Hoàn thành chuỗi phản ứng CH4 → C2H2 → C2H4 → C2H6 → C2H5Cl

1. Viết phương trình hóa học cho các phản ứng trong chuỗi chuyển hóa CH4 → C2H2 → C2H4 → C2H6 → C2H5Cl

Phương trình phản ứng hóa học

2CH4 → (1500°C) C2H2 + 3H2

C2H2 + H2 → (t*, Pd) C2H4

C2H4 + H2 → (t*, Ni) C2H6

C2H6 + Cl2 → C2H5Cl + HCl

2. Những điểm quan trọng khi cân bằng phương trình hóa học

Để viết phương trình hóa học chính xác, cần nắm vững những kiến thức sau:

- Công thức của các chất tham gia và sản phẩm: Cần phải biết chính xác công thức của các chất để đảm bảo phản ứng hóa học diễn ra đúng.

- Phân biệt đơn chất và hợp chất: Việc phân loại đúng đơn chất và hợp chất là cần thiết để viết công thức chính xác.

- Viết công thức của đơn chất và hợp chất: Cần nắm vững cách viết công thức của các đơn chất và hợp chất theo các quy tắc hóa học.

Để thực hiện các bước trên, học sinh cần luyện tập viết đúng ký hiệu hóa học của các nguyên tố cũng như công thức của đơn chất và hợp chất.

Để phát triển kỹ năng viết chính xác ký hiệu hóa học, học sinh nên nghe, quan sát, viết và đọc thường xuyên. Họ cần theo dõi giáo viên viết ký hiệu và thực hành theo, tránh viết tùy ý.

Để nâng cao khả năng sử dụng công thức hóa học, cần chú ý:

- Viết đúng công thức khi nắm số nguyên tử của các nguyên tố trong một phân tử chất. Để tạo ra công thức hợp chất chính xác, bạn cần hiểu về hoá trị.

- Nắm vững hoá trị và viết đúng ký hiệu hóa học để có thể lập sơ đồ phản ứng hóa học. Tuy nhiên, việc lập sơ đồ chỉ là bước khởi đầu. Để giải các bài tập hóa học, cần có phương trình hóa học chính xác. Vì thế, cần hiểu về tính chất của các chất điển hình như muối, axit, bazơ và biết cách cân bằng phản ứng hóa học.

3. Phương pháp cân bằng phản ứng hóa học

Các bước cơ bản để cân bằng phương trình hóa học bao gồm:

1. Xác định các chất bị oxi hóa và khử trong phản ứng để biết số oxi hóa của từng nguyên tố.

2. Viết quá trình oxi hóa và khử, sau đó cân bằng số oxi hóa của từng chất.

3. Tìm hệ số phù hợp cho các chất oxi hóa và khử để tổng số electron mà chất khử nhường bằng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận.

4. Đưa các hệ số của chất oxi hóa và khử vào sơ đồ phản ứng và cân bằng số nguyên tử mà không thay đổi số oxi hóa.

5. Kiểm tra phản ứng để đảm bảo số nguyên tử oxi ở cả hai vế phản ứng là bằng nhau.

Ví dụ: Fe + H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O

Trong ví dụ này, chúng ta xác định số oxi hóa của các nguyên tố rồi thực hiện các bước cân bằng như sau:

1. Chất oxi hóa là H2SO4 (với số oxi hóa của S là +6) và chất khử là Fe (số oxi hóa của Fe là 0).

2. Quá trình oxi hóa: 2Fe → Fe2(SO4)3 (Sắt tăng số oxi hóa từ 0 lên +3) và quá trình khử: H2SO4 → SO2 + H2O (Lưu ý rằng S giảm số oxi hóa từ +6 xuống +4).

3. Xác định hệ số thích hợp: Đặt hệ số 3 trước Fe để cân bằng số electron (2Fe → 2Fe3+) và hệ số 1 trước H2SO4.

4. Đưa các hệ số vào sơ đồ phản ứng: 3Fe + 2H2SO4 → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O.

5. Kiểm tra phản ứng: Số nguyên tử oxi ở cả hai vế phản ứng đã được cân bằng.

Phương pháp này chỉ phù hợp cho các phản ứng oxi hóa - khử đơn giản. Đối với các phản ứng phức tạp hơn với hệ số lớn, cần áp dụng các phương pháp cân bằng khác như phương pháp thăng bằng electron.

4. Các phương pháp cân bằng phản ứng hóa học

Cách 1: Phương pháp cân bằng theo nguyên tử nguyên tố. Đây là phương pháp cơ bản và dễ thực hiện với các bước như sau:

Bước 1: Viết lại phương trình hóa học dưới dạng các nguyên tử riêng biệt.

Bước 2: Xác định số lượng nguyên tử của từng nguyên tố trong sản phẩm của phản ứng.

