Cân bằng phương trình phản ứng Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O cùng các bài tập liên quan

1. Cân bằng phản ứng hóa học: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O

Cân bằng phương trình hóa học: Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NH4NO3 + H2O

Nhôm phản ứng với axit nitric tạo thành nhôm nitrat, nitrat amoni và nước

Cân bằng phương trình: 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O

Vậy hệ số cân bằng là các số nguyên, với hệ số các chất trong sản phẩm lần lượt là 8, 3 và 0

Hệ số cân bằng của các chất tham gia phản ứng là 8 và 3.

2. Một số bài tập về cân bằng phương trình hóa học

Bài tập 1: Cân bằng phương trình hóa học

a) Cân bằng phương trình cháy của methane (CH4) trong không khí để tạo CO2 và H2O:

CH4 + O2 → CO2 + H2O

b) Cân bằng phản ứng hydrat hóa ethene (C2H4) để tạo ethane (C2H6):

C2H4 + H2 → C2H6

c) Cân bằng phản ứng sản xuất amoniac (NH₃) từ nitro sunfat (HNO₃) và khí hydro (H₂):

HNO₃ + H₂ -> NH₃ + H₂O

d) Cân bằng phản ứng phân huỷ nước (hydrolysis) của natri sunfat (Na₂SO₄) để tạo ra natri hydroxide (NaOH) và axit sulfuric (H₂SO₄):

Na₂SO₄ + H₂O -> NaOH + H₂SO₄

e) Cân bằng phản ứng tạo sắt(III) oxit (Fe₂O₃) từ sắt (Fe) và oxy (O₂):

4Fe + 3O₂ -> 2Fe₂O₃

f) Cân bằng phản ứng tạo nước với nguyên tắc bảo toàn khối lượng:

2H₂ + O₂ -> 2H₂O

g) Cân bằng phản ứng tổng hợp amoniac từ nitro sunfat, bảo đảm nguyên tắc bảo toàn khối lượng:

2HNO₃ + 3H₂ -> 2NH₃ + 4H₂O

h) Cân bằng phản ứng sản xuất sulfur dioxide (SO₂) từ sunfat (SO₃) và nước:

SO₃ + H₂O -> H₂SO₄

i) Cân bằng phản ứng tổng hợp dinitrogen pentoxide (N₂O₅) từ dinitrogen tetroxide (N₂O₄) và oxy (O₂):

N₂O₄ + O₂

k) Cân bằng phản ứng tạo kali chlorat (KClO₃) từ kali chlorua (KCl) và oxy (O₂):

4KCl + 3O₂ -> 2KClO₃

Bài tập 2: Viết phương trình cân bằng cho phản ứng cháy hoàn toàn etanol (C₂H₅OH) để tạo CO₂ và H₂O. Sau đó, tính số mol CO₂ và H₂O sinh ra khi đốt cháy 5 mol etanol.

Giải:

Viết phương trình cân bằng cho phản ứng: C₂H₅OH + 3 O₂ -> 2 CO₂ + 3 H₂O

Xác định tỷ lệ số mol của CO₂ và H₂O so với etanol trong phương trình cân bằng.

Sử dụng số mol etanol đã biết để tính toán số mol CO₂ và H₂O sinh ra.

Bài tập 3: Xem xét phản ứng sau: N₂ + 3H₂ -> 2NH₃. Với 4 mol N₂ và 12 mol H₂, tính số mol NH₃ sinh ra sau phản ứng.

Giải:

Viết phương trình cân bằng cho phản ứng.

Xác định tỷ lệ số mol của NH₃ so với N₂ trong phương trình cân bằng.

Dựa trên số mol N₂ đã cho, tính toán số mol NH₃ tạo thành.

Bài tập 4: Xem xét phản ứng sau: CH₄ + 2 O₂ -> CO₂ + 2 H₂O. Tính số mol CO₂ sinh ra nếu bạn có 10 mol CH₄ và đủ lượng O₂.

Giải:

Viết phương trình cân bằng cho phản ứng.

Xác định tỷ lệ số mol của CO₂ so với CH₄ trong phương trình cân bằng.

Dựa trên số mol CH₄ đã cho, tính số mol CO₂ tạo thành.

Bài tập 5: Một hợp chất AX₂ phân hủy thành A và X₂. Với 5 mol hợp chất AX₂, tính số mol của A và X₂ tạo ra sau phản ứng phân hủy.

Giải:

Viết phương trình cân bằng cho phản ứng phân hủy.

Xác định tỷ lệ số mol của A và X₂ so với AX₂ trong phương trình cân bằng.

Dựa vào số mol AX₂ đã biết, tính toán số mol của A và X₂ tạo ra.

Bài tập 6: Khi nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl₃ cho đến dư, hiện tượng quan sát được là:

A. Xuất hiện kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa sẽ tan.

B. Chỉ xuất hiện kết tủa keo trắng.

C. Xuất hiện kết tủa keo trắng và có khí thoát ra.

D. Không có kết tủa, khí thoát ra.

Khi nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl₃ cho đến dư, ban đầu sẽ xuất hiện kết tủa keo trắng.

3NaOH + AlCl₃ → Al(OH)₃ ↓ + 3NaCl

Sau đó, kết tủa keo trắng sẽ tan trong NaOH dư, tạo thành dung dịch trong suốt (vì Al(OH)₃ có tính lưỡng tính, có thể hòa tan trong dung dịch axit dư hoặc kiềm dư).

