化學(xué)方程式（chemical 方程），別名化學(xué)反應(yīng)方程式，是用化學(xué)式來描述各種物質(zhì)之間的不同化學(xué)反應(yīng)的式子。化學(xué)方程式適用于有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)等領(lǐng)域，是一種重要的化學(xué)用語，通常以符號的形式科學(xué)、簡明的表達(dá)物質(zhì)間的變化規(guī)律，是聯(lián)結(jié)宏觀與微觀的橋梁。化學(xué)方程式符合質(zhì)量守恒定律，由反應(yīng)物類型可以分為有機(jī)化學(xué)反應(yīng)和無機(jī)化學(xué)反應(yīng)等；由反應(yīng)物氧化數(shù)的變化可以分為置換反應(yīng)、化合反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)等。化學(xué)方程式的書寫必須以實驗事實為依據(jù)，任何反應(yīng)方程式都包括反應(yīng)物和生成物，反應(yīng)過程原子保持不變。
概念定義及其意義
概念
化學(xué)方程式是描述各種物質(zhì)之間不同化學(xué)反應(yīng)的式子，由元素符號以及分子式組成，對于學(xué)習(xí)和研究化學(xué)有重要意義。
例如，實驗室通常由金屬鋅與稀酸（稀鹽酸、硫酸）反應(yīng)的方式制取氫氣，該反應(yīng)用化學(xué)方程式表達(dá)如下：
在工業(yè)上，制造硝酸通常采用氨氧化法，該反應(yīng)通過化學(xué)方程式表達(dá)如下：
由此可見，通過化學(xué)方程式，我們可以清晰直觀的表達(dá)出物質(zhì)之間的變化以及生成物的狀態(tài)。
意義
反應(yīng)方程式中，食用醋酸、乙醇、乙酸乙酯、水的摩爾質(zhì)量分別為60、46、88、18，即60份質(zhì)量數(shù)的醋酸與46份質(zhì)量數(shù)的乙醇反應(yīng)可以生成88份質(zhì)量數(shù)的乙酸乙和18份質(zhì)量數(shù)的水。
在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1體積的氮氣與3體積的氫氣反應(yīng)可以得到2體積的氨氣或者22.4升的氮氣與67.2升的氫氣反應(yīng)可以得到44.8升的氨氣。
該反應(yīng)表示2摩爾的二氧化硫和1摩爾的氧氣反應(yīng)生成2摩爾的三氧化硫同時放出47千卡的能量。
理論依據(jù)
化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是參與反應(yīng)的各物質(zhì)的原子重新組合成其它物質(zhì)的過程，原子的種類和數(shù)量都沒有變化，因此化學(xué)反應(yīng)方程式符合質(zhì)量守恒定律。
理論驗證
白磷燃燒試驗
氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)試驗
發(fā)現(xiàn)歷史
化學(xué)反應(yīng)所遵循的質(zhì)量守恒定律是安托萬-洛朗·德·拉瓦錫通過天平對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行定量研究而被大家所認(rèn)知的，化學(xué)方程式的書寫最初采用的也是繪畫的方式。1789年，拉瓦錫采用“葡萄糖=碳酸+乙醇”的方式表達(dá)化學(xué)方程式，到了羥世紀(jì)，約翰·道爾頓確立了原子論，科學(xué)家們開始通過元素符號來表達(dá)化學(xué)方程式，由于當(dāng)時人們不了解分子這一概念，因此化學(xué)方程式的表達(dá)存在一定的錯誤。[2]
反應(yīng)類型
從反應(yīng)物中原子氧化數(shù)是否改變分類
發(fā)生在自然界、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生物等過程中的一切化學(xué)反應(yīng)可以分為兩個類型：反應(yīng)物中原子的氧化數(shù)沒有發(fā)生改變的反應(yīng)以及反應(yīng)物中原子的氧化數(shù)沒有改變的反應(yīng)。
反應(yīng)物中原子的氧化數(shù)沒有發(fā)生改變的反應(yīng)
反應(yīng)物中原子的氧化數(shù)沒有發(fā)生變化的反應(yīng)有互換反應(yīng)，某些化合反應(yīng)和分解反應(yīng)等。
反應(yīng)物中原子的氧化數(shù)發(fā)生改變的反應(yīng)
反應(yīng)物中原子的氧化數(shù)發(fā)生變化的反應(yīng)有氧化還原反應(yīng)，如置換反應(yīng)，某些化學(xué)反應(yīng)以及分解反應(yīng)。
書寫方法
化學(xué)反應(yīng)式中的符號
中間符號
化學(xué)反應(yīng)方程式反應(yīng)物與參與物中間的符號有多種表達(dá)方式如下所示：
氣體符號
