Phương trình hóa học là gì? Cách lập và cân bằng PTHH chuẩn nhất

Phương trình hóa học là gì?

Phương trình hóa học dùng để biểu diễn ngắn gọn phản ứng hóa học hay sự phản ứng giữa các chất hoặc hợp chất với nhau.  Trong phương trình hóa học, số nguyên tử mỗi nguyên tố trong các chất trước và sau phản ứng giữ nguyên.

Ví dụ: $2{\mathrm{H}}_2 + {\mathrm{O}}_2 \to 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

2 Fe + 3 Cl2 → 2 FeCl3

Về ý nghĩa, phương trình hóa học biểu diễn gì? Phương trình hóa học cho biết tỉ lệ số nguyên tử, phân tử giữ các chất/ từng cặp chất trong phản ứng và tỉ lệ này bằng tỉ lệ hệ số mỗi chất trong phương trình.

Ví dụ về phương trình hóa học: 3Fe + 2O2 → Fe3O4

Số nguyên tử Fe : số phân tử O2 : Số phân tử Fe3O4 = 3:2:1

Ta hiểu rằng: Cứ 3 nguyên tử Fe tác dụng với 2 phân tử O2 sẽ tạo ra 1 phân tử Fe3O4.

 Tỉ lệ từng cặp chất là:

• 3 nguyên tử Fe tác dụng với 2 phân tử O2.

• 3 nguyên tử Fe phản ứng tạo ra 1 phân tử Fe3O4.

Cách cân bằng phương trình phản ứng hóa học 

Khi viết phương trình hóa học, ta phải đảm bảo số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau. Việc này gọi là cân bằng phương trình phản ứng hóa học. Dưới đây là các bước cơ bản:

Bước 1: Viết công thức hóa học chính xác của các chất

Trước hết, hãy viết đúng công thức hóa học của các chất phản ứng (chất đầu) và sản phẩm (chất tạo thành).

Ví dụ: phản ứng giữa hydro và oxy tạo thành nước được viết là: H₂ + O₂ → H₂O

Bước 2: Xác định số nguyên tử của từng nguyên tố ở mỗi vế

• Vế trái: H có 2 nguyên tử, O có 2 nguyên tử

• Vế phải: H có 2 nguyên tử, O có 1 nguyên tử

Ta thấy số nguyên tử O chưa bằng nhau.

Bước 3: Đặt hệ số (số nhỏ ở trước công thức)

Thay vì đổi chỉ số trong công thức (vì điều đó làm sai chất), ta chỉ được thêm hệ số.

Ví dụ: đặt hệ số 2 trước H₂O

→ H₂ + O₂ → 2H₂O

Giờ đếm lại:

• Vế phải: H có 4 nguyên tử, O có 2 nguyên tử

• Vế trái: H có 2 nguyên tử, O có 2 nguyên tử. Nếu H vẫn chưa cân bằng, nên ta đặt 2 trước H₂ là 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Giờ cả H và O đều bằng nhau thì phương trình đã cân bằng.

Bước 4: Kiểm tra lại

Đếm lại số nguyên tử từng nguyên tố để chắc chắn cân bằng. Nếu tất cả đều bằng nhau, phương trình hoàn chỉnh.

Cách lập phương trình hóa học

Dưới đây là các bước lập phương trình hóa học chi tiết:

Bước 1: Viết phương trình chữ

Trước hết, viết tên các chất tham gia và sản phẩm bằng tên gọi hóa học.

Ví dụ: Khi cho khí hydro tác dụng với khí oxy tạo ra nước ta có: Hydro + Oxy → Nước

Bước 2: Viết công thức hóa học của các chất

Thay tên các chất bằng công thức hóa học chính xác.

Ví dụ: H₂ + O₂ → H₂O

Bước 3: Cân bằng phương trình

Đảm bảo số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau.

Cân bằng phương trình trên ta được : 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Bước 4: Ghi trạng thái (nếu biết)

Có thể thêm trạng thái của chất sau công thức:

• (r) hoặc (s): chất rắn

• (l): chất lỏng

• (g): chất khí

• (aq): dung dịch (chất tan trong nước)

Ví dụ hoàn chỉnh: 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l)

Bước 5: Kiểm tra và đọc phương trình

Đọc lại phương trình để đảm bảo đúng ý nghĩa phản ứng.

Ví dụ: “Hai phân tử khí hydro tác dụng với một phân tử khí oxy tạo thành hai phân tử nước.”

