Các cách cân bằng phương trình hóa học nhanh, dễ hiểu nhất

Cân bằng phương trình hóa học là một quá trình sử dụng số tự nhiên điền vào trước vị trí các chất tham gia và các chất sản phẩm sao cho tổng số nguyên tử của nguyên tố bên chất tham gia bằng tổng số nguyên tử của nguyên tố đó bên chất sản phẩm. Bài viết dưới đây Toploigiai tổng hợp các cách cân bằng phương trình hóa học nhanh, dễ hiểu nhất, giúp các bạn dễ dàng cân bằng các PTHH khó. Mời các bạn cùng đọc nhé.

Phương trình hóa học là gì?

Phương trình hóa học là một cách thể hiện ngắn gọn phản ứng hóa học.

Phương trình hóa học hiện nay thường xuất hiện dưới dạng chữ viết hoặc được sử dụng kí hiệu hóa học, công thức hóa học biểu diễn.

Ví dụ:

- Phương trình hóa học biểu diễn dưới dạng chữ viết

Hidro + Oxi → Nước

Cácbon + Oxi →Cácbon đioxit

- Phương trình hóa học sử dụng kí hiệu, công thức hóa học

H₂ + O₂ →H₂O

C + O₂ →CO₂

Trong một phương trình hóa học sẽ gồm các phần chính như sau: Chất tham gia phản ứng hóa học, mũi tên thể hiện chiều của phản ứng hóa học, chất - sản phẩm tạo thành của quá trình phản ứng hóa học.

>>> Tham khảo: Viết và cân bằng phương trình hóa học sau: C₂H₂ + O₂ 

Cân bằng phương trình hóa học là gì?

Cân bằng phương trình hóa học là một quá trình sử dụng số tự nhiên điền vào trước vị trí các chất tham gia và các chất sản phẩm sao cho tổng số nguyên tử của nguyên tố bên chất tham gia bằng tổng số nguyên tử của nguyên tố đó bên chất sản phẩm.

Ví dụ: Cân bằng phương trình hóa học sau:

aCH₄ + [b]O₂ →[c]CO₂ + [d]H₂O

Quá trình cân bằng phương trình phản ứng là chúng ta sử dụng số tự nhiên trong tập N* điền vào vị trí a, b, c, d để cho các nguyên tố của chất tham gia và chất phản ứng bằng nhau là được.

Các phương phá cân bằng phương trình hóa học

Cách 1: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học theo nguyên tử nguyên tố

Đây là cách cân bằng phương trình hóa học đơn giản nhất mà các em có thể dễ dàng áp dụng. Nếu làm nhiều, các em có thể chỉ nhìn là biết được đáp án với cách cân bằng này.

Các bước cân bằng theo nguyên tử nguyên tố gồm:

Bước 1: Viết lại phương trình dưới dạng nguyên tử riêng biệt như H₂, O₂,…

Bước 2: Lập luận số nguyên tử theo thành phần của chất sản phẩm

Bước 3: Viết lại đúng bản chất của các chất tham gia

Ví dụ: Cân bằng phương trình hóa học sau: P + O₂ → P₂O₅

Ta viết: P + O → P₂O₅.

Lập luận: Để tạo thành 1 phân tử P₂O₅, ta cần 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O, do đó 2P + 5O → P₂O₅.

Phân tích: Phân tử oxi luôn tồn tại gồm 2 nguyên tử, nếu ta lấy 5 phân tử oxi tức là số nguyên tử oxi tăng lên gấp 2 thì số nguyên tử P và số nguyên tử P₂O₅ cũng tăng lên gấp 2, tức là 4 nguyên tử P và 2 phân tử P₂O₅.

Cuối cùng, ta có:

4P + 5O₂ → 2P₂O₅.

