Cân bằng phương trình C + HNO3 -> CO2 + NO2 + H2O
Phương trình hóa học chương trình lớp 11 — chuyên đề Oxi hóa khử.
Hoặc thử:
Phương trình đã cân bằng
C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O
Oxi hóa – khử
Lời giải từng bước
1
Liệt kê các nguyên tố tham gia phản ứng
Các nguyên tố có mặt trong phương trình: C, H, N, O.
2
Đếm số nguyên tử ban đầu (chưa có hệ số)
Khi chưa thêm hệ số (tức tất cả hệ số = 1), số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế:
| Nguyên tố | Vế trái | Vế phải | Cân bằng? |
|---|---|---|---|
| C | 1 | 1 | ✓ |
| H | 1 | 2 | ✗ |
| N | 1 | 1 | ✓ |
| O | 3 | 5 | ✗ |
Nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở hai vế chưa bằng nhau, ta cần thêm hệ số phù hợp để cân bằng. Lưu ý: chỉ được thay đổi hệ số (số đứng trước công thức), không bao giờ thay đổi chỉ số (số nhỏ ở dưới ký hiệu).
3
Chọn thứ tự cân bằng
Mẹo: nên cân bằng các nguyên tố xuất hiện ở ít công thức nhất trước, và để H, O cân bằng cuối cùng (vì chúng thường xuất hiện ở nhiều công thức và H₂O ở vế sản phẩm dễ điều chỉnh).
Thứ tự cân bằng đề xuất: C → N → H → O.
4
Cân bằng nguyên tố C
Đếm số nguyên tử C ở hai vế (với hệ số đã chọn):
- Vế trái: 1 = 1 = 1 nguyên tử C
- Vế phải: 1 = 1 = 1 nguyên tử C
✓ Nguyên tố C đã cân bằng.
5
Cân bằng nguyên tố N
Đếm số nguyên tử N ở hai vế (với hệ số đã chọn):
- Vế trái: 4×1 = 4 = 4 nguyên tử N
- Vế phải: 4×1 = 4 = 4 nguyên tử N
✓ Nguyên tố N đã cân bằng.
6
Cân bằng nguyên tố H
Đếm số nguyên tử H ở hai vế (với hệ số đã chọn):
- Vế trái: 4×1 = 4 = 4 nguyên tử H
- Vế phải: 2×2 = 4 = 4 nguyên tử H
✓ Nguyên tố H đã cân bằng.
7
Cân bằng nguyên tố O
Đếm số nguyên tử O ở hai vế (với hệ số đã chọn):
- Vế trái: 4×3 = 12 = 12 nguyên tử O
- Vế phải: 2 = 2 + 4×2 = 8 + 2×1 = 2 = 12 nguyên tử O
✓ Nguyên tố O đã cân bằng.
✓
Kết quả cuối cùng
Phương trình đã cân bằng:
C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O
Bảng kiểm tra nguyên tử
Kiểm tra định luật bảo toàn nguyên tố: số nguyên tử của mỗi nguyên tố phải bằng nhau ở hai vế.
| Nguyên tố | Vế trái | Vế phải | Cân bằng |
|---|---|---|---|
| C | 1 | 1 | ✓ |
| H | 4 | 4 | ✓ |
| N | 4 | 4 | ✓ |
| O | 12 | 12 | ✓ |
Thông tin phản ứng
- Oxi hóa – khử: Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố, có sự cho/nhận electron.
Tóm tắt phương trình
- Phương trình chưa cân bằng: C + HNO3 -> CO2 + NO2 + H2O
- Phương trình đã cân bằng: C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O
- Loại phản ứng: Oxi hóa – khử
- Các nguyên tố tham gia: C (Cacbon), H (Hiđro), N (Nitơ), O (Oxi)
- Chương trình: lớp 11, Oxi hóa khử
Phân tích loại phản ứng
Phản ứng C + HNO3 -> CO2 + NO2 + H2O được phân loại là phản ứng oxi hóa – khử. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố, có sự cho/nhận electron.
Mẹo nhớ và lưu ý cân bằng
- Bước 1: Đếm số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế. Bắt đầu cân bằng từ nguyên tố xuất hiện ít nhất, hoặc kim loại, rồi đến phi kim, cuối cùng là H và O.
- Bước 2: Chỉ được thay đổi hệ số (số trước công thức), không được thay đổi chỉ số (số nhỏ trong công thức). Nếu đổi chỉ số sẽ thành chất khác.
- Bước 3: Sau khi cân bằng, rút gọn các hệ số về tỉ lệ nguyên dương nhỏ nhất. Tổng số nguyên tử mỗi nguyên tố ở hai vế phải bằng nhau.
- Phản ứng oxi hóa khử: Nên dùng phương pháp thăng bằng electron — xác định số oxi hóa thay đổi, cân bằng số electron cho-nhận, sau đó cân bằng các nguyên tố không có sự thay đổi số oxi hóa.
Các phương trình tương tự
Học sinh có thể tham khảo thêm các phương trình liên quan dùng chung nguyên liệu hoặc sản phẩm:
H2 + O2 -> H2O
Phản ứng nổ giữa hiđro và oxi tạo nước, ứng dụng trong pin nhiên liệu.
H2 + CuO -> Cu + H2O
Hiđro khử đồng(II) oxit để tạo đồng kim loại — phản ứng cơ bản trong luyện kim.
Cu + O2 -> CuO
C + O2 -> CO2
Phản ứng cháy hoàn toàn của cacbon — cơ chế tạo khí CO₂ trong tự nhiên và công nghiệp.
C + O2 -> CO
Khi đốt cacbon trong điều kiện thiếu oxi sẽ tạo khí CO — độc, không màu, không mùi.
KClO3 -> KCl + O2
Phản ứng điều chế khí oxi trong phòng thí nghiệm.
KMnO4 -> K2MnO4 + MnO2 + O2
Phản ứng nhiệt phân thuốc tím để điều chế khí oxi.
H2O -> H2 + O2
Điện phân nước là phương pháp công nghiệp sản xuất khí H₂ và O₂.
Tài liệu tham khảo
- Cách cân bằng phương trình hóa học — 4 phương pháp
- Cân bằng phương trình oxi hóa khử
- Cân bằng phương trình có ngoặc
- Các lỗi sai khi cân bằng PTHH
- Bảng tuần hoàn các nguyên tố
- Bảng hóa trị các nguyên tố
- Bảng tính tan
Câu hỏi thường gặp
Cân bằng phương trình C + HNO3 -> CO2 + NO2 + H2O như thế nào?
Phương trình C + HNO3 -> CO2 + NO2 + H2O được cân bằng bằng phương pháp ma trận, kết quả: C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O. Tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau, tuân thủ định luật bảo toàn khối lượng.
Phản ứng C + HNO3 -> CO2 + NO2 + H2O thuộc loại phản ứng nào?
Phản ứng này thuộc loại Oxi hóa – khử. Phản ứng oxi hóa – khử là phản ứng có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố, có sự cho/nhận electron.
Khi nào phản ứng C + HNO3 -> CO2 + NO2 + H2O xảy ra?
Phản ứng C + HNO3 -> CO2 + NO2 + H2O thường xảy ra ở điều kiện thường trong phòng thí nghiệm khi các chất phản ứng được trộn lẫn.
Phương trình C + HNO3 -> CO2 + NO2 + H2O thường gặp trong chương trình nào?
Đây là phương trình hóa học thuộc chương trình lớp 11, chuyên đề Oxi hóa khử.