì dạng này là chủ yếu:
to
Hợp chất hữu cơ + O2
CO2 + H2O + một số chất khác.
* Các bước giải:
Bước 1: Coi hệ số của các hợp chất hữu cơ bằng 1
Bước 2: Cân bằng các nguyên tố theo thứ tự: cân bằng số nguyên tử C đầu
tiên, đến nguyên tử H, N …và cuối cùng là cân bằng nguyên tử Oxi.
Bước 3: Khử mẫu các hệ số (nếu cần) để được phương trình hoàn chỉnh
Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o
t
C2H6 +
O2
CO2 +
H2O
Hướng dẫn giải
Bước 1: Đầu tiên coi hệ số của C2H6 là 1. Vậy trước phản ứng có 2C, 6H;
sau phản ứng có 1C, 2H
Bước 2: Thêm hệ số 2 trước CO2, ohệ số 3 trước H2O để cân bằng C và H
t
C2H6 +
O2
2CO2 + 3H2O
Lúc này sau phản ứng có số nguyên tử Oxi là (2.2 + 3.1) = 7O, trước phản
ứng là 2O. Do đó ta thêm hệ số
C2H6 +
7
trước O2
2
7
to
O
2
2
ta được phương trình:
2CO2 +
3H2O
Bước 3: Nhân các hệ số với 2 ta được
phương trình hóa học hoàn chỉnh
t0
2C2H6 + 7O2
4CO2 + 6H2O
Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o
t
C2H4 +
O2
CO2 +
H2O
Hướng dẫn giải
7
Bước 1: Đầu tiên coi hệ số của C2H4 là 1. Vậy trước phản ứng có 2C, 4H;
sau phản ứng có 1C, 2H
Bước 2: Thêm hệ số 2 trước COo2, hệ số 2 trước H2O để cân bằng C và H
t
C2H4, +
O2
2CO2 +
2H2O
Khi đó sau phản ứng có số nguyên tử Oxi là (2.2 + 2.1) = 6O và trước phản
ứng là 2O, do đó cân bằng Oxi bằng cách thêm hệ số 3 trước O 2 ta được phương
trình:
t0
C2H4 + 3O2
2CO2 +
2H2O
ªTừ phương trình này GV có thể triển khai ra các hợp chất khác như: C4H10, C3H4,
C3H6, (hợp chất chỉ gồm C, H) và cuối cùng là CxHy để tăng độ khó, tăng khả năng
tư duy của HS
Ví dụ 3: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o
t
CxHy +
O2
CO2 +
H2O
Hướng dẫn giải
Bước 1: Coi hệ số của CxHy là 1. Vậy trước phản ứng có xC, yH; sau phản
ứng có 1C, 2H
y
2
Bước 2: Thêm hệ số x trước CO2,;
CxHy +
Lúc này sau phản ứng có
hệ số
yª
ª
ªx ª
4ª
ª
to
O2
trước H2O để cân bằng C và H
y
2
xCO2 +
yª
ª
ª 2x ª O
2ª
ª
H2O
và trước phản ứng có 2O. Do đó ta thêm
trước O2 ta được phương trình:
CxHy +
yª
ª
ª x ª O2
4ª
ª
t0
x CO2 +
y
2
H2O
Ví dụ 4: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o
t
C2H6O +
O2
CO2 +
H2O
Hướng dẫn giải
Đối với phương trình dạng này trong hợp chất ban đầu có cả nguyên tố Oxi
nên khó hơn nhưng nguyên tắc vẫn như trên:
Bước 1: Coi hệ số của C2H6O là 1, lúc này trước phản ứng có 2C, 6H sau
phản ứng có 1C, 2H
Bước 2: Thêm hệ số 2 trước CO2 và
hệ số 3 trước H2O
to
C2H6O +
O2
2CO2 +
3H2O
Khi đó sau phản ứng có (2.2 + 3.1) = 7O, trước phản ứng có (1 +2) = 3O, mà
hệ số của C2H6O là 1 nên tại đây luôn chỉ có 1O. Do đó tìm hệ số của O 2 bằng cách
thực hiện phép tính sau:
hoàn chỉnh:
7 1
3 .