Cách tính phương trình hóa học

Sau khi đã lập và cân bằng được phương trình phản ứng, ta có thể tính toán khối lượng, thể tích hoặc số mol của các chất tham gia và sản phẩm dựa trên tỉ lệ hệ số trong phương trình.

Bước 1. Viết và cân bằng phương trình hóa học

Đây là bước đầu tiên và bắt buộc.

Ví dụ: $$H2+O2→2H2O2H₂ + O₂ → 2H₂O

Phương trình cho biết 2 mol H₂ phản ứng với 1 mol O₂ tạo thành 2 mol H₂O.

Bước 2. Xác định dữ kiện đề bài

Đề có thể cho:

• Khối lượng (m)

• Thể tích (V)

• Số mol (n)

và yêu cầu tính một đại lượng khác.

Bước 3. Đổi các đại lượng về số mol (nếu cần)

Sử dụng các công thức:

• n = m/M (với chất rắn hoặc lỏng)
• n = v/22,4 (với chất khí ở đktc)
• n = CM x V (với dung dịch, trong đó CM là nồng độ mol/l, V là thể tích lít)

Bước 4. Dựa vào tỉ lệ hệ số trong phương trình

Từ phương trình, xác định tỉ lệ mol giữa các chất để tính chất còn lại.

Ví dụ: 2H₂ + O₂ → 2H₂O

Tỉ lệ: H₂ : O₂ : H₂O = 2 : 1 : 2

Nếu biết n(H₂), ta có thể suy ra n(O₂) và n(H₂O).

Bước 5. Tính đại lượng cần tìm

Sau khi tìm được số mol, dùng các công thức ngược lại:

m = n x M (tính khối lượng)

V = n x 22,4 (tính thể tích khí ở đktc)

Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn 4 g khí metan (CH₄). Tính thể tích khí O₂ cần dùng (ở đktc) và thể tích khí CO₂ tạo thành.

Lời giải:

• Viết và cân bằng phương trình: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

   

• Tính số mol CH₄:
  $n_{CH₄} = \dfrac{4}{16} = 0,25 \text{ mol}$
  

• Từ phương trình: 1 mol CH₄ phản ứng với 2 mol O₂ → 1 mol CO₂
  ⇒ $n_{O₂} = 0,25 \times 2 = 0,5 \text{ mol}$
  ⇒ $n_{CO₂} = 0,25 \times 1 = 0,25 \text{ mol}$
  

• Tính thể tích:
  $V_{O₂} = 0,5 \times 22,4 = 11,2 \text{ lít}$
  $V_{CO₂} = 0,25 \times 22,4 = 5,6 \text{ lít}$
  

Kết quả:

• Thể tích O₂ cần dùng: 11,2 lít

• Thể tích CO₂ tạo thành: 5,6 lít

Một số quy tắc lập phương trình phản ứng hóa học cần nhớ

Để áp dụng tốt cách lập phương trình hoá học, các bạn cần nắm chắc các quy tắc dưới đây:

• Viết đúng công thức hóa học của các chất: Trước khi lập phương trình, phải xác định chính xác công thức của từng chất dựa trên hóa trị. Việc viết sai công thức sẽ khiến phương trình sai hoàn toàn.

• Xác định chất tham gia và sản phẩm của phản ứng: Dựa vào đề bài và hiểu biết về loại phản ứng (hóa hợp, phân hủy, thế, trao đổi, oxi hóa – khử) để biết chất nào phản ứng với chất nào và tạo ra chất gì.

• Viết phương trình phản ứng bằng công thức hóa học: Thay tên các chất bằng công thức tương ứng, sắp xếp chất phản ứng ở vế trái và sản phẩm ở vế phải của dấu mũi tên.

• Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố: Đặt hệ số thích hợp trước các công thức sao cho số nguyên tử của từng nguyên tố ở hai vế bằng nhau, không được thay đổi chỉ số trong công thức.

• Ghi rõ trạng thái của các chất (nếu có): Sử dụng các ký hiệu: (r) hoặc (s) cho chất rắn, (l) cho chất lỏng, (g) cho chất khí, (aq) cho chất tan trong nước.

• Kiểm tra lại phương trình: Đếm lại số nguyên tử từng nguyên tố, xem phương trình đã cân bằng và có nghĩa hóa học thực tế hay chưa.

