PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ
Hoá học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường. Môn Hoá 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 việc khoa học là nền tảng cho việc giáo dục xã
hội chủ nghĩa, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động, có những
phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, có ý thức
trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội.
Thông qua học tập bộ môn Hóa học HS được tìm hiểu các kiến thức về
cấu tạo, phân loại, tính chất và ứng dụng của chất. Trong phần tính chất cơ bản của
các chất thì có sự xuất hiện của các phản ứng hoá học và kéo theo nó là các phương
trình hoá học xuất hiện. Việc cân bằng các phương trình hoá học là một việc rất cần
thiết để HS có thể giải các bài toán hoá học.
Khi nói đến môn Hoá học ở trường trung học cơ sở, đa phần học sinh 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 không muốn học.
Bài tập dạng cân bằng phương trình hóa học là một trong những dạng bài tập
quan trọng vì hầu hết các bài toán trong hóa học đều liên quan đến phương trình
hóa học, đều sử dụng phương trình hóa học để tính toán các số liệu liên quan. Do
đó nếu cân bằng phương trình sai sẽ dẫn tới kết quả bài toán sai. Trong khi đó
phương trình hóa học thì có nhiều loại cho nhiều chất cụ thể, nhất là trong các phản
ứng có nhiều chất tham gia, nhiều sản phẩm. Vì vậy để cân bằng sao cho đúng và
nhanh 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 bằng được phương trình,
1
phát triển được năng lực tư duy, sáng tạo mà vẫn gây được hứng thú học tập cho
học sinh là điều tôi luôn quan tâm.
bằng được nhưng chưa nhanh. 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 liên quan đến
phương trình hóa học, viết phương trình không đúng dẫn đến kết quả bài toán sẽ sai
hoàn toàn. Chính vì vậy mà trong các bài học giáo viên lại phải hướng dẫn học sinh
3
viết phương trình, cân bằng phương trình. 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 bằng phương trình
hóa học qua từng năm học tôi thấy kết quả còn thấp, cụ thể:
Cân bằng
Năm học
Sĩ số
2009 -2010
2010 -2011
2011 -2012
2012 - 2013
Bản thân tôi là
44
20
21
22
một
Biết cân bằng
0
6
27,3
16
72,7
giáo viên trẻ được phân công công tác tại trường THCS
Thành Lâm, một trường học vùng cao, với điều kiện còn nhiều khó khăn, thiếu
trang thiết bị, không có phòng học bộ môn; đồng thời tất cả học sinh là dân tộc
thiểu số với trình độ còn hạn chế, năng lực 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 khăn đặc biệt là với bộ môn thực nghiệm như môn Hóa. Tuy
nhiên bản thân tôi luôn trăn trở để tìm ra những hướng đi, cách giải quyết vấn đề
sao cho ngắn gọn, dễ hiểu và dễ nhớ. Trong sáng kiến này tôi xin trình bày những
kinh nghiệm của bản thân trong quá trình giảng dạy nội dung cân bằng 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 sinh phải biết
các nguyên tắc cân bằng phương trình; biết đếm số nguyên tử trước, sau phản ứng;
biết lựa chon hệ số và biết viết hệ số đúng vị trí. Để làm được những điều đó đòi
hỏi HS phải có phương pháp kết hợp với tăng cường làm bài tập để hình thành kĩ
năng trong cân bằng phương trình hóa học.
4
1.2. Đối với giáo viên:
Bản thân giáo viên phải có sự đầu tư để tìm ra phương pháp phù hợp. Đồng
thời trong quá trình giảng dạy giáo viên phải phân loại các đối tượng học sinh để từ
1.1 = 1Na
1.2 = 2Na
1.1 = 1H
1.2 = 2H
1.1 + 1.2 = 3O
1.3 + 1.1 = 4O
2.2. Các nguyên tắc cơ bản khi cân bằng PTHH:
5
Để HS cân bằng phương trình hóa học đúng và nhanh, khi giảng dạy 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 tố trước 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 tử thì coi cả
nhóm như một đơn vị để cân bằng
- Trong trường hợp khi cân bằng gặp hệ số là phân số thì phải khử mẫu 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 tố trước và sau phản ứng
có bằng nhau không. Nếu bằng thì phương trình cân bằng đúng, ngược lại thì
phương trình cân bằng sai do đó phải cân bằng lại
2.4. Các phương pháp cân bằng PTHH áp dụng trong khung chương
trình THCS:
Dạng 1: Cân bằng PTHH bằng phương pháp "Nguyên tố trung tâm’’
3
vào trước O2
2
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.