2
C2H6O +
Thêm hệ số 3 trước O 2 ta được phương trình
0
3Ot2
2CO2 +
3H2O
8
ª Từ VD này GV có thể triển khai một số chất tương tự (phân tử gồm C, H, O) như:
C3H8O3 , C2H6O2 , C2H4O2 . . . .sau đó tổng quát lên là C xHyOz để rèn luyện khả
năng cân bằng phương trình của học sinh.
Ví dụ 5: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o
t
CxHyOz +
O2
CO2 +
H2O
Hướng dẫn giải
Bước 1: Coi hệ số của CxHyOz là 1, lúc này trước phản ứng có xC, yH, zO;
sau phản ứng có 1C, 2H, 3O
Bước 2: Thêm hệ số x trước CO2 và hệ số
CxHyOz +
to
O2
Lúc này sau phản ứng có
yª
ª
ª 2x ª
2ª
ª
y
2
trước H2O
y
2
xCO2 +
H2O
nguyên tử Oxi còn trước phản ứng có
(z+2) nguyên tử Oxi và số nguyên tử Oxi trong C xHyOz luôn là z. Do đó ta thêm
y zª
ª
ªx ª
4 2ª
ª
trước O2. Ta được phương trình hoàn chỉnh:
CxHyOz +
y zª
ª
ª x ª O2
4 2ª
ª
t0
x CO2 +
y
2
H2O
Ví dụ 6: Cân bằng sơ đồ phản ứngo sau:
t
C2H5O2N +
O2
CO2 +
H2O +
N2
Hướng dẫn giải
Đối với học sinh THCS thì hợp chất gồm 4 nguyên tố như thế này là phức
tạp nhưng cứ theo nguyên tắc ban đầu :
Bước 1: Đầu tiên coi hệ số của C2H5O2N là 1 thì trước phản ứng lúc này có:
2C, 5H, 1N còn sau phản ứng là: 1C, 2H, 2N.
Bước 2: Đặt hệ số 2 trước CO2 , hệ số
C2H5O2N +
O2
to
5
2
1
trước
2
1 N2
2
trước H2O và hệ số
2CO2 +
Khi đó số nguyên tử Oxi sau phản ứng là (2.2 +
5
2
5
2
H2O +
.1) =
13
2
N2
, còn trước phản ứng
là 4O. Mà hệ số của C 2H5O2N là 1 nên ở đây có 2O cố định do đó tìm hệ số của O 2
bằng cách thực hiện phép tính:
C2H5O2N +
9
4
9
ª 13
ª
ª 2ª : 2 .
4
ª 2
ª
O2
to
Vậy ta thêm hệ số
2CO2 +
5
2
9
4
H2O +
vào trước O2
1
2
N2
Bước 3: Khử mẫu các hệ số ta được phương trình hóa học hoàn chỉnh:
4C2H5O2N +
9O2
t0
8CO2 +
10H2O +
2N2
ªQua ví dụ này GV có thể cho học sinh
khá, giỏi về cân bằng công thức tổng quát:
o
t
9
CxHyOzNt +
O2
CO2 +
H2 O +
N2
Hướng dẫn giải
Bước 1: Coi hệ số của CxHyOzNt là 1 thì trước phản ứng lúc này có: xC, yH,
tN; sau phản ứng là: 1C, 2H, 2N.
Bước 2: Đặt hệ số x trước CO2, hệ số
CxHyOzNt +
O2
to
y zª
ª
ª x ª O2
4 2ª
ª
trước H2O và hệ số
t0
t
2
t
2
trước N2
y
HO+
N2
2 2
y
y z
ª
ª
tính: ª 2 x 2 z ª : 2 x 4 2
ª
ª
y
t
xCO2 + 2 H2O + 2 N2
xCO2 +
Tìm hệ số của O2 bằng cách thực hiện phép
CxHyOzNt +
y
2
* Bài tập vận dụng:
Cân bằng các phương trình phản
ứng sau
o
t
C4H10 +
O2
CO2 +
H2O
to
C4H8 +
O2
CO2 +
H2O
to
C6H6 +
O2
CO2 +
H2O
to
C6H5NO2 + O2
CO2 +
H2 O
o
t
CH4O +
O2
CO2 +
H2 O
o
t
C3H8O +
O2
CO2 +
H2O
o
t
C3H9N +
O2
CO2 +
H2O
to
C4H9NO2 + O2
CO2 +
H2 O
Dạng 4: Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp: “Đại số”
Với các phương trình phức tạp có nhiều chất phản ứng hay sản phẩm rất khó
để áp dụng 3 cách cân bằng trên, do đó giáo viên có thể hướng dẫn HS khá, giỏi
cách cân bằng theo phương pháp đại số
* Các bước tiến hành:
Bước 1: Đưa các hệ số a, b, c, d, e, f, ...lần lượt vào các công thức ở 2 vế của
phương trình phản ứng.