• Đọc và hiểu ý nghĩa phương trình: Mỗi phương trình thể hiện tỉ lệ giữa các chất tham gia và tạo thành, giúp ta hiểu bản chất và quy luật của phản ứng hóa học.

Các bài viết không thể bỏ lỡ

Phản ứng hóa học là gì? Phân loại, điều kiện & bài tập vận dụng

Cân bằng hóa học là gì? Tìm hiểu chi tiết từ A-Z

Phản ứng oxi hóa khử: Định nghĩa, phân loại và các dấu hiệu nhận biết

Cách viết phương trình hóa học, bạn cần lưu ý những gì? 

Để viết phương trình đúng, tránh những lỗi sai không đáng có, bạn cần chú ý:

• Khí oxi tồn tại ở dạng phân tử O2 vì vậy chúng ta sẽ không viết 6) trong phương trình hóa học. Các bạn không được thay đổi chỉ số trong những công thức hóa học đã viết đúng. Khi viết CTHH, chúng ta viết hệ số cao bằng kí hiệu, không được viết chỉ số nhỏ hơn ký hiệu. Ví dụ về cách viết sai 2Fe (Viết đúng phải là 2Fe).

• Nếu trong CTHH có nhóm nguyên tử (OH), (SO4)... thì coi cả nhóm như một đơn vị để cân bằng. Trước và sau phản ứng số nhóm nguyên tử phải bằng nhau.

Ví dụ: Lập pthh của phản ứng hóa học giữa natri cacbonat và canxi hidroxit tạo ra canxi cacbonat và natri hidroxit.

Lúc này, ta có sơ đồ phản ứng: ${\mathrm{Na}}_2{\mathrm{CO}}_3 + \mathrm{Ca} {\left(\mathrm{OH}\right)}_2 \to {\mathrm{CaCO}}_3 + 2\mathrm{NaOH}$

Ví dụ 2: Viết phương trình hóa học của axit nitric và sắt 2 oxit.

Ta có phương trình: FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

Xem thêm: Axit nitric (HNO3): Cấu tạo phân tử, tính chất, cách điều chế và ứng dụng

Các ký hiệu thường gặp trong PTHH

Các ký hiệu được sử dụng để phân biệt giữa các loại phản ứng khác nhau. Có các ký hiệu:

• "=" để biểu thị một cân bằng hóa học.
• "→" để biểu thị phản ứng một chiều.
• "⇄" để biểu thị phản ứng hai chiều.
• "⇌" để biểu thị phản ứng ở trạng thái cân bằng.

Bài tập thực hành cách giải phương trình hóa học

Bài tập thực hành phương trình hóa học gồm cả lý thuyết và thực hành để giúp các bạn học sinh củng cố vững kiến thức hơn.

Bài tập 1: Câu hỏi lý thuyết

1/ Phương trình hóa học biểu diễn gì, gồm công thức hóa học của những chất nào?

2/ Sơ đồ của phản ứng khác với phương trình hóa học của phản ứng ở điểm nào?

Trả lời:

1/ Phương trình hóa học biểu diễn ngắn gọn phản ứng hóa học: bao gồm công thức hóa học của chất phản ứng và sản phẩm phản ứng.

b) Sơ đồ của phản ứng chưa có hệ số thích hợp, tức là chưa cân bằng nguyên tử trong khi đó phương trình hóa học thì các nguyên tố đã được cân bằng. Trong một số trường hợp, sơ đồ phản ứng hóa học cũng chính là phương trình hóa học.

Bài 2: Lập PTHH và cho biết tỉ lệ số nguyên tử, phân tử của các chất trong mỗi phản ứng

Na + O2 → Na2O

Từ sơ đồ phản ứng trên, ta thấy số O bên trái ít hơn bên phải, ta thêm hệ số 2 trước Na2O và được: Na + O2 → 2Na2O. Lúc này số nguyên tử Na bên trái là 4, ta thêm hệ số 4 trước Na bên phải và được phương trình hóa học: 4Na + O2 → 2Na2O

Tỉ lệ số nguyên tử, phân tử của các chất: Số nguyên tử Na : Số phân tử oxi : Số phân tử Na2O là 4:1:2

Bài 3: Lập phương trình hóa học của phản ứng

Cho sơ đồ phản ứng:

a) Na + Cl₂ → NaCl

b) H₂ + O₂ → H₂O

Lời giải:

a) Đặt hệ số 2 trước NaCl, được:

Na + Cl₂ → 2NaCl

Bên trái cần thêm 2 vào Na.

