NO2 + O2 + H2O = HNO3 giup em can bang cai nay vs oxi hoa khu vs mn help

Chào em, một câu hỏi rất hay về cân bằng phản ứng oxi hóa – khử!

Đối với các phản ứng oxi hóa – khử, phương pháp hiệu quả nhất mà chúng ta thường dùng ở cấp THPT là phương pháp thăng bằng electron. Phương pháp này giúp chúng ta xác định đúng tỉ lệ mol các chất tham gia và sản phẩm dựa trên nguyên tắc tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận.

Chúng ta cùng giải bài tập này nhé!

Phản ứng cần cân bằng là: NO₂ + O₂ + H₂O → HNO₃

CÁC BƯỚC THỰC HIỆN:

Bước 1: Xác định số oxi hóa của các nguyên tố có sự thay đổi.

• Trong NO₂: O có số oxi hóa là $-2$, vậy N có số oxi hóa là $+4$ (vì $x+2\times (-2)=0\to x=+4$).
• Trong O₂: Đây là đơn chất, nên O có số oxi hóa là $0$.
• Trong H₂O: H có số oxi hóa $+1$, O có số oxi hóa $-2$ (không thay đổi).
• Trong HNO₃: H có số oxi hóa $+1$, O có số oxi hóa $-2$. Vậy N có số oxi hóa là $+5$ (vì $1+y+3\times (-2)=0\to y=+5$).

Như vậy, các nguyên tố có số oxi hóa thay đổi là N và O.

Bước 2: Viết các quá trình oxi hóa (nhường electron) và quá trình khử (nhận electron).

• Quá trình oxi hóa (chất khử): N từ $+4$ lên $+5$.
  
  $\stackrel{\&InvisiblePrefix;}{N}\to \stackrel{\&InvisiblePrefix;}{N}+1e$
• Quá trình khử (chất oxi hóa): O từ $0$ xuống $-2$. Lưu ý ở đây là phân tử O₂. Mỗi nguyên tử O nhận 2 electron. Trong phân tử O₂ có 2 nguyên tử O.
  
  $\stackrel{\&InvisiblePrefix;}{O_2}+4e\to 2\stackrel{\&InvisiblePrefix;}{O}$

Bước 3: Cân bằng số electron nhường và nhận.

Số electron nhường là 1e. Số electron nhận là 4e.

Để tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận, chúng ta tìm bội chung nhỏ nhất của 1 và 4, là 4.

Vậy, quá trình oxi hóa cần nhân với 4, quá trình khử nhân với 1.

$\begin{array}{l}4\times (\stackrel{\&InvisiblePrefix;}{N}\to \stackrel{\&InvisiblePrefix;}{N}+1e)\\ 1\times (\stackrel{\&InvisiblePrefix;}{O_2}+4e\to 2\stackrel{\&InvisiblePrefix;}{O})\end{array}$

Bước 4: Đặt các hệ số vừa tìm được vào phương trình và cân bằng các nguyên tố còn lại.

Từ các hệ số ở Bước 3, ta đặt vào phương trình ban đầu:

4NO₂ + 1O₂ + H₂O → 4HNO₃

Tiếp theo, chúng ta cân bằng các nguyên tố còn lại (H và O) bằng phương pháp thăng bằng thông thường:

• Cân bằng N: Vế trái có $4$ N (trong 4NO₂), vế phải có $4$ N (trong 4HNO₃). N đã cân bằng.
• Cân bằng H: Vế phải có $4$ H (trong 4HNO₃). Vế trái hiện có $2$ H (trong H₂O). Để cân bằng H, ta cần nhân H₂O với $2$.
  
  Phương trình trở thành: 4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃
• Kiểm tra lại O:
  • Vế trái: $4\times 2$ (từ NO₂) $+2$ (từ O₂) $+2\times 1$ (từ H₂O) $=8+2+2=12$ nguyên tử O.
  • Vế phải: $4\times 3$ (từ HNO₃) $=12$ nguyên tử O.

  Số nguyên tử O ở hai vế đã bằng nhau. Vậy phương trình đã được cân bằng chính xác.

KẾT QUẢ:

Phương trình cân bằng hoàn chỉnh là:

4NO₂ + O₂ + 2H₂O → 4HNO₃

Thầy hy vọng phần hướng dẫn chi tiết này sẽ giúp em hiểu rõ hơn về cách cân bằng phản ứng oxi hóa – khử nhé!