2Al
+
3O
2
2
to
Al2O3
Bước 4: Hoàn chỉnh phương trình bằng cách khử mẫu, ta được PTHH:
4Al
+
3O2
t0
2
3
H2O
2
3
5
) = O, trước phản ứng có 2O
2
2
5
trước O2
4
to
7
5
O2
4
NH3 +
NO +
3
H2O
+
HCl
Al2O3 +
HCl
Fe3O4 +
Al
HClO
to
t
to,xt
o
HCl
AlCl3 +
Fe
AlCl3
O2
to
Al2O3
Hướng dẫn giải:
8
Bước 1: Nhận thấy: Trước phản ứng có 2O (số chẵn), sau phản ứng có 3O
(số lẻ)
Bước 2: Làm chẵn số nguyên tử Oxi sau phản ứng bằng cách thêm hệ số 2
vào trước Al2O3
Al +
O2
to
2Al2O3
Bước 3: Khi đó: sau phản ứng có 4Al, trước phản
ứng có 1Al, nên ta đặt hệ
o
t
số 4 vào trước Al:
to
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 +
to
O2
2Fe2O3 +
SO2
Lúc này trước phản ứng coi như S là không đổi: Trước phản ứng có 8S sau
to
có 1S nên thêm hệ số 8 trước SO2
4FeS2 +
O2
số nguyên tử Oxi là số lẻ nên ta đặt hệ số 2 trước
to công thức P2O5
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
to
4P +
O2
2P2O5
Khi đó: Trước phản ứng có 2O sau phản ứng có 10O nên cân bằng Oxi bằng
cách thêm hệ số 5 trước O2 ta được phươngt0trình hoàn chỉnh:
4P +
5O2
2 P2O5
* Bài tập vận dụng:
Fe
FeCl2 +
Na2SO4 + BaCl2
Na
+
Fe(OH)3
HgO
H2 O
to
NaCl
to
+
H2
BaSO4
NaOH +
H2
Fe2O3 +
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 tử Oxi.
Bước 3: Khử mẫu các hệ số (nếu cần) để được phương trình hoàn chỉnh
Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:
C2H6 +
to
O2
CO2 +
H2O
Hướng dẫn giải
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, ohệ số 3 trước H2O để cân bằng C và H
C2H6 +
O2
t
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
4CO2 +
6H2O
to
CO2 +
H2O
Hướng dẫn giải
11
Bước 1: Đầu tiên coi hệ số của C2H4 là 1. Vậy trước phản ứng có 2C, 4H;
sau phản ứng có 1C, 2H
Bước 2: Thêm hệ số 2 trước COo2, hệ số 2 trước H2O để cân bằng C và H
t
C2H4, +
O2
2CO2 +
2H2O
Khi đó sau phản ứng có số nguyên tử Oxi là (2.2 + 2.1) = 6O và trước phản
ứng là 2O, do đó cân bằng Oxi bằng cách thêm hệ số 3 trước O 2 ta được phương
2
Bước 2: Thêm hệ số x trước CO2,;
CxHy +
O2
to
xCO2 +
y
H2O
2
y
2
Lúc này sau phản ứng có 2 x + O và trước phản ứng có 2O. Do đó ta thêm
y
4
hệ số x + trước O2 ta được phương trình:
0
t
phản ứng có 1C, 2H
Bước 2: Thêm hệ số 2 trước CO2 và
hệ số 3 trước H2O
o
C2H6O +
O2
t
2CO2 +
3H2O
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 O 2 bằng cách
thực hiện phép tính sau:
chỉnh:
0
7 −1
= 3 . Thêm hệtsố 3 trước O2 ta được phương trình hoàn
2
C2H6O +
3O2
2CO2 +
xCO2 +
y
H2O
2
13
y
2
Lúc này sau phản ứng có 2 x + nguyên tử Oxi còn trước phản ứng có
(z+2) nguyên tử Oxi và số nguyên tử Oxi trong C xHyOz luôn là z. Do đó ta thêm
y z
x + − trước O2. Ta được phương trình hoàn chỉnh:
4 2
y z
CxHyOz + x + − O2
4
t0
to
O2
5
1
trước H2O và hệ số trước N2
2
2
2CO2 +
Khi đó số nguyên tử Oxi sau phản ứng là (2.2 +
5 H2O +
2
1 N2
2
5
13
.1) = , còn trước phản ứng là
2
2
4O. Mà hệ số của C2H5O2N là 1 nên ở đây có 2O cố định do đó tìm hệ số của O 2
9
9
13
4C2H5O2N +
9O2
8CO2 +
10H2O +
2N2
ªQua ví dụ này GV có thể cho học sinh
khá, giỏi về cân bằng công thức tổng quát:
o
t
14
CxHyOzNt +
O2
CO2 +
H2 O +
N2
Hướng dẫn giải
Bước 1: Coi hệ số của CxHyOzNt là 1 thì trước phản ứng lúc này có: xC, yH,
y
4
y
H2O +
2
t
N2
2
z
2
0
t
y z
CxHyOzNt + x + − O2
4 2
xCO2 +
* Bài tập vận dụng:
C3H9N +
O2
C4H9NO2 +
O2
t
to
o
t
to
to
to
to
to
CO2
+
H2O
CO2
+
H2 O
Dạng 4: Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp: “Đại số”
Với các phương trình phức tạp có nhiều chất phản ứng hay sản phẩm rất khó
để áp dụng 3 cách cân bằng trên, do đó giáo viên có thể hướng dẫn HS khá, giỏi
cách cân bằng theo phương pháp đại số
* Các bước tiến hành:
15
Bước 1: Đưa các hệ số a, b, c, d, e, f, ...lần lượt vào các công thức ở 2 vế của
phương trình phản ứng.