Vậy phương trình hóa học là:

2Na + Cl₂ → 2NaCl

b) Đặt hệ số 2 trước H₂O, được:

H₂ + O₂ → 2H₂O

Bên trái cần thêm 2 vào H₂.

Vậy phương trình hóa học là:

2H₂ + O₂ → 2H₂O

Bài 4: Lập phương trình hóa học của phản ứng

Cho sơ đồ phản ứng:

a) Fe + S → FeS

b) Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂

Lập phương trình hóa học của phản ứng.

Lời giải:

a) Phương trình đã cân bằng.

Vậy phương trình hóa học là:

Fe + S → FeS

b) Đặt hệ số 2 trước HCl, được:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Vậy phương trình hóa học là:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

Bài 5: Lập phương trình hóa học của phản ứng

Cho sơ đồ phản ứng:

a) Ca + O₂ → CaO

b) Mg + HCl → MgCl₂ + H₂

Lập phương trình hóa học của phản ứng.

Lời giải:

a) Đặt hệ số 2 trước CaO, được:

Ca + O₂ → 2CaO

Bên trái cần thêm 2 vào Ca.

Vậy phương trình hóa học là:

2Ca + O₂ → 2CaO

b) Đặt hệ số 2 trước HCl, được:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

Vậy phương trình hóa học là:

Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂

FAQ - Một số câu hỏi thường gặp

1. Phương trình hóa học là gì?

Phương trình hóa học là cách biểu diễn ngắn gọn quá trình phản ứng hóa học bằng công thức hóa học của các chất, có dấu mũi tên (→) chỉ chiều phản ứng và hệ số cho biết tỉ lệ giữa các chất tham gia và sản phẩm.

2. Phương trình hóa học khác gì với phản ứng hóa học?

Phản ứng hóa học là sự biến đổi chất này thành chất khác, còn phương trình hóa học chỉ là cách viết, biểu diễn phản ứng đó bằng ký hiệu hóa học.

3. Muốn lập một phương trình hóa học thì cần làm gì?

Cần thực hiện 4 bước:

1. Viết phương trình chữ (ghi tên các chất tham gia và sản phẩm).
2. Viết công thức hóa học của các chất.
3. Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố.
4. Ghi trạng thái của các chất (rắn, lỏng, khí, dung dịch).

4. Khi nào cần cân bằng phương trình hóa học?

Khi số nguyên tử của một nguyên tố ở hai vế không bằng nhau, phải thêm hệ số (số nhỏ đặt trước công thức) để cân bằng.

5. Khi cân bằng phương trình, có được thay đổi chỉ số trong công thức không?

Không được. Chỉ được thêm hệ số trước công thức hóa học, không được thay đổi chỉ số nhỏ vì điều đó làm sai bản chất của chất.

6. Hệ số trong phương trình hóa học có ý nghĩa gì?

Hệ số cho biết tỉ lệ số nguyên tử, phân tử hoặc mol của các chất tham gia và sản phẩm trong phản ứng.

7. Làm sao để biết phản ứng nào có thật, phản ứng nào không xảy ra?

Phải dựa vào tính chất hóa học của các chất và điều kiện phản ứng (nhiệt độ, xúc tác, ánh sáng, ...). Một số phản ứng chỉ xảy ra khi có điều kiện thích hợp.

8. Có những loại phản ứng hóa học nào thường gặp?

Gồm bốn loại cơ bản:

• Phản ứng hóa hợp
• Phản ứng phân hủy
• Phản ứng thế
• Phản ứng trao đổi

9. Tại sao cần viết và cân bằng đúng phương trình hóa học?

Vì phương trình hóa học giúp ta hiểu rõ tỉ lệ giữa các chất, lượng chất cần dùng hoặc tạo thành, và ý nghĩa định lượng của phản ứng – đây là cơ sở cho các bài tính toán hóa học.

Với những kiến thức về phương trình hóa học bao gồm định nghĩa, cách lập phương trình phản ứng hóa học và bài tập áp dụng ở trên chắc hẳn bạn đã có thêm cho mình kiến thức bổ ích về chủ đề này rồi chứ? Tiếp tục đón đọc chuyên mục kiến thức cơ bản của Monkey để có thêm cho mình nhiều tài liệu ôn tập hữu ích nhé.