化学方程式——定义、表示、类型

化学反应是导致形成具有新特性的新物质的过程。化学反应会引起环境的变化。在化学反应过程中，反应组分之间会发生原子重排，从而形成具有根本不同性质的新化合物。化学反应涉及破坏反应物质原子之间奇怪的化学键，然后在新物质的重排原子之间形成新的化学键。在化学反应中，一种元素的原子不会转变为另一种元素的原子。化学反应只不过是原子重排。

什么是化学方程式？

Chemical equations are symbolic representations of chemical reactions that express the reactants and products in terms of their chemical formulae. Symbols are also used to denote elements like the reaction’s direction and the physical states of the reacting entities. Jean Beguin, a French chemist, was the first to formulate chemical equations in 1615.

化学式和其他符号用于表示按惯例写在等式左侧的初始元素或反应物，以及按惯例写在等式右侧的最终化合物或产物。从反应物到产物用箭头表示。 “产量”或“反应形式”就是箭头的阅读方式。

这个例子显示了任何化学方程式的基本元素：

CH ₄ + 2O ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O

• 反应物是发生反应的化学物质，它们的公式在等式的左侧。
• 反应生成的物质称为产物，它们的化学式写在等式的右边。
• 单个反应物和产物配方用加号 (+) 分隔，等式的反应物和产物（左右）侧用箭头 (→) 分隔。
• 系数（紧邻每个公式左侧的数字）表示反应物和产物种类的相对数量。

表示化学反应的速记方法。

A chemical equation is a means of describing a chemical reaction using symbols and equations for the substances involved in the process. The example below demonstrates how to clearly understand the meaning of a chemical equation.

当锌金属与稀硫酸结合时，会形成硫酸锌和氢气。这种反应可以用以下语言表达：

锌 + 硫酸 → 硫酸锌 + 氢气

这被称为单词方程。通过写出各种物质的符号和公式来代替它们的名称，我们可以将这个单词方程式转换为化学方程式。

• 锌的符号是Zn。
• 硫酸的化学式是H ₂ SO ₄ 。
• ZnSO ₄是硫酸锌的分子式。
• H ₂是氢的分子式。

我们通过将所有化学物质的符号和公式放在上述单词方程中，得出以下化学方程式。

Zn + H ₂ SO ₄ → ZnSO ₄ + H ₂
反应物产品

• 反应物是混合或反应在一起的化合物。锌和硫酸是上述反应的反应物。在方程式中，反应物总是写在左侧，它们之间有一个加号 (+)。
• 产物是反应过程中产生的新物质。该反应的产物是硫酸锌和氢气。在等式中，乘积总是写在右侧，它们之间有一个加号 (+)。
• 在反应物和产物之间，放置一个指向右侧的箭头符号 (→)。该箭头表示等式左侧的物质结合起来产生右侧的物质。现在应该很明显，化学方程式是表示化学反应的速记方法。

平衡化学方程式

在平衡的化学方程式中，反应物和产物具有相同数量的不同元素的原子。换句话说，在一个平衡的化学方程式的两边，各种元素的原子数是相等的。下面的例子将有助于澄清这一点。

当锌与稀硫酸结合时，会形成硫酸锌和氢气。这可以写成一个等式：

Zn + H ₂ SO ₄ → ZnSO ₂ + H ₂

在下表中，让我们分别计算每个元素在反应物和产物中的原子数。

Number of atoms of elements	In reactants	In products
Zn	1	1
H	2	2
S	1	1
O	4	4

我们发现反应物和产物都含有一个锌原子。在反应物中发现两个氢原子，在产物中发现两个氢原子。反应物和产物中各有一个硫原子。最后，反应物有四个氧原子，产物也有四个氧原子。结果，反应物和产物具有相同数量的不同元素的原子，使上述化学方程式平衡。平衡的化学方程式在反应物和产物中包含相同质量的各种元素，因为反应物和产物中各种元素的原子数是相等的。

不平衡的化学方程式

不平衡化学方程式中的反应物和产物具有一种或多种元素的奇数原子。换句话说，一个不平衡的化学方程式，两边的一种或多种元素的原子数是奇数。下面的例子将有助于澄清这一点。

当氢与氧结合时形成水。该反应可以用方程式表示为。

H ₂ + O ₂ → H ₂ O

在下表中，让我们计算一下反应物和产物中有多少氢和氧原子。

Number of atoms of elements	In reactants	In products
H	2	2
O	2	1

在这个方程式中，反应物有两个氢原子，产物也有两个氢原子。然而，反应物和产物具有不同数量的氧原子。左侧的反应物有两个氧原子，而右侧的产物只有一个。前面的化学方程式是不平衡的，因为反应物和产物中氧原子的数量是不均匀的。由于反应物和产物中各种元素的原子数不均匀，可以说不平衡方程是反应物和产物中各种元素的质量不均匀的方程。

示例问题

问题1：化学反应与其他类型的反应有什么区别？

回答：

Chemical reactions have a number of essential features.

1. A gas’s evolution.
2. Precipitation is the formation of a substance.
3. A colour change takes place.
4. The temperature change.
5. The state change.

问题2：化学方程式为什么要平衡？

回答：

To satisfy the law of mass conservation in chemical reactions, the chemical equations must be balanced.

问题 3. 下面的方程是平衡的还是不平衡的？

CH ₄ + O ₂ → CO ₂ + H ₂ O

回答：

In a balanced chemical equation, the reactants and products have an equal number of atoms of different elements.

The reactants and products in an unbalanced chemical equation have an uneven number of atoms of one or more elements.

There is 1 atom of carbon atom in the reactants as well as in the products. There are 4 atoms of hydrogen in the reactants but there are 2 atoms of hydrogen in the products. Also, there are 2 atoms of oxygen in the reactants but there are 3 atoms of oxygen in the products. Since there is an uneven number of atoms of hydrogen and oxygen in the reactants and products. Hence the above reaction is unbalanced.

问题4：一个化学反应是在什么基础上平衡的？

回答：

A chemical reaction is said to be balanced if the reactants and products have an equal number of atoms of different elements.

问题 5. 什么是质量守恒定律？

回答：

The law of conservation of mass states that matter cannot be generated or destroyed in a chemical reaction, and as a result, in a chemical reaction, the number of atoms of various elements in reactants and products must be equal.