Bước 2: Thiết lập các phương trình toán học chứa các ẩn trên theo nguyên
tắc số nguyên tử của nguyên tố trước và sau phản ứng bằng nhau. Từ đó được 1 hệ
phương trình chứa các ẩn.
Bước 3: Giải hệ phương trình vừa lập để tìm các hệ số.
Bước 4: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng và khử mẫu (nếu
cần).
* Lưu ý: Đối với bước 3, do HS lớp 8 chưa được học kiến thức về giải hệ
phương trình nên GV phải hướng dẫn cho HS cách giải, đặc biệt trong trường hợp
số ẩn nhiều hơn số phương trình chứa ẩn thì phải chọn giá trị cụ thể cho một ẩn nào
đó sao cho dễ giải hệ phương trình nhất.
* Các ví dụ cụ thể:
Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau
Cu +
H2SO4(đ)
CuSO4 +
- Số nguyên tử H:
2b = 2e
(3)
- Số nguyên tử O:
4b = 4c + 2d + e
(4)
Từ (1), (2), (3), (4) ta có hệ:
a=c
(1)
b = (c + d)
(2)
16
(I)
2b = 2e
(3)
Cu +
2H2SO4
Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:
0
Al +
t
HNO3(đ)
Al(NO3)3 +
NO2 +
H2O
Hướng dẫn giải
Bước 1:
aAl +
bHNO3
cAl(NO3)3 + dNO2 + eH2O
Bước 2: Lập hệ phương trình gồm:
- Số nguyên tử Al:
a=c
1
Al +
3
2HNO3
Al +
6HNO3
t
0
1
Al(NO3)3 +
3
NO2 +
H2O
Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O
* Bài tập vận dụng:
17
t
NO2 +
Cl2 +
H2 O +
H2 O
H2O
NO
Fe(OH)3
Al2(SO4)3 +
Fe2O3 +
H2 O +
SO2
SO2
Dạng 5: Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp: “nguyên tố thay
đổi hóa trị”
Ở dạng 4 ta có thể giải quyết tạm thời về vấn đề cân bằng nhưng nhược điểm
của phương pháp này là việc lập và giải hệ phương trình toán học tương đối phức
tạp (đặc biệt là HS lớp 8). Để khắc phục nhược điểm này thì GV giới thiệu thêm
cho HS dạng 5 này. Tuy nhiên về bản chất thì phương pháp này áp dụng cho các
+ Trong trường hợp nguyên tử thay đổi hóa trị có chỉ số khác 1 thì ta nhân
chỉ số đó với hiệu số để tìm BCNN và khi đưa hệ số hợp thức vào phương trình thì
phải ưu tiên đưa vào phân tử chứa nguyên tử đó
* Các ví dụ cụ thể
Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:
Cu +
HNO3(l)
Cu(NO3)2 +
NO +
H2O
Hướng dẫn giải
Bước 1: Xác định sự thay đổi hóa trị của các nguyên tố
0
Cu +
V
HNO3
II
II
Cu(NO3)2 +
Bước 3: Tìm BCNN của hai hiệu số:
BCNN(2, 3) = 6
Bước 4: Tìm hệ số hợp thức của Cu và N:
- Hệ số hợp thức của Cu là:
(6 : 2) = 3
- Hệ số hợp thức của N là:
(6 : 3) = 2
Đưa hệ số hợp thức vào phương trình ta được:
Cu +
HNO3
3Cu(NO3)2 +
2NO +
H2O
Bước 5: Cân bằng các nguyên tố:
- Trước phản ứng có 1Cu, 1N; sau phản ứng có 3Cu, 8N. Do đó thêm hệ số 3
trước Cu, hệ số 8 trước HNO3
3Cu +
8HNO3
3Cu(NO3)2 +
×3
Cu
II
BCNN(2,3) = 6
20
N
5–2= 3
×2
N
Từ đó HS đưa các hệ số lần lượt vào để cân bằng các nguyên tố lần lượt: Cu, N, H.
