化学方程式
huà xué fāng chéng shì
化学方程式用化学式和箭头表示参与化学反应的反应物和生成的产物。
Definition
化学方程式是用化学式来记录一个反应的方式：起始物质写在左边，箭头表示变成，新生成的物质写在右边。系数表示各物质的相对数量，括号中的状态符号表示固态 $(s)$、液态 $(l)$、气态 $(g)$ 或水溶液 $(aq)$；一个正确的方程式必须经过配平，使两边每种原子的数目相等。方程式表达的是反应的化学计量关系，因为配平后的系数给出了满足质量守恒的摩尔比，对于离子反应和氧化还原反应，还要满足电荷守恒。此外还有一些附加记法：可逆反应用双箭头表示，反应条件或催化剂写在箭头上方，向上的箭头表示生成气体，向下的箭头表示生成沉淀；离子方程式（净离子方程式）会省去旁观离子，热化学方程式则会附上焓变。
Example
$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$ 读作两个氢分子加一个氧分子变成两个水分子。甲烷燃烧写作 $CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g)$，两边都有 $1$ 个碳原子、$4$ 个氢原子和 $4$ 个氧原子，$(g)$ 表示每种物质都是气体。完整方程式 $AgNO_3(aq) + NaCl(aq) \rightarrow AgCl(s) + NaNO_3(aq)$，在去掉旁观离子 $Na^+$ 和 $NO_3^-$ 之后，可以化简为净离子方程式 $Ag^+(aq) + Cl^-(aq) \rightarrow AgCl(s)$；哈伯法则写作 $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$，$\Delta H = -92\text{ kJ}$，双箭头标示出这是一个平衡反应。
Key Insight
箭头是化学方程式中最重要的符号：它指向从起始物质到最终生成物的方向，绝不能等同于等号。方程式就像是用分子写成的配方，给出的是可以按比例放大的比例关系，同一个方程式既能描述一个甲烷分子的反应，也能描述数百万立方英尺天然气的反应。配平的方程式并不说明反应机理：$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$ 并不意味着两个氢分子与一个氧分子直接碰撞，真实的过程其实是一个包含许多步骤的自由基链式反应；方程式只是一种记账方式，而不是反应过程的实况录像。