Bước 3: Cân bằng số lượng nguyên tử của các nguyên tố trong các chất phản ứng.

Cách 2: Cân bằng phương trình hóa học bằng phương pháp chẵn - lẻ

Phương pháp này dựa trên quy tắc rằng nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở một bên là số chẵn, thì số nguyên tử của nguyên tố đó ở bên kia cũng phải là số chẵn. Nếu số nguyên tử là số lẻ, hãy nhân đôi số nguyên tử của chất đó ở bên có số nguyên tử lẻ. Sau đó, tiếp tục cân bằng các hệ số còn lại.

Ví dụ: Cân bằng phương trình: FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2

Ở vế bên trái, số nguyên tử oxi là 2, tức là số nguyên tử O2 luôn là số chẵn. Tuy nhiên, ở vế bên phải, oxi trong SO2 là số chẵn, trong khi oxi trong Fe2O3 là số lẻ. Do đó, cần nhân đôi số nguyên tử oxi trong Fe2O3.

Tiếp theo, cân bằng các hệ số còn lại để đạt được: 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2.

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

Phương pháp này tập trung vào việc chọn nguyên tố xuất hiện nhiều nhất trong phản ứng và cân bằng số lượng nguyên tử của nguyên tố đó trước. Sau khi nguyên tố chính được cân bằng, tiếp tục cân bằng các nguyên tố còn lại.

Ví dụ: Cân bằng phản ứng: NaOH + Fe2(SO4)3 → Fe(OH)3 + Na2SO4

Ta thấy số nguyên tử Na ở bên trái là 1, Fe là 2, trong khi bên phải Na là 2 và Fe là 1. Do đó, cần cân bằng số nguyên tử Na và Fe trước.

2NaOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4

Cách 4: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học bằng hóa trị

Phương pháp này sử dụng hóa trị của các nguyên tố trong các chất phản ứng và sản phẩm để cân bằng phương trình. Các bước thực hiện bao gồm:

Bước 1: Xác định hóa trị của từng nguyên tố có mặt trong phản ứng.

Bước 2: Tìm bội số chung nhỏ nhất của các hóa trị đã xác định.

Bước 3: Tính toán hệ số cần thiết để cân bằng phản ứng dựa trên bội số chung.

Bước 4: Áp dụng các hệ số vào phương trình hóa học để hoàn chỉnh.

Cách 5: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học bằng cách sử dụng cân bằng electron

Phương pháp này được sử dụng cho các phản ứng oxi hóa - khử. Các bước thực hiện bao gồm:

Bước 1: Xác định các chất bị oxi hóa và chất bị khử trong phản ứng.

Bước 2: Viết phương trình cho quá trình oxi hóa và khử, sau đó cân bằng số oxi hóa của từng chất.

Bước 3: Tìm hệ số phù hợp để số electron mà chất bị khử nhường ra bằng số electron mà chất bị oxi hóa nhận vào.

Bước 4: Áp dụng các hệ số vào phương trình và cân bằng số nguyên tử mà không làm thay đổi số oxi hóa.

Bước 5: Xác nhận lại phản ứng để đảm bảo số nguyên tử oxi ở cả hai vế là bằng nhau.

Cách 6: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học dựa trên phản ứng cháy của hợp chất chứa oxi

Khi cân bằng phản ứng cháy của hợp chất có chứa oxi, thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Cân bằng số nguyên tử của nguyên tố C.

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của nguyên tố H.

Bước 3: Cân bằng nguyên tố O bằng cách tính tổng số nguyên tử O ở bên phải, trừ đi số nguyên tử O có trong hợp chất, rồi chia đôi để xác định hệ số của phân tử O2. Nếu hệ số là số lẻ, nhân tất cả các hệ số ở cả hai vế với 2.

Cách 7: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học dựa trên đặc điểm hóa học của phản ứng

Dựa vào đặc điểm hóa học của phản ứng, bạn có thể nhanh chóng và chính xác cân bằng phương trình.

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. Do đó, với 3 nguyên tử oxi có trong Fe2O3, đủ để chuyển đổi 3 phân tử CO thành 3 phân tử CO2. Vì vậy, cần thêm hệ số 3 trước CO và CO2, và hệ số 2 trước Fe. Cuối cùng, ta có phương trình:

Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

Cách 8: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học theo trình tự kim loại – phi kim

Một phương pháp đơn giản để cân bằng phương trình hóa học là thực hiện 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 được cân bằng ở cả hai vế, vì vậy tiếp theo ta cân bằng kim loại Fe, sau đó cân bằng lại Cu, S và cuối cùng là O. Nhân đôi hệ số, ta có phương trình như sau:

4CuFeS2 + 13O2 → 4CuO + 2Fe2O3 + 8SO2

Dưới đây là chia sẻ từ Mytour về Hoàn thành chuỗi phản ứng CH4 → C2H2 → C2H4 → C2H6 → C2H5Cl