反應(yīng)方程式中氣體常用“↑”表示。化學(xué)反應(yīng)中，如果反應(yīng)物中有氣體參與，則生成物即使有氣體也不用加“↑”；如果反應(yīng)物中沒有氣體參與，則生成物中的氣體則用“↑”表示。例如，金屬鎂與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，由于反應(yīng)物中沒有氣體，因此生產(chǎn)的氫氣需要加氣體符號；甲烷和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，因為反應(yīng)物中有氣體，因此生成物中的二氧化碳不需要加氣體符號。
沉淀符號
反應(yīng)方程式中的沉淀常用“↓”表示。化學(xué)反應(yīng)中，如果整個反應(yīng)無液體存在，則生成物即使為難溶物也不用“↓”表示；如果有難溶性物質(zhì)從液體中析出，則沉淀需要用“↓”表示。例如，稀鹽酸與硝酸銀反應(yīng)生成氯化銀沉淀，由于反應(yīng)物中沒有難溶性物質(zhì)，因此氯化銀需要加沉淀符號；
化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的條件
反應(yīng)條件的書寫
大部分化學(xué)反應(yīng)需要在一定的條件下才可以發(fā)生，例如加熱（可用?表示）、點燃、催化劑等。在書寫化學(xué)方程式時，這些反應(yīng)條件通常寫在等號的上方。
當(dāng)反應(yīng)條件催化劑、溫度、壓力等同時存在時，一般把催化劑寫在等號上方，溫度、壓力等寫在等號下方。例如：
反應(yīng)濃、稀溶液的書寫
當(dāng)反應(yīng)物為稀、濃溶液時，直接在該分子的后邊用濃、稀字樣表示，例如：
反應(yīng)吸熱、放熱的書寫
當(dāng)反應(yīng)方程式中有吸熱或放熱時，通常用“-Q”或“+Q”表示，例如：
常見書寫錯誤類型
配平
觀察法
觀察法可以用于一些簡單的化學(xué)反應(yīng)方程式的配平，是配平化學(xué)方程式最基本的方法。用觀察法配平方程式時，可以先從生成物中化學(xué)式較為復(fù)雜的物質(zhì)入手，優(yōu)先配平與該物質(zhì)相關(guān)的化合物，之后進(jìn)一步確認(rèn)其它物質(zhì)化學(xué)式的系數(shù)，最后將方程式配平。例如，氧化鐵與氧氣的反應(yīng)：
生成物中二氧化碳CO?分子較為復(fù)雜，可以從二氧化碳開始配平，接著配平鐵原子。
最小公倍數(shù)法
最小公倍數(shù)法是一種簡單、常用的化學(xué)式配平方法。以磷和氧氣反應(yīng)的式子為例：
從該式子可以看出，左邊氧原子數(shù)為2，右邊氧原子數(shù)為5，兩者的最小公倍數(shù)為10，因此在氧氣面前配上系數(shù)5，無氧化二磷面前配上系數(shù)2。配平之后的式子如下：
原子守恒法
由于在化學(xué)反應(yīng)前后，反應(yīng)中的原子數(shù)都不會發(fā)生變化，因此可以用原子守恒法來配平化學(xué)方程式。原子守恒法配平化學(xué)方程式通常先設(shè)反應(yīng)物（或生成物）中所含元素種類最多的化合物系數(shù)為x，之后利用原子守恒計算其它物質(zhì)的系數(shù)。當(dāng)設(shè)有一個未知數(shù)不能計算出所有物質(zhì)的系數(shù)時 ，可以按照以上原則設(shè)定另外一個未知數(shù)y，原則上，利用原子守恒法進(jìn)行方程式的配平時，未知數(shù)最多不超過兩個。
乘積法
乘積法配平化學(xué)方程式對于大多數(shù)無機(jī)化學(xué)反應(yīng)都適用，通常是把生成物（或反應(yīng)物）分子中各個元素的原子數(shù)相乘，所得的積放在反應(yīng)物（或生成物）中最復(fù)雜分子的前面，之后利用質(zhì)量守恒定律配平。
例如，金屬鋁與四氧化三鐵反應(yīng)生成金屬鐵與氧化鋁的反應(yīng)：
生成物鐵和三氧化二鋁中各元素原子的乘積為1X2X3=6，將6放在四氧化三鐵的前面，之后按照質(zhì)量守恒定律進(jìn)行配平。
綜合法
以下述方程式為例，綜合法配平化學(xué)方程式的步驟如下：
含有中圓點化學(xué)式的配平
某些物質(zhì)的化學(xué)式含有小圓點，例如生石膏（CaSO??2 H?O）、熟石膏（CaSO??1/2 H?O）。在配平這類含有中圓點的物質(zhì)的化學(xué)式時，可充分了解物質(zhì)的宏觀和微觀含義，才能避免錯誤的發(fā)生。
應(yīng)用化學(xué)方程式進(jìn)行的計算
對于已經(jīng)配平的反應(yīng)方程式來說，它反應(yīng)了各物質(zhì)之間的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的量的關(guān)系，因此，可以根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行各種計算。例如，氫氣與氧氣生成水的反應(yīng)：
由于反應(yīng)方程式直觀的反映出了各物質(zhì)之間的量的比值，因此當(dāng)我們知道其中一種物質(zhì)的量時，則可以求出其它幾種物質(zhì)的量。
參考資料 >