一、化学方程式概述
定义
化学方程式是通过化学式来表示化学反应的表达式,用以描述反应物之间发生转化生成新物质的过程。
化学方程式的意义
化学方程式不仅能够直观地展示化学反应的基本过程,还能够提供关于反应物与生成物之间数量关系的重要信息。
三、化学方程式的读法
以反应式 C + O₂ → CO₂ 为例,化学方程式的阅读方式可以从不同角度进行解读:
宏观读法
将化学方程式解读为:“碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳。”
微观读法
从分子层面来看,解读为:“一个碳原子与一个氧分子反应生成一个二氧化碳分子。”
数量读法
通过质量比来表达:“12克碳与32克氧气反应生成44克二氧化碳。”
【要点说明】
在化学反应中,反应物与生成物之间的质量比由各物质的化学计量数与相对分子质量的积来决定。
化学方程式中前面的系数代表的是反应物与生成物之间的分子数量比例,而不是质量的比例。
经典例题解析
给定反应式:CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O。下面的选项描述哪一项是正确的?
A. 甲烷与氧气反应,在点燃条件下生成二氧化碳和水。
B. 1个甲烷分子与2个氧气分子在点燃条件下生成1个二氧化碳分子和2个水分子。
C. 1个CH₄分子与2个O₂分子在点燃条件下生成1个CO₂分子和2个H₂O分子。
D. 1克CH₄与2克O₂在点燃条件下生成1克CO₂和2克H₂O。
解析:
A选项错误,甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水,但描述方式不准确。
B选项的微观读法错误,一个甲烷分子和2个氧分子反应生成1个二氧化碳分子和2个水分子。
D选项不符合质量守恒定律,反应中应有特定的质量比,16克CH₄和32克O₂会生成44克CO₂和36克H₂O,而非1克。
二、化学方程式的书写方法
书写化学方程式的基本原则
(1) 所有反应式必须基于实际的化学反应现象。
(2) 必须遵守质量守恒定律,确保反应式中各原子的种类与数量在反应前后保持不变。
书写化学方程式的步骤(以汞与氧气反应生成为例)
(1) 写出反应物和生成物的化学式:
根据反应事实,先写出反应物和生成物的化学式,并以短横线连接:Hg + O₂ → HgO。
(2) 配平化学方程式:
对方程式进行配平,确保反应物和生成物中每种元素的原子数相同:2Hg + O₂ → 2HgO。
(3) 标记反应条件:
在方程式中标明反应发生的条件,例如加热:2Hg + O₂ = 加热 = 2HgO。
(4) 检查和修正:
仔细检查每个步骤,确保化学式正确无误、配平合理,反应条件及生成物的状态符号(如气体、固体等)标注准确。
【注】在书写时,化学式中的系数应是最简单的整数比。
3. 书写化学方程式时的注意事项
(1) 基于客观事实:
不要自行构造化学反应。例如,磷在氧气中燃烧生成的是P₂O₅,而非PO₂。
(2) 清晰区分反应物和生成物:
反应物和生成物的位置必须正确。错误的书写方式例如:将2H₂ + O₂ = 点燃 = 2H₂O错写为 2H₂O = 点燃 = 2H₂ + O₂ 是不合规范的。
(3) 遵循质量守恒定律:
在化学反应中,反应前后物质的质量总和应保持一致,务必配平方程式,确保每种元素的原子数量相等。
(4) 使用正确的符号:
在书写方程式时,使用“↑”和“↓”符号来标明气体或固体的生成情况。特别需要注意的是,反应物和生成物如果都是气体,则无需标注“↑”;同理,反应物中已有固体时,生成的固体也不需要标明“↓”。
例如:
2KMnO₄ = 加热 = 2K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑,
C + O₂ = 点燃 = CO₂,则不需要标记“↑”;
2NaOH + CuSO₄ = Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄,
Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu,则不需标记“↓”。
通过以上方法,可以确保所书写的化学方程式既准确又规范,反映出反应物与生成物之间的真实关系。