Cách 2: Cân bằng PTHH bằng 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 của nguyên tố đó ở vế kia phải chẵn. Nếu ở một công thức nào đó số nguyên tử của nguyên tố đó còn lẻ thì phải nhân đôi.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng 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

Cách 3: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học dựa trên nguyên tố chung nhất

Cách cân bằng phương trình hóa học này cũng rất dễ áp dụng, các em sẽ bắt đầu cân bằng hệ số của phân tử có chứa nguyên tố xuất hiện nhiều nhất trong phản ứng, sau đó cân bằng các hệ số còn lại.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng: Cu + HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + NO + H₂O

Ta thấy, trong phản ứng trên, nguyên tố xuất hiện nhiều nhất là nguyên tố oxi, do vậy ta sẽ bắt đầu cân bằng số các nguyên tử oxi trước. Vế trái hiện có 3 nguyên tử oxi, vế phải có 8 nên ta sẽ lấy bội chung của 3 và 8 là 24, suy ra hệ số của HNO3 là 24÷3 = 8.

Kế đến, tiến hành cân bằng các hệ số còn lại của phương trình, ta được:

3Cu + 8HNO₃ → 3Cu(NO₃)₂ + 2NO + 4H₂O

Cách 4: Phương pháp cân bằng PTHH theo nguyên tố tiêu biểu

Để có thể cân bằng phương trình hóa học theo cách này, các em cần nắm được thế nào là nguyên tố tiêu biểu. Nguyên tố tiêu biểu là nguyên tố có những đặc điểm sau:

Có mặt ít nhất trong phương trình phản ứng

Có liên quan giá tiếp đến nhiều chất trong phản ứng

Số nguyên tử chưa cân bằng

Phương pháp cân bằng phương trình hóa học theo nguyên tố tiêu biểu thực hiện như sau:

Bước 1: Chọn nguyên tố tiêu biểu dựa theo các đặc điểm trên

Bước 2: Bắt đầu cân bằng nguyên tố tiêu biểu trước

Bước 3: Cân bằng các nguyên tố còn lại

Ví dụ: Cân bằng phương trình sau: KMnO4 + HCl → KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

Ta chọn nguyên tố tiêu biểu trong phản ứng là oxi.

Bắt đầu cân bằng nguyên tố oxi: Xét thấy vế trái có 4O, vế phải có 1O, do vậy ta lấy bội chung là 4, hệ số cân bằng lúc này là KMnO₄ → 4H₂O.

Tiếp đến, xem xét và cân bằng các phân tử còn lại, ta được:

KMnO₄​ + 8HCl → KCl + MnCl₂ ​+ 25​Cl₂​ + 4H₂​O hay 2KMnO₄​ +16HCl → 2KCl +2MnCl₂​ + 5Cl₂​ + 8H₂​O

Cách 5: Phương pháp cân bằng PTHH dựa vào phản ứng cháy của chất hữu cơ

a. Phản ứng cháy của hidrocacbon:

Nên cân bằng theo trình tự sau:

- Cân bằng số nguyên tử H. Lấy số nguyên tử H của hidrocacbon chia cho 2, nếu kết quả lẻ thì nhân đôi phân tử hidrocacbon, nếu chẵn thì để nguyên.

- Cân bằng số nguyên tử C.

- Cân bằng số nguyên tử O.

b. Phản ứng cháy của hợp chất chứa O.

Cân bằng theo trình tự sau:

- Cân bằng số nguyên tử C.

- Cân bằng số nguyên tử H.

- Cân bằng số nguyên tử O bằng cách tính số nguyên tử O ở vế phải rồi trừ đi số nguyên tử O có trong hợp chất. Kết quả thu được đem chia đôi sẽ ra hệ số của phân tử O2. Nếu hệ số đó lẻ thì nhân đôi cả 2 vế của PT để khử mẫu số.

Cách 6: Phương pháp cân bằng PTHH dựa vào bản chất hóa học của phản ứng

Dựa vào bản chất hóa học của phản ứng, ta có thể cân bằng được phương trình một cách nhanh chóng và chính xác.

Ví dụ: Cân bằng phương trình: Fe₂O₃ + CO → Fe + CO₂

Trong phản ứng này, khi CO bị oxi hóa thành CO₂ nó sẽ kết hợp thêm oxi, như vậy trong phân tử Fe₂O₃ có 3 nguyên tử oxi đã đủ để biến 3 phân tử CO thành 3 phân tử CO₂. Do đó, ta cần thêm hệ số 3 trước phân tử CO và CO₂, tiếp theo là hệ số 2 trước Fe.

