化学反应
huà xué fǎn yìng
化学反应是物质通过化学键的断裂与形成而转变为其他物质的过程。
Definition
化学反应是物质中的原子重新组合成不同的排列方式，从而转变为新物质的过程。反应物在化学键断裂和新键形成的过程中，转变为化学性质不同的生成物；原子既不会被创造也不会被消灭，因此质量守恒，常见的反应类型包括化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应和燃烧反应，这些都可以用化学方程式来描述。在电子层面，反应通过构成反应机理的一个或多个基元步骤，在原子间重新分配电子，途中要经过一个过渡态，其能量高出反应物的部分就是活化能。总的焓变等于断裂化学键所需能量与形成化学键释放能量之差；反应是否发生、能进行到什么程度取决于热力学（$\Delta G$），而反应进行的快慢则取决于动力学。
Example
木材燃烧会变成灰烬、烟雾和气体，铁生锈会从有光泽的金属变成片状的橙色铁锈；两者都是化学反应。氢气和氧气反应生成水：$2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$；小苏打和醋反应释放出二氧化碳气体：$NaHCO_3 + CH_3COOH \rightarrow CH_3COONa + H_2O + CO_2$。甲烷的燃烧 $CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$，每摩尔甲烷释放 $890\text{ kJ}$ 的能量；然而天然气在管道中却可以长期存放而不反应，因为它的活化能很高；一点火花提供了足够的能量来启动链式反应，随后释放出的热量又能维持反应继续进行。
Key Insight
发生化学反应的迹象包括颜色变化、产生气泡、放出热量或光，或生成新的固体，而熔化或溶解并不是化学反应。生成物的外观可能与反应物完全不同：氢气和氧气这两种易爆或易燃的气体结合，竟能生成我们用来灭火的水。原则上每一个反应都是可逆的，许多反应会达到正逆反应速率相等的平衡状态，所以反应完全其实是指平衡大幅偏向生成物一侧，反应物实际上已经消耗殆尽，而不是说逆反应完全不可能发生。