NaOH + Al(OH)₃ → NaAlO₂ + 2H₂O

Câu 7: Cân bằng phương trình phản ứng Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂S + H₂O

Chúng ta sẽ điều chỉnh hệ số để cân bằng phương trình và tính số phân tử H₂O tạo thành. Thực hiện cân bằng phản ứng bằng cách thêm các hệ số phù hợp:

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂S + H₂O

Hãy thử cân bằng phản ứng bằng cách sử dụng các hệ số sau đây:

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂S + H₂O

1 1 1 1 1

Tiếp theo, chúng ta sẽ kiểm tra sự cân bằng số nguyên tử của từng nguyên tố:

Magiê (Mg): 1 nguyên tử bên trái = 1 nguyên tử bên phải

Hydro (H): 2 nguyên tử bên trái = 2 nguyên tử bên phải

Lưu huỳnh (S): 1 nguyên tử bên trái = 1 nguyên tử bên phải

Số nguyên tử oxy (O) bên trái là 4, còn bên phải chỉ có 1.

Biểu thức cân bằng hiện tại không làm số nguyên tử oxy (O) bên trái và bên phải khớp nhau. Để cân bằng, cần điều chỉnh hệ số của H₂O. Chúng ta có thể sử dụng hệ số 4 cho H₂O để cân bằng oxy.

Mg + H₂SO₄ → MgSO₄ + H₂S + 4H₂O

1 1 1 1 4

Hiện tại, số nguyên tử của tất cả các nguyên tố đã được cân bằng hoàn toàn.

Magiê (Mg): Số nguyên tử bên trái và bên phải đều là 1.

Hydro (H): Số nguyên tử bên trái bằng số nguyên tử bên phải, đều là 2.

Lưu huỳnh (S): Số nguyên tử bên trái và bên phải là 1.

Oxy (O): Số nguyên tử bên trái và bên phải đều là 4.

Do đó, với hệ số cân bằng đơn giản nhất, số phân tử H₂O là 4.

3. Hướng dẫn cân bằng phản ứng hóa học

Cân bằng phản ứng hóa học là quy trình điều chỉnh số lượng các chất tham gia để đảm bảo rằng tỷ lệ giữa các chất tham gia và sản phẩm tuân theo phương trình phản ứng. Để thực hiện việc này, bạn cần thực hiện các bước sau đây:

Viết phương trình phản ứng: Bắt đầu bằng cách viết phương trình phản ứng hóa học cần cân bằng. Đảm bảo rằng các công thức của tất cả các chất tham gia và sản phẩm đều chính xác.

Đếm số lượng nguyên tử: Xác định số lượng nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phản ứng. Điều này sẽ giúp bạn biết số lượng tối thiểu của các chất tham gia để cân bằng phản ứng.

Sử dụng hệ số: Thêm hệ số vào trước các chất tham gia và sản phẩm để đảm bảo số nguyên tử của mỗi nguyên tố cân bằng ở cả hai bên phương trình. Bạn có thể dùng hệ số nguyên tố hoặc hệ số phân tử.

Kiểm tra sự cân bằng: Đảm bảo phản ứng đã được cân bằng bằng cách đối chiếu số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở cả hai bên phương trình. Nếu chưa cân bằng, điều chỉnh các hệ số cho đến khi đạt được sự cân bằng.

Xem xét lại: Sau khi điều chỉnh hệ số, kiểm tra lại phản ứng để đảm bảo rằng các chất tham gia và sản phẩm đều cân bằng với nhau.

Xác minh quy luật bảo toàn khối lượng: Đảm bảo rằng tổng khối lượng của các chất tham gia bằng tổng khối lượng của các sản phẩm, dựa theo nguyên tắc bảo toàn khối lượng.

Ghi nhớ quy tắc cân bằng: Luôn nhớ rằng trong phản ứng hóa học, số lượng nguyên tử và khối lượng phải được bảo toàn.

Ví dụ: Phản ứng: C₃H₈ + O₂ → CO₂ + H₂O

Đếm số nguyên tử:

C: 3(C) = 3

H: 8(H) = 8

O: 2(O) (trong C₃H₈) + 2(O) (trong O₂) = 4

Để cân bằng O₂, bạn có thể thêm hệ số 5 trước O₂ để đảm bảo số nguyên tử O đồng đều:

C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O

Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng cháy etanol (C₂H₅OH) thành CO₂ và H₂O: Phản ứng chưa cân bằng ban đầu: C₂H₅OH + O₂ → CO₂ + H₂O

Bước 1: Đếm số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong các phân tử tham gia và sản phẩm.

C₂H₅OH: Có 2 nguyên tử carbon (C), 6 nguyên tử hydro (H), và 1 nguyên tử oxy (O).

CO₂: Có 1 nguyên tử carbon (C) và 2 nguyên tử oxy (O).

H₂O: Chứa 2 nguyên tử hydro (H) và 1 nguyên tử oxy (O).

O₂: Có 2 nguyên tử oxy (O).

Bước 2: Đếm số nguyên tử của từng nguyên tố ở cả hai bên của phương trình.

Carbon (C): 2 nguyên tử (bên trái) = 1 nguyên tử (bên phải).

Hydro (H): 6 nguyên tử (bên trái) = 2 nguyên tử (bên phải).

Oxy (O): 1 nguyên tử (bên trái) + 2 nguyên tử (bên trái) = 3 nguyên tử (bên phải).

Bước 3: Sử dụng hệ số để điều chỉnh số nguyên tử cho cả hai bên của phản ứng được cân bằng.

Phản ứng đã cân bằng: C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O

Cuối cùng, kiểm tra lại để đảm bảo rằng tất cả các nguyên tử đã được cân bằng và tuân theo quy luật bảo toàn khối lượng. Thực hành thường xuyên để thành thạo trong việc cân bằng phản ứng hóa học.