Cuối cùng, ta được phương trình:

Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂

Cách 7: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học theo trình tự kim loại - phi kim

Một cách cân bằng phương trình hóa học đơn giản mà các em có thể dễ dàng thực hiện là cân bằng theo trình tự kim loại → phi kim → hidro → oxi

Ví dụ: Cân bằng phương trình phản ứng: CuFeS₂ + O₂ → CuO + Fe₂O₃ + SO₂

Ta thấy, nguyên tử Cu đã cân bằng 2 vế nên sẽ bắt đầu cân bằng kim loại Fe, tiêp theo cân bằng lại Cu, S rồi tới O.

Sau đó nhân đôi hệ số, ta được phương trình như sau:

4CuFeS₂ + 13O₂ → 4CuO + 2Fe₂O₃ + 8SO₂

>>> Tham khảo: Viết và cân bằng phương trình hóa học sau NaHSO₄ + NaOH

Cách 8: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học bằng hóa trị tác dụng

Trước đây chúng ta đã từng biết đến hóa trị là gì rồi đúng không các em. Nhưng trong bài học lần này, chúng ta tiếp tục tìm hiểu tới một tên gọi khác liên quan tới hóa trị của một nguyên tố hóa học đó chính là hóa trị tác dụng. Vậy hóa trị tác dụng là gì ?

Hóa trị tác dụng là hóa trị của một nguyên tử hoặc một nhóm nguyên tử của các nguyên tố trong phía chất tham gia và chất sản phẩm của phản ứng hóa học.

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

Bước 1: 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

Bước 2: Tìm bội số chung nhỏ nhất của các hóa trị tác dụng: BSCNN(1, 2, 3) = 6

Bước 3: Lấy BSCNN chia cho các hóa trị ta được các hệ số: 6/II = 3, 6/III = 2, 6/I = 6

Bước 4: 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.​

Cách 9: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học bằng hệ số phân số

Các bước để cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp hệ số phân số:

Bước 1: Thay các hệ số vào phương trình hoá học sao cho thoả điều kiện số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế phương trình bằng nhau, không phân biệt phân số hay số nguyên.

Bước 2: Khử mẫu số bằng cách nhân mẫu số chung ở tất cả các hệ số.

Ví dụ: Cân bằng phương trình:

Bước 1: Đặt hệ số để cân bằng:

​

Bước 2: Khử các phân số bằng cách nhân hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất:

Cách 10: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học bằng đại số

Dùng để xác định hệ số phân tử của chất tham gia và thu được sau phản ứng hoá học. Ta xem 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.

Để thực hiện phương pháp này, các em làm theo 3 bước sau:

Bước 1: Đặt ẩn cho các hệ số.

Bước 2: Cân bằng và lập phương trình đại số dựa trên định luật bảo toàn khối lượng.

Bước 3: Chọn một nghiệm bất kỳ, sau đó suy ra các ẩn còn lại bằng cách giải hệ phương trình.

Ví dụ: Cân bằng phương trình hoá học:

Cu + HNO₃​ → Cu(NO₃​)₂​ + NO↑ + H₂​O

Bước 1: Đặt ẩn cho các hệ số.

Gọi a, b, c, d, e là các hệ số cần tìm:

aCu+ bHNO₃ ​→ cCu(NO₃​)_2​ + dNO↑ + eH₂​O

+ Xét nguyên tử Cu: a = c (1)

+ Xét nguyên tử H: b = 2e (2)

+ Xét nguyên tử N: b = 2c + d (3)

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

Bước 2: Cân bằng và lập phương trình đại số dựa trên định luật bảo toàn khối lượng.

​Ta có

Từ phương trình (2) vaˋ d=b−2c từ phương trình (3)

Thay các ẩn vào phương trình (4): 

​Ta được phương trình: 

Bước 3: Chọn một nghiệm bất kỳ, sau đó suy ra các ẩn còn lại bằng cách giải hệ phương trình.

Để ẩn b là số nguyên thì c phải chia hết cho 3. Thông thường, các em sẽ chọn nghiệm sao cho hệ số của phương trình hoá học là nhỏ nhất.