Bước 2: Thiết lập các phương trình toán học chứa các ẩn trên theo nguyên
tắc số nguyên tử của nguyên tố trước và sau phản ứng bằng nhau. Từ đó được 1 hệ
phương trình chứa các ẩn.
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
cần).
* Lưu ý: Đối với bước 3, do HS lớp 8 chưa được học kiến thức về giải hệ
phương trình nên GV phải hướng dẫn cho HS cách giải, đặc biệt trong trường hợp
số ẩn nhiều hơn số phương trình chứa ẩn thì phải chọn giá trị cụ thể cho một ẩn nào
đó sao cho dễ giải hệ phương trình nhất.
* Các ví dụ cụ thể:
10
Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau
Cu +
H2SO4(đ)
CuSO4 +
SO2 +
H2 O
Hướng dẫn giải
Bước 1: Đưa các hệ số a, b, c, d, e, f, …..lần lượt vào các công thức ở 2 vế
của phương trình phản ứng.
aCu + bH2SO4
cCuSO4 + dSO2 + eH2O
Bước 2: Lập hệ phương trình dựa vào nguyên tắc số nguyên tử của mỗi
nguyên tố ở trước và sau phản ứng phải bằng nhau. Cụ thể:
- Số nguyên tử Cu:
a=c
(1)
- Số nguyên tử S:
b = (c + d)
(2)
- Số nguyên tử H:
2b = 2e
(3)
- Số nguyên tử O:
4b = 4c + 2d + e
(4)
Từ (1), (2), (3), (4) ta có hệ:
a=c
(1)
b = (c + d)
(2)
(I) 2b = 2e
(3)
4b = 4c + 2d + e
(4)
Bước 3: Giải hệ phương trình (I) bằng cách:
Từ (3) ta có: b = e. Chọn b = e = 1, kết hợp với (2), (4) và (1)ªc = a = d =
1
2
Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng ta được:
1
2
Cu +
1
2
H2SO4
CuSO4 +
1
2
SO2 + H2O
Khử mẫu ta được PTHH hoàn chỉnh
Cu + 2H2SO4
CuSO4 +
SO2 + 2H2O
Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:
t0
Al +
HNO3(đ)
Al(NO3)3 + NO2 + H2O
Hướng dẫn giải
Bước 1:
aAl + bHNO3
cAl(NO3)3 + dNO2 + eH2O
Bước 2: Lập hệ phương trình gồm:
- Số nguyên tử Al:
a=c
(1)
- Số nguyên tử H:
b = 2e
(2)
- Số nguyên tử N:
b = 3c + d
(3)
- Số nguyên tử O:
3b = 9c + 2d + e
(4)
Bước 3: Giải hệ: Từ (2) chọn e = 1 ª b = 2
Thay e, b vào (3) và (4), kết hợp với (1) ª d = 1, a = c =
1
3
Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng:
1
3
Al +
2HNO3
t
0
1
3
Al(NO3)3 +
NO2 +
H2O
11
PTHH:
Al + 6HNO3
Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
* Bài tập vận dụng:
Cân bằng các phương trình phản ứng sau:
Cu + HNO3(đ)
Cu(NO3)2 +
NO2 + H2O
MnO2 + HCl
MnCl2 + Cl2 +
H2 O
FeO + HNO3(l)
Fe(NO
H2 O +
NO
3)3 +
0
t
Fe(OH)2 + O2 + H2O0
Fe(OH)3
t
Al + H2SO4(đ) 0
Al2(SO4)3 + H2O +
SO2
t
FeS2 +
O2
Fe2O3 +
SO2
Dạng 5: Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp: “nguyên tố thay
đổi hóa trị”
Ở dạng 4 ta có thể giải quyết tạm thời về vấn đề cân bằng nhưng nhược điểm
của phương pháp này là việc lập và giải hệ phương trình toán học tương đối phức
tạp (đặc biệt là HS lớp 8). Để khắc phục nhược điểm này thì GV giới thiệu thêm
cho HS dạng 5 này. Tuy nhiên về bản chất thì phương pháp này áp dụng cho các
phản ứng oxi hóa – khử nhưng trong chương trình THCS thì HS lại chưa được học
về phản ứng oxi hóa - khử. Vì vậy phương pháp này chỉ áp dụng để hướng dẫn HS
giỏi. Khi đưa cho HS dạng này GV cần chú ý: HS chưa biết được các khái niệm
như số oxi hoá, sự khử, bản chất của phản ứng Oxi hoá - khử, do đó để áp dụng
được phương pháp này ở cấp độ THCS thì giáo viên không nên sử dụng số oxi hóa,
chỉ nên dừng lại ở hóa trị của các nguyên tố.
* Phạm vi áp dụng:
Sử dụng cho các phản ứng trong đó có các nguyên tố thay đổi hóa trị từ trước
đến sau phản ứng (ở cấp độ THCS thì dừng ở phản ứng có hai loại nguyên tố thay
đổi hóa trị)
* Các bước tiến hành:
Bước 1: Xác định các nguyên tố có thay đổi hóa trị trước và sau phản ứng.
Bước 2: Tìm hiệu hóa trị của các nguyên tố thay đổi hóa trị bằng cách lấy
hóa trị của nguyên tố trước phản ứng trừ cho hóa trị của chính nguyên tố đó sau
phản ứng (thường có 2 hiệu số).
Bước 3: Tìm bội chung nhỏ nhất (BCNN) 2 giá trị tuyệt đối của 2 hiệu số
trên
Bước 4: Lấy BCNN chia cho từng hiệu số trên để tìm ra hệ số hợp thức.
Lấy hệ số hợp thức đặt trước phân tử có chứa nguyên tử mà hiệu số hóa trị
của nó nhân với hệ số hợp thức bằng BCNN.
Bước 5: Sau đó hoàn thành phương trình phản ứng theo các bước sau:
- Cân bằng kim loại hoặc phi kim
- Cân bằng số nguyên tử Hidro (nếu có)
Bước 6: Kiểm tra bằng cách đếm số nguyên tử Oxi ở 2 vế, nếu không bằng
nhau thì làm lại từ đầu
12
* Lưu ý: + Khi nguyên tố ở trạng thái đơn chất thì tạm thời có hóa trị bằng 0.
+ Trong trường hợp nguyên tử thay đổi hóa trị có chỉ số khác 1 thì ta nhân
chỉ số đó với hiệu số để tìm BCNN và khi đưa hệ số hợp thức vào phương trình thì
phải ưu tiên đưa vào phân tử chứa nguyên tử đó
* Các ví dụ cụ thể
Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:
Cu +
HNO3(l)
Cu(NO3)2 +
NO +
H2O
Hướng dẫn giải
Bước 1: Xác định sự thay đổi hóa trị của các nguyên tố
0
V
II
II
Cu +
HNO3
Cu(NO3)2 +
NO +
H2O
Trong phản ứng có Cu và N thay đổi hóa trị
* Chú ý: GV hướng dẫn HS xác định hóa trị của N trong HNO 3 bằng V vì trong
oxit tương ứng của HNO3 là N2O5 thì N có hóa trị V
Bước 2: Tìm hiệu hóa trị của các nguyên tử:
0
II
0–2= -2
Cu
Cu
V
II
5–2= 3
N
N
Bước 3: Tìm BCNN của hai hiệu số:
BCNN(2, 3) = 6
Bước 4: Tìm hệ số hợp thức của Cu và N:
- Hệ số hợp thức của Cu là:
(6 : 2) = 3
- Hệ số hợp thức của N là:
(6 : 3) = 2
Đưa hệ số hợp thức vào phương trình ta được:
Cu +
HNO3
3Cu(NO3)2 +
2NO +
H2O
Bước 5: Cân bằng các nguyên tố:
- Trước phản ứng có 1Cu, 1N; sau phản ứng có 3Cu, 8N. Do đó thêm hệ số 3
trước Cu, hệ số 8 trước HNO3
3Cu +
8HNO3
3Cu(NO3)2 +
2NO +
H2O
- Lúc này trước phản ứng có 8H (tạm thời cố định), sau phản ứng có 2H. Do
đó thêm hệ số 4 trước H2O.
3Cu +
8HNO3
3Cu(NO3)2 +
2NO +
4H2O
Bước 6: Đếm số nguyên tử Oxi:
Trước phản ứng có: 8.3 = 24O, sau phản ứng có 3.3.2 + 2.1 + 4.1 = 24O
Do số nguyên tử Oxi trước và sau phản ứng bằng nhau nên phương trình hóa học
đã cân bằng
* Lưu ý: GV có thể hướng dẫn HS nhẩm nhanh theo sơ đồ sau:
0
Cu
II
0–2= -2
Cu
3
13
V
BCNN(2,3) = 6
II
5–2= 3
2
N
N
Từ đó HS đưa các hệ số lần lượt vào để cân bằng các nguyên tố lần lượt: Cu, N, H.
sau đó kiểm tra lại phương trình
Ví dụ 2: Cân bằng phương trình:
to
Al +
H2SO4(đ)
Al2(SO4)3 +
SO2 +
H2 O
Hướng dẫn giải:
Bước 1:
0
VI
III
Al +
H2SO4
Bước 2: Tìm hiệu số hóa trị:
0
2Al
IV
Al2(SO4)3 +
SO2 +
H2O
III
(0 – 3).2 = - 6
Al2
VI
IV
6–4= 2
S
S
Bước 3: BCNN(6, 2) = 6
Bước 4: Tìm hệ số hợp thức của Al và S:
- Hệ số hợp thức của Al là:
(6 : 6) = 1
- Hệ số hợp thức của S là:
(6 : 2) = 3
Đưa hệ số hợp thức vào phương trình ta được:
Al +
H2SO4
1Al2(SO4)3 + 3SO2 +
H2 O
Bước 5: Cân bằng các nguyên tố:
- Trước phản ứng có 1Al, 1S; sau phản ứng có 2Al, 6S. Do đó thêm hệ số 2
trước Al, hệ số 6 trước H2SO4
2Al +
6H2SO4(đ)
1Al2(SO4)3 +
3SO2 +
H2 O
- Lúc này trước phản ứng có 12H (tạm thời cố định), sau phản ứng có 2H.
Do đó thêm hệ số 6 trước H2O.
2Al +
6H2SO4(đ)
1Al2(SO4)3 +
3SO2 +
6H2O
Bước 6: Trước phản ứng có 24O, sau phản ứng có 24O. Do đó phương trình
đã cân bằng.
* Sơ đồ tóm tắt:
0
Al +
VI
III
H2SO4
0
2Al
IV
Al2(SO4)3 +
SO2 +
H2O
III
(0 – 3).2 = - 6
Al2
VI
BCNN(6,2) = 6
IV
6–4= 2
S
Ví dụ 3: Cân bằng PTHH sau:
Fe +
HNO3(đ)
Hướng dẫn giải:
1
S
t0
Fe(NO3)3 +
3
NO2 +
H2O
14
0
Fe +
V
HNO3
0
Fe
III
IV
Fe(NO3)3 +
NO2 +
H2 O
III
0–3= -3
V
Fe
IV
1
BCNN(3,1) = 3
5–4= 1
3
N
N
Từ đó HS đưa các hệ số lần lượt vào để cân bằng các nguyên tố lần lượt: Fe, N, H.