sau đó kiểm tra lại phương trình
Ví dụ 2: Cân bằng phương trình:
Al +
to
H2SO4(đ)
Al2(SO4)3 +
SO2 +
VI
S
Al2
IV
6–4= 2
S
Bước 3: BCNN(6, 2) = 6
Bước 4: Tìm hệ số hợp thức của Al và S:
- Hệ số hợp thức của Al là:
(6 : 6) = 1
- Hệ số hợp thức của S là:
(6 : 2) = 3
Đưa hệ số hợp thức vào phương trình ta được:
Al +
H2SO4
1Al2(SO4)3 +
3SO2 +
đã cân bằng.
* Sơ đồ tóm tắt:
0
VI
Al +
III
H2SO4
IV
Al2(SO4)3 +
0
SO2 +
H2O
III
(0 – 3).2 = - 6
2Al
×1
Al2
Fe +
III
IV
HNO3
Fe(NO3)3 +
0
NO2 +
H2 O
III
0–3= -3
Fe
×1
Fe
V
BCNN(3,1) = 3
t0
Fe2O3 +
CO
FeO +
HNO3(l)
Fe(NO3)3 +
H2O +
FeSO4
Al2(SO4)3 +
Fe
Al
+
Fe
+
H2O
H2O
Cl2 +
H2O
H2O +
NO
IV. Kết quả nghiên cứu:
Sau khi hướng dẫn học sinh cân bằng với các phương pháp tôi đã trình bày,
học sinh đã biết cách cân bằng và cân bằng nhanh được các dạng phương trình hóa
học trong SGK, sách nâng cao, chất lượng bài kiểm tra được cải thiện. Cụ thể sau
khi cho HS lớp 8 và 9 làm kiểm tra giữa học kỳ II về cân bằng phương trình hóa
học, kết quả thu được như sau:
Cân bằng
Năm học
Lớp
Sĩ số
nhanh
SL
%
8
44
6
13,6
2
9,5
Đồng thời thông qua các buổi thảo luận ở
Biết cân bằng
Không biết cân
SL
%
30
68,2
27
69,2
13
65
31
70,5
15
71,4
13
65
15
68,2
15
71,4
tổ chuyên môn,
bằng
SL
Không những thế, phương pháp này còn góp phần giảm bớt được hoạt động
của giáo viên, phát huy được năng lực tự nghiên cứu của học sinh; phù hợp với
phương pháp dạy học tích cực lấy học sinh làm trung tâm.
Trên đây là một số kinh nghiệm của bản thân rút ra được trong quá trình
giảng dạy khi tôi áp dụng vào dạy HS đại trà, cũng như HS giỏi đã thu được một số
kết quả. Tuy nhiên trong quá trình triển khai và thực hiện giảng dạy, đề tài không
tránh khỏi sự thiếu sót. Thông qua đề tài này tôi rất mong sự đóng góp, giúp đỡ của
các đồng nghiệp để tính thực tiễn của đề tài có kết quả cao hơn.
II. Đề xuất:
- Cần có phòng học bộ môn Hoá học.
- Cần cung cấp kịp thời dụng cụ và hoá chất phục vụ cho thí nghiệm
- Cần trang bị thêm máy chiếu để giờ học đạt kết quả cao.
- Phòng giáo dục cần tăng cường triển khai các chuyên đề soạn giảng, sử
dụng giáo án điện tử và một số phần mềm dạy học hóa học để bản thân tôi và các
đồng nghiệp được trao đổi, học hỏi kinh nghiệm nhiều hơn
Thành Lâm, ngày 10 tháng 3 năm 2013
Xác nhận của thủ trưởng đơn vị
Tôi xin cam đoan đây là sáng kiến kinh
nghiệm của mình viết, không sao chép của
người khác.
Giáo viên
24
Hoàng Thị Thuận
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA