什么是化学反应?怎么知道反应发生了?
化学反应是生成了具有新性质的新物质的变化。反应开始时的物质叫反应物,生成的新物质叫生成物。
下面这些现象说明可能发生了化学反应:
- 颜色改变(光亮的铁钉放进硫酸铜溶液里会变成红褐色),
- 冒出气泡(锌放进稀酸中会产生氢气),
- 温度改变(生石灰遇水会发热),
- 溶液中出现固体(沉淀),
- 状态或气味改变(牛奶变酸)。
怎样写化学方程式
文字表达式用名称来写:镁 + 氧气 → 氧化镁。化学方程式用化学式来写:Mg + O₂ → MgO。反应物写在左边,生成物写在右边,箭头表示“变成”。
化学式写对了,但两边原子个数不相等的式子叫骨架方程式。Mg + O₂ → MgO 就是骨架方程式:左边有2个O,右边只有1个。
一步一步配平化学方程式
反应中质量既不会产生也不会消失(质量守恒定律)。所以每种原子在两边的个数必须相等。
试探法
- 先用正确的化学式写出骨架方程式。
- 列一张表,数出两边每种原子的个数。
- 从原子最多的化合物入手,先配出现在最少地方的元素。
- 在前面加系数(数字)使这种元素相等。千万不要改右下角的数字:H₂O 和 H₂O₂ 是不同的物质。
- 一个元素一个元素地配,H和O留到最后。
- 全部重新数一遍,系数用最小的整数。
屏幕上的例子
Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂。Fe₃O₄ 的原子最多,所以先配O:左边写 4H₂O。再配H:左边有8个,所以右边写 4H₂。最后配Fe:左边写 3Fe。配平结果:3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂。
让方程式信息更多:状态符号和反应条件
我们在每个化学式后面标出物质的状态:(s) 固体,(l) 液体,(g) 气体,(aq) 水溶液,也就是溶解在水里。例如:3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g)。这里水后面写 (g),说明用的是水蒸气。
加热(Δ)、光照、催化剂、温度或压强等条件写在箭头的上方或下方,例如 CO(g) + 2H₂(g) → CH₃OH(l),压强 340 atm。
考试提示:配平题几乎每年都会考,通常占1到2分,而“写出配平后的方程式并标出状态符号”常出现在3分的题目中。
重点公式和概念
- 反应物 → 生成物
- 质量守恒定律:反应物的总质量 = 生成物的总质量
- 系数 × 右下角数字 = 原子个数(2H₂O 有 4 个H和 2 个O)
- 状态符号:(s) 固体,(l) 液体,(g) 气体,(aq) 溶于水
- 箭头上的 Δ = 需要加热
例题讲解
1. 配平:H₂ + Cl₂ → HCl
左边:2个H,2个Cl。右边:1个H,1个Cl。在HCl前面写2:H₂ + Cl₂ → 2HCl。现在两边都是2个H和2个Cl。
2. 配平:Mg + O₂ → MgO
氧:左边2个,右边1个,所以写 2MgO。这时右边Mg有2个,所以左边写 2Mg。答案:2Mg + O₂ → 2MgO。
3. 配平:N₂ + H₂ → NH₃
N:左边有2个,所以写 2NH₃。这样右边有6个H,所以左边写 3H₂。答案:N₂ + 3H₂ → 2NH₃。
4. 配平:CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O
C:1 = 1。H:左边有4个,所以写 2H₂O。右边的O = CO₂ 中的2个 + 2H₂O 中的2个 = 4个,所以左边写 2O₂。答案:CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O。
5. 配平:Fe + H₂O → Fe₃O₄ + H₂,并加上状态符号(使用的是水蒸气)。
O:Fe₃O₄ 中有4个 → 4H₂O。H:8个 → 4H₂。Fe:3个 → 3Fe。答案:3Fe(s) + 4H₂O(g) → Fe₃O₄(s) + 4H₂(g)。
6. 配平:Al + O₂ → Al₂O₃
O:左边2个,右边3个。2和3的最小公倍数是6,所以写 3O₂ 和 2Al₂O₃。这时右边Al有4个,所以左边写 4Al。答案:4Al + 3O₂ → 2Al₂O₃。
常见错误
- 为了配平而改右下角的数字(把 2H₂O 写成 H₂O₂)。这样会变成另一种物质。
- 忘记系数要乘以化学式里的每一种原子:3H₂O 中有6个H和3个O。
- 结果里留下分数,或者系数不是最简整数,比如 4H₂ + 2O₂ → 4H₂O。要除以公因数。
- 分不清 (l) 和 (aq):水本身是 (l);溶解在水里的盐是 (aq)。