Chọn c = 3, từ đó tính ra: a = 3, b = 8, d = 2, e = 4.

Cu + 8HNO_3​ → 3Cu(NO₃​)₂​ + 2NO↑ + 4H₂​O

Cách 11: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học bằng cân bằng electron

Đây là phương pháp cân bằng áp dụng cho các phản ứng oxi hóa khử. Bản chất của phương trình này dựa trênm nguyên tắc Trong một phản ứng oxi hóa – khử, số electron do chất khử nhường phải bằng số electron do chất oxi hóa thu.

Các bước cân bằng phương trình bằng phương pháp cân bằng electron:

Ví dụ:

FeS + HNO₃ ​→ Fe(NO₃​)₃​ + N2​O↑ + H₂​SO₄ ​+ H_2​O

Bước 1: Xác định sự thay đổi số oxi hóa.

Fe⁺² –> Fe⁺³

S^-2 →S⁺⁶

N⁺⁵ –> N⁺¹

Bước 2: Thăng bằng electron.

Fe⁺² → Fe⁺³ + 1e

S^-2 → S⁺⁶ + 8e

FeS → Fe⁺³ + S + 9e

2N⁺⁵ + 8e → 2N⁺¹

→ 8FeS và 9N₂O

Bước 3: Đặt hệ số tìm được vào phản ứng và tìm ra các hệ số còn lại.

FeS + 42HNO₃ ​→ 8Fe(NO₃​)₃​ + 9N₂​O↑ + 8H₂​SO₄ ​+ 13H₂​O

>>> Tham khảo: Viết và cân bằng phương trình hóa học sau CO₂ + NaCl

Cách 12: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học bằng cân bằng ion - electron

Bản chất của phương pháp cân bằng ion – electron dựa trên sự cân bằng khối lượng và cân bằng điện tích giữa các chất tham gia phản ứng. Phương pháp này được sử dụng nhiều để cân bằng phương trình diễn ra trong môi trường axit, bazơ hoặc là nước. Các em thực hiện các bước như sau:

Bước 1: Xác định nguyên tố thay đổi số oxi hóa và viết các bán phản ứng oxi hóa - khử.

Bước 2: Cân bằng bán phản ứng.

Bước 3: Nhân hai phương trình với hệ số tương ứng để thăng bằng electron.

Bước 4: Viết phương trình ion đầy đủ bằng cách cộng gộp hai bán phản ứng.

Bước 5: Cân bằng phương trình hóa học dựa trên hệ số của phương trình ion.

Ví dụ: Cân bằng phương trình:

Cu + HNO₃ ​→ Cu(NO₃​)₂​ + NO↑ + H₂​O

Bước 1: Xác định nguyên tố thay đổi số oxi hóa và viết các bán phản ứng oxi hóa – khử.

Cu + H+ + NO^3- → Cu²⁺ + 2NO^3- + NO + H₂O

Cu0 → Cu²⁺

NO → NO^3-

Bước 2: Cân bằng bán phản ứng.

Cu→ Cu²⁺ + 2e 

NO^3- + 4H⁺ + 3e → NO + 2H₂O

Bước 3: Nhân hai phương trình với hệ số tương ứng để thăng bằng electron.

3 x Cu → Cu²⁺ + 2e

2 x NO^3- + 4H⁺ + 3e → NO + 2H₂O

Bước 4: Viết phương trình ion đầy đủ bằng cách cộng gộp hai bán phản ứng.

3Cu⁺ +8H⁺ +2NO³⁻​ → 3Cu²⁺ + 2NO↑ + 4H₂​O

Bước 5: Cân bằng phương trình hóa học dựa trên hệ số của phương trình ion.

3Cu + 8HNO₃ ​→ 3Cu(NO₃​)₂​ + 2NO↑ + 4H₂​O

-------------------------------------

Trên đây Toploigiai đã cùng các bạn đi tìm hiểu các cách cân bằng phương trình hóa học nhanh, dễ hiểu nhất. Hy vọng qua bài viết các bạn sẽ có thêm nhiều kiến thức bổ ích cho quá trình học tập. Chúc các bạn học thật tốt!