Cân bằng phương trình NO2 + H2O + O2 -> HNO3
Bước cuối sản xuất HNO₃ trong công nghiệp.
Hoặc thử:
Phương trình đã cân bằng
4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3
Hóa hợp
Ứng dụng: Bước cuối sản xuất HNO₃ trong công nghiệp.
Lời giải từng bước
1
Liệt kê các nguyên tố tham gia phản ứng
Các nguyên tố có mặt trong phương trình: N, O, H.
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? |
|---|---|---|---|
| N | 1 | 1 | ✓ |
| O | 5 | 3 | ✗ |
| H | 2 | 1 | ✗ |
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: N → H → O.
4
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.
5
Cân bằng nguyên tố H
Đếm số nguyên tử H ở hai vế (với hệ số đã chọn):
- Vế trái: 2×2 = 4 = 4 nguyên tử H
- Vế phải: 4×1 = 4 = 4 nguyên tử H
✓ Nguyên tố H đã cân bằng.
6
Cân bằng nguyên tố O
Đếm số nguyên tử O ở hai vế (với hệ số đã chọn):
- Vế trái: 4×2 = 8 + 2×1 = 2 + 2 = 2 = 12 nguyên tử O
- Vế phải: 4×3 = 12 = 12 nguyên tử O
✓ Nguyên tố O đã cân bằng.
✓
Kết quả cuối cùng
Phương trình đã cân bằng:
4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3
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 |
|---|---|---|---|
| N | 4 | 4 | ✓ |
| O | 12 | 12 | ✓ |
| H | 4 | 4 | ✓ |
Thông tin phản ứng
- Hóa hợp: Phản ứng hóa hợp là phản ứng có nhiều chất phản ứng kết hợp tạo thành một chất sản phẩm duy nhất.
Tóm tắt phương trình
- Phương trình chưa cân bằng: NO2 + H2O + O2 -> HNO3
- Phương trình đã cân bằng: 4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3
- Loại phản ứng: Hóa hợp
- Các nguyên tố tham gia: N (Nitơ), O (Oxi), H (Hiđro)
- Chương trình: lớp 11, Nitơ - Photpho
Phân tích loại phản ứng
Phản ứng NO2 + H2O + O2 -> HNO3 được phân loại là phản ứng hóa hợp. Phản ứng hóa hợp là phản ứng có nhiều chất phản ứng kết hợp tạo thành một chất sản phẩm duy nhất.
Ứng dụng thực tế của phản ứng
Bước cuối sản xuất HNO₃ trong công nghiệp.
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.
Các phương trình tương tự
Học sinh có thể tham khảo thêm các phương trình liên quan dùng chung nguyên liệu hoặc sản phẩm:
Fe + O2 -> Fe2O3
Đây là phản ứng gỉ sắt diễn ra trong tự nhiên khi sắt tiếp xúc với không khí ẩm.
Fe + O2 -> Fe3O4
Phản ứng tạo oxit sắt từ (Fe₃O₄) khi đốt sắt trong oxi.
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.
Al + O2 -> Al2O3
Lớp Al₂O₃ này bảo vệ nhôm khỏi bị ăn mòn thêm.
Cu + O2 -> CuO
Mg + O2 -> MgO
Magie cháy trong oxi với ngọn lửa trắng sáng, được dùng trong pháo hoa.
Zn + O2 -> ZnO
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 NO2 + H2O + O2 -> HNO3 như thế nào?
Phương trình NO2 + H2O + O2 -> HNO3 được cân bằng bằng phương pháp ma trận, kết quả: 4NO2 + 2H2O + O2 → 4HNO3. Tổng số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau, tuân thủ định luật bảo toàn khối lượng.
Phản ứng NO2 + H2O + O2 -> HNO3 thuộc loại phản ứng nào?
Phản ứng này thuộc loại Hóa hợp. Phản ứng hóa hợp là phản ứng có nhiều chất phản ứng kết hợp tạo thành một chất sản phẩm duy nhất.
Khi nào phản ứng NO2 + H2O + O2 -> HNO3 xảy ra?
Phản ứng NO2 + H2O + O2 -> HNO3 thường xảy ra ở điều kiện thường trong phòng thí nghiệm khi các chất phản ứng được trộn lẫn.
Phương trình NO2 + H2O + O2 -> HNO3 thường gặp trong chương trình nào?
Đây là phương trình hóa học thuộc chương trình lớp 11, chuyên đề Nitơ - Photpho.
Phản ứng NO2 + H2O + O2 -> HNO3 có ứng dụng gì trong thực tế?
Bước cuối sản xuất HNO₃ trong công nghiệp.