3.10: 化学方程式

化学方程式表示化学反应中涉及的物质的身份和相对数量。发生反应的物质称为反应物，其分子式位于方程式的左侧。反应产生的物质称为产物，其公式位于等式的右侧。加号（+）分隔了各个反应物和产物的化学式，箭头（＆rarr;）分隔了方程式中的反应物和产物（左右）。反应物和产物种类的相对数量由数字系数表示，该系数紧接在每个公式的左侧。通常通常不显示系数1。最小的整数系数通常在化学方程式中使用，它们被解释为比率。例如，甲烷和氧气反应生成1：2：1：2的二氧化碳和水。

该比率表明甲烷，氧气，二氧化碳和水的最小可能系数分别为1、2、1和2。可以针对任何数量（数量）单位来解释系数，因此可以通过多种方式正确读取此方程式，包括：

i。一个甲烷分子和两个氧分子反应生成一个二氧化碳分子和两个水分子。

ii。一摩尔的甲烷分子和2摩尔的氧分子反应生成1摩尔的二氧化碳分子和2摩尔的水分子。

在化学方程式中，反应物和产物的物理状态经常用分子式后的括号来表示。标准缩写包括“ s ”＆rsquo;对于固体，＆lt; l ＆rsquo;对于液体，“ g ＆rsquo;气体和 aq ＆rsquo;溶解在水中的物质。

平衡方程

在平衡方程中，反应中涉及的每个元素的原子数在反应物和产物侧均相同，从而满足物质守恒定律。可以通过在箭头的两边加上原子数并比较这些和以确保它们相等来确认平衡方程。注意，给定元素的原子数是通过将包含该元素的任何公式的系数乘以公式中的元素下标来计算的。如果某个元素在方程式的给定一侧出现在多个公式中，则必须计算每个元素中表示的原子数，然后将它们加在一起。

为了平衡方程式，可以根据需要更改方程式的系数。在平衡化学方程式的过程中，有时方便使用分数而不是整数作为中间系数。当达到平衡时，所有等式的系数都可以乘以整数，以将分数系数转换为整数，而不会破坏原子平衡。

例如，乙烷（C ₂ H ₆ ）与氧气反应生成水和二氧化碳，可用以下不平衡方程表示：

不平衡方程包含： 

要平衡碳原子和氢原子的数量，请分别将CO ₂ 乘以系数2，将H ₂ O乘以系数3。这会将产品上的氧原子总数更改为7。要平衡氧原子数目，请用氧乘以分数系数7/2。通过更改反应物和产物的系数，碳，氢和氧原子的这种初始平衡给出了暂时平衡的方程式：

通过将每个系数乘以2来生成常规的仅具有整数系数的平衡方程，以生成方程：

本文改编自 Openstax，化学2e，第4.1节：编写和平衡化学方程式。

化学反应是一种或多种 物质变成不同的物质的化学转化。一个反应通常 用化学方程式来表示，它利用 化学式来表示所涉及的原子、分子 或化合物。反应开始时存在 并在反应过程中被消耗的物质称为反应物。反应物指定在方程式的左边。反应过程中形成的物质称为产物，并在方程式的右边显示。将反应物和产物分开的箭头 表示反应的方向。物质的不同状态 用括号中的缩写来描述。化学反应遵循质量守恒定律，即所有参与反应的元素的总质量 是守恒的。因此，每种元素的累积原子数 在反应物和产物中都是匹配的。化学方程式是用数值系数来平衡的，以反映参与反应的原子的实际数量。重要的是，在平衡任何化学方程式时 只改变数值系数，而不改变定义化合物 同一性的数值下标。一般的指导方针有助于有效地说明和调整 一个化学方程式。例如，液体苯甲酸的燃烧，形成 气态二氧化碳和水，最初是 用骨架化学方程式来表示的。接下来首先调整化合物中的原子 然后调整自由元素的原子使原子达到平衡。在二氧化碳和水的分子式前面 加上系数 7 和 3 平衡了碳原子和氢原子。二分之十五的分数系数 调整了氧原子。通过将整个方程式乘以分母，分数系数被转换成整数。平衡方程式中每种元素的原子 总数在两边是相等的。在有离子化合物参与反应的 化学方程式中，应首先 平衡阳离子，其次是阴离子。多原子离子总是作为一个整体来平衡的。例如，硫酸铝溶液 与氢氧化钙溶液反应 生成固体氢氧化铝和固体硫酸钙。利用骨架方程式，铝和钙的阳离子 达到平衡，其次是多原子氢氧化物和硫酸根离子的 阴离子的平衡。最后，对系数进行调整，得到一个整体平衡方程式。