sau đó kiểm tra lại phương trình ta được PTHH:
Fe + 6HNO3
Fe(NO3)3 +
3NO2 +
3H2O
* Bài tập vận dụng:
Cân bằng các PTHH sau:
Cu +
H2SO4(đ)
CuSO4 +
SO2 + H2O
0
t
Fe2O3 +
CO
Fe
+
CO2
FeO + HNO3(l)
Fe(NO3)3 +
H2O +
NO
Al
+
FeSO4
Al2(SO4)3 +
Fe
Fe
+
HNO3(l)
Fe(NO3)3 +
NO +
H2O
MnO2 +
HCl
MnCl2 +
Cl2 +
H2 O
Fe + HNO3(l)
Fe(NO3)3 +
H2O +
NO
IV. Kết quả nghiên cứu:
Sau khi hướng dẫn học sinh cân bằng với các phương pháp tôi đã trình bày,
học sinh đã biết cách cân bằng và cân bằng nhanh được các dạng phương trình hóa
học trong SGK, sách nâng cao, chất lượng bài kiểm tra được cải thiện. Cụ thể sau
khi cho HS lớp 8 và 9 làm kiểm tra giữa học kỳ II về cân bằng phương trình hóa
học, kết quả thu được như sau:
Cân bằng
Không biết cân
Biết cân bằng
nhanh
bằng
Năm học
Lớp
Sĩ số
SL
%
SL
%
SL
%
8
44
6
13,6
30
68,2
8
18,2
2009 -2010
9
39
6
15,4
27
69,2
6
15,4
8
20
5
25
13
65
2
10
2010 -2011
9
44
8
18,2
31
70,5
5
11,3
8
21
3
14,3
15
71,4
3
14,3
2011 -2012
9
20
6
30
13
65
1
5
8
22
3
13,6
15
68,2
4
18,2
2012 - 2013
9
21
2
9,5
15
71,4
4
19,1
Đồng thời thông qua các buổi thảo luận ở tổ chuyên môn, các lớp học
chuyên đề sáng kiến này được đưa ra thảo luận đã được đại đa số các đồng nghiệp
đồng ý đưa vào áp dụng và đã thu được những kết quả cao.
PHẦN III : KẾT LUẬN – ĐỀ XUẤT
I. Kết luận:
15
Sau một thời gian nghiên cứu kết hợp với thực tế giảng dạy, tôi nhận thấy
GIÁO
DỤC
VÀbằng
ĐÀO
TẠOlà THANH
HÓA
việc đưa ra cácSỞ
dạng
chủ yếu
để cân
PTHH
rất quan trọng
trong việc phát
triển tư duy và trí lực
của họcGD&ĐT
sinh, giúpHUYỆN
học sinhBÁ
năng
động, sáng tạo trong cách
PHÒNG
THƯỚC
giải các loại bài tập; đồng thời cũng hình thành cho các em năng lực phân tích, tổng
hợp và giúp các em yêu thích môn hóa học hơn.
Không những thế, phương pháp này còn góp phần giảm bớt được hoạt động
của giáo viên, phát huy được năng lực tự nghiên cứu của học sinh; phù hợp với
phương pháp dạy học tích cực lấy học sinh làm trung tâm.
Trên đây là một số kinh nghiệm của bản thân rút ra được trong quá trình
giảng dạy khi tôi áp dụng vào dạy HS đại trà, cũng như HS giỏi đã thu được một số
kết quả. Tuy nhiên trong quá trình triển khai và thực hiện giảng dạy, đề tài không
tránh khỏi sự thiếu sót. Thông qua đề tài này tôi rất mong sự đóng góp, giúp đỡ của
các đồng nghiệp để tính thực tiễn của đề tài có kết quả cao hơn.
II. Đề xuất:
KINH NGHIỆM
- Cần có phòng họcSÁNG
bộ mônKIẾN
Hoá học.
- Cần cung cấp kịp thời dụng cụ và hoá chất phục vụ cho thí nghiệm
- Cần trang bị thêm máy chiếu để giờ học đạt kết quả cao.
- Phòng
giáo
cần tăng cường
khaiHỌC
các chuyên
soạn giảng, sử
MỘT
SỐdục
PHƯƠNG
PHÁPtriển
GIÚP
SINHđềTHCS
dụng giáo án điện
tử vàBẰNG
một số PHƯƠNG
phần mềm dạy
học hóaHÓA
học để
bản thân tôi và các
CÂN
TRÌNH
HỌC
đồng nghiệp được trao đổi, học hỏi kinh nghiệm nhiều hơn
Thành Lâm, ngày 10 tháng 3 năm 2013
Người
Xác nhận của thủ trưởng
đơnthực
vị hiện: Hoàng
Tôi xinThị
camThuận
đoan đây là sáng kiến kinh
Chức vụ: Giáo viên
nghiệm của mình viết, không sao chép của
Đơn vị: Trường người
THCSkhác.
Thành Lâm
Giáo viên
Môn: Hóa học
Hoàng Thị Thuận
16
THANH HÓA NĂM 2013
17
- Xem thêm -