skkn một số phương pháp giúp học sinh thcs cân bằng phương trình hoá học thcs thành lâm

Nhưng xét về nguyên tắc chung để cân bằngmột phương trình hoá học thì phải làm sao cho số nguyên tử của mỗinguyên tố trong phương trình trước và sau phản ứng phải bằng nhau.. trình bày t

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ

Hoá học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường MônHoá 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 việckhoa học là nền tảng cho việc giáo dục xã hội chủ nghĩa, phát triểnnăng lực nhận thức, năng lực hành động, có những phẩm chất cần thiếtnhư cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, có ý thức tráchnhiệm với bản thân, gia đình, xã hội

Thông qua học tập bộ môn Hóa học HS được tìm hiểu các kiếnthức về cấu tạo, phân loại, tính chất và ứng dụng của chất Trong phầntính chất cơ bản của các chất thì có sự xuất hiện của các phản ứng hoáhọc và kéo theo nó là các phương trình hoá học xuất hiện Việc cân bằngcác phương trình hoá học là một việc rất cần thiết để HS có thể giải cácbài toán hoá học

Khi nói đến môn Hoá học ở trường trung học cơ sở, đa phần họcsinh 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 khôngmuốn học

Bài tập dạng cân bằng phương trình hóa học là một trong nhữngdạng bài tập quan trọng vì hầu hết các bài toán trong hóa học đều liênquan đến phương trình hóa học, đều sử dụng phương trình hóa học đểtính toán các số liệu liên quan Do đó nếu cân bằng phương trình sai sẽdẫn tới kết quả bài toán sai Trong khi đó phương trình hóa học thì cónhiều loại cho nhiều chất cụ thể, nhất là trong các phản ứng có nhiềuchất tham gia, nhiều sản phẩm Vì vậy để cân bằng sao cho đúng vànhanh 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 bằngđược phương trình, phát triển được năng lực tư duy, sáng tạo mà vẫn gâyđược 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 choviệc 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 cấpTHCS.

PHẦN II: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

I Cơ sở lý luận:

Trong Hoá học có nhiều chất, nhiều phản ứng xảy ra theo các cơchế và các dạng khác nhau Nhưng xét về nguyên tắc chung để cân bằngmột phương trình hoá học thì phải làm sao cho số nguyên tử của mỗinguyên 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

sản phẩm thì việc cân bằng phương trình còn dễ Nhưng khi gặp phảinhững loại phản ứng mà có nhiều chất phản ứng và sản phẩm thì họcsinh 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 chươngtrình hóa học 8 học sinh không học mà chỉ được giới thiệu và làm quenmột cách sơ đẳng ở chương trình hóa học lớp 9 Vì vậy trong phạm vicủa 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 phươngtrình phản ứng oxi hóa – khử giúp học sinh khá, giỏi có thể cân bằngphương trình một cách dễ dàng hơn khi áp dụng vào giải các bài tập saunày Nội dung được xếp theo 5 dạng, mỗi dạng đều có nguyên tắc ápdụng, 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 quenvới 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 cáchđếm số nguyên tử mỗi nguyên tố, chưa biết chọn hệ số và viết ở vị trínào, chỉ có một số học sinh khá giỏi thì cân bằng được nhưng chưanhanh 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 liênquan đến phương trình hóa học, viết phương trình không đúng dẫn đếnkết quả bài toán sẽ sai hoàn toàn Chính vì vậy mà trong các bài học giáoviên lại phải hướng dẫn học sinh viết phương trình, cân bằng phươngtrình 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 bằngphương trình hóa học qua từng năm học tôi thấy kết quả còn thấp, c th : ụ thể: ể:

Năm học Sĩ số

Cân bằngnhanh

Biết cânbằng

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 khănđặc biệt là với bộ môn thực nghiệm như môn Hóa Tuy nhiên bản thântôi luôn trăn trở để tìm ra những hướng đi, cách giải quyết vấn đề saocho ngắn gọn, dễ hiểu và dễ nhớ Trong sáng kiến này tôi xin trình bàynhững kinh nghiệm của bản thân trong quá trình giảng dạy nội dung cânbằng 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 sinhphải biết các nguyên tắc cân bằng phương trình; biết đếm số nguyên tửtrước, sau phản ứng; biết lựa chon hệ số và biết viết hệ số đúng vị trí Đểlàm được những điều đó đòi hỏi HS phải có phương pháp kết hợp vớităng cường làm bài tập để hình thành kĩ năng trong cân bằng phươngtrình hóa học

1.2 Đối với giáo viên:

Bản thân giáo viên phải có sự đầu tư để tìm ra phương pháp phùhợp Đồng thời trong quá trình giảng dạy giáo viên phải phân loại cácđối tượng học sinh để từ đó có những dạng bài tập cụ thể cho từng đốitượng Đối với học sinh khá, giỏi giáo viên có thể giảng dạy những bàitập nâng cao đòi hỏi học sinh phải vận dụng tối đa khả năng tư duy củamình Riêng với học sinh còn lại có thể dạy kĩ hơn và đưa ra những bàitập phù hợp với trình độ học sinh để các em tiếp thu kiến thức đượcthuận 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 điềuchỉnh.

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 phươngtrình hóa học là phải đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố trước, trong và sauquá trình cân bằng phương trình Tuy nhiên không dễ để đếm đúng nếukhông biết cách, đặc biệt khi nguyên tố nằm trong nhiều chất Vì vậy GVcần hướng dẫn tỉ mỉ cho HS cách đếm:

- Nếu nguyên tố nằm trong 1 chất thì lấy hệ số nhân với chỉ số củanguyên 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

Để HS cân bằng phương trình hóa học đúng và nhanh, khi giảngdạy người GV phải lưu ý HS tuân theo một số nguyên tắc cơ bản sau:

- Trong phương trình hóa học số nguyên tử của mỗi nguyên tốtrước 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 tửthì coi cả nhóm như một đơn vị để cân bằng

- Trong trường hợp khi cân bằng gặp hệ số là phân số thì phải khửmẫu 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 tốtrước và sau phản ứng có bằng nhau không Nếu bằng thì phương trìnhcân bằng đúng, ngược lại thì phương trình cân bằng sai do đó phải cânbằng lại

2.4 Các phương pháp cân bằng PTHH áp dụng trong khung chương trình THCS:

* 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 bằngnhau

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 :

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

t o

Bước 2: Cân bằng nguyên tố Oxi bằng cách thêm hệ số 23 vàotrước O2

Al + 23 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

4Al + 3O2 2Al2O3

Ví dụ 2: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:

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 23 trước H2O

Bước 3: Lúc này sau phản ứng có (1 + 23 ) = 25 O, trước phản ứng

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:

4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O

* Bài tập vận dụng:

Cân bằng các PTHH sau:

P + O2 P2O5 FeCl2 + Al AlCl3 + Fe

Al + HCl AlCl3 + H2 Al2O3 + HCl AlCl3 + H2O

Fe3O4 + Al Al2O3 + Fe 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 phươngtrình 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 thứckhác 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.

Bước 2: Làm chẵn số nguyên tử Oxi sau phản ứng bằng cách thêm

hệ số 2 vào trước Al2O3

Al + O2 2Al2O3

Bước 3: Khi đó: sau phản ứng có 4Al, trước phản ứng có 1Al, nên

ta đặt hệ số 4 vào trước Al: 4Al + O22Al2O3

Cuối cùng thấy sau phản ứng có 6O, trước phản ứng có 2O nên tathêm hệ số 3 vào trước O2 sẽ được phương trình hoàn chỉnh:

4Al + 3O2 2Al2O3

Ví dụ 2: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:

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 Fe2O3bằng cách đặt hệ số 2 trước công thức Fe2O3

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

4FeS2 + O2 2Fe2O3 + SO2

Lúc này trước phản ứng coi như S là không đổi: Trước phản ứng có8S sau có 1S nên thêm hệ số 8 trước SO2

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 trìnhhoàn chỉnh:

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2

Ví dụ 3: Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:

P + O2 P2O5

Hướng dẫn giải:

Bước 1, 2: Ta thấy số nguyên tử Oxi trước phản ứng số chẵn còn

trong P2O5 số nguyên tử Oxi là số lẻ nên ta đặt hệ số 2 trước công thứcP2O5

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

Khi đó: Trước phản ứng có 2O sau phản ứng có 10O nên cân bằngOxi bằng cách thêm hệ số 5 trước O2 ta được phương trình hoàn chỉnh: 4P + 5O2 2 P2O5

Na + H2O NaOH + H2 Fe(OH)3 Fe2O3 + H2O 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 hợpchất 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 thểgiới thiệu sơ qua và hướng dẫn HS cân bằng nhanh trong các bài kiểmtra Thông thường ở THCS thì dạng này là chủ yếu:

Hợp chất hữu cơ + O2 CO2 + H2O + một sốchất 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 tửOxi

Bước 3: Khử mẫu các hệ số (nếu cần) để được phương trình hoàn

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, hệ số 3 trước H2O để cân bằng C

và H

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 27 trước O2 ta được phươngtrình:

C2H6 + 27 O2 2CO2 + 3H2O

Bước 3: Nhân các hệ số với 2 ta được phương trình hóa học hoàn

chỉnh

2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O

Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:

Bước 2: Thêm hệ số 2 trước CO2, hệ số 2 trước H2O để cân bằng C

và H

C2H4, + O2 2CO2 + 2H2O

Khi đó sau phản ứng có số nguyên tử Oxi là (2.2 + 2.1) = 6O vàtrước phản ứng là 2O, do đó cân bằng Oxi bằng cách thêm hệ số 3 trướcO2 ta được phương trình:

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, tăngkhả năng tư duy của HS

Ví dụ 3: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:

CxHy + O2 CO2 + H2O

Bước 2: Thêm hệ số x trước CO2,; 2y trước H2O để cân bằng C vàH

CxHy + O2 xCO2 + 2y H2O

y

x O2 x CO2 + 2y H2O

Ví dụ 4: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:

C2H6O + O2 CO2 + H2O

Bước 2: Thêm hệ số 2 trước CO2 và hệ số 3 trước H2O

C2H6O + O2 2CO2 + 3H2O

t 0

t o

t o

t o

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 O2 bằng cách thực hiện phép tính sau: 3

2

1 7





Thêm hệ số 3trước O2 ta được phương trình hoàn chỉnh: C2H6O +3O2 2CO2 + 3H2O

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 CxHyOz

để rèn luyện khả năng cân bằng phương trình của học sinh

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 2y trước H2O

CxHyOz + O2 xCO2 + 2y H2O

t 0

t o

t o

2x y nguyên tử Oxi còn trước phảnứng có (z+2) nguyên tử Oxi và số nguyên tử Oxi trong CxHyOz luôn là z.

z y

x trước O2 Ta được phương trình hoàn chỉnh:

z y

x O2 x CO2 + 2y H2O

Ví dụ 6: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:

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