化学方程式的意义与读法 · 化学入门

化学的“国际语言”

用化学式来表示化学反应的式子，叫做化学方程式chemical equation。不管说中文还是英文，全世界的化学家看到同一个方程式，理解都一样。短短一行，就能告诉你谁和谁反应、生成了什么、在什么条件下反应，以及各物质之间的数量关系。

\ce{2H2 + O2 ->[\text{点燃}] 2H2O}

符号	含义
+	反应物之间读作“和”“与”；生成物之间读作“和”
→ 或＝	读作“生成”。国内初中课本常写等号，高中和英文教材常用箭头，意思相同
箭头上方的字	反应条件，如点燃、加热（△）、高温、通电、催化剂
↑	生成物中的气体；反应物里没有气体时才标
↓	溶液里生成的沉淀；反应物里没有固体时才标
(s) (l) (g) (aq)	状态符号：固体、液体、气体、水溶液。英文教材和 AP 考试常用

以 $\ce{2H2 + O2 ->[\text{点燃}] 2H2O}$ 为例（相对原子质量：H = 1，O = 16）：

物质：氢气和氧气在点燃的条件下反应，生成水。
粒子：每 2 个氢分子和 1 个氧分子反应，生成 2 个水分子。粒子个数比 = 系数比 = 2 : 1 : 2。
质量：每 4 份质量的氢气和 32 份质量的氧气反应，生成 36 份质量的水。质量比 = 系数 × 相对分子质量之比 = 4 : 32 : 36 = 1 : 8 : 9。

注意 4 + 32 = 36，反应物的总质量等于生成物的总质量，这正是上一节学的质量守恒。

用下面的工具看一看：粒子个数比和质量比都是固定的。拖动滑块按比例放大，各物质的质量一起变大，但比值和“左右总质量相等”始终不变。

动手试试：从三个角度读方程式

\ce{2H2 + O2 ->[\text{点燃}] 2H2O}

按比例放大 ×1

质量比：4 : 32 : 36 = 1 : 8 : 9

分步解析

读物质。 氢气和氧气在点燃的条件下反应，生成水。
读粒子。 每 2 个氢分子和 1 个氧分子反应，生成 2 个水分子。
读质量。 每 4 份质量的氢气和 32 份质量的氧气完全反应，生成 36 份质量的水。放大 2 倍，就是 8 g 氢气和 64 g 氧气生成 72 g 水。

相对原子质量：P = 31，O = 16。

动手试试：从三个角度读方程式

\ce{4P + 5O2 ->[\text{点燃}] 2P2O5}

按比例放大 ×1

质量比：124 : 160 : 284 = 31 : 40 : 71

分步解析

读物质。 磷和氧气在点燃的条件下反应，生成五氧化二磷。
读粒子。 每 4 个磷原子和 5 个氧分子反应，生成 2 个五氧化二磷分子。
算质量比。 P：4 × 31 = 124； $\ce{O2}$ ：5 × 32 = 160； $\ce{P2O5}$ ：2 × 142 = 284。质量比 124 : 160 : 284 = 31 : 40 : 71。
检查。 124 + 160 = 284，左右总质量相等。

误区 1：读成数学式。 “+”不能读成“加”，“→（＝）”不能读成“等于”。 $\ce{2H2 + O2 ->[\text{点燃}] 2H2O}$ 应读作“氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水”。

误区 2：把系数比当成质量比。 氢气和氧气的系数比是 2 : 1，但质量比是 4 : 32 = 1 : 8。系数比是粒子个数比，算质量比要乘上相对分子质量。

误区 3：乱标 ↑ 和 ↓。 在 $\ce{C + O2 ->[\text{点燃}] CO2}$ 中，反应物里已经有气体 $\ce{O2}$ ，所以生成的 $\ce{CO2}$ 不标 ↑。

关于 $\ce{2H2 + O2 ->[\text{点燃}] 2H2O}$ ，下面哪种读法正确？

在 $\ce{C + O2 -> CO2}$ 中，C、 $\ce{O2}$ 、 $\ce{CO2}$ 的质量比是？（C = 12，O = 16）

通往 AP（以后再看）

AP 考试里的方程式统一使用状态符号 (s)、(l)、(g)、(aq)，还经常要求在方程式和粒子示意图之间互相转换（U4.3）。阶段二会学到“摩尔”，那时系数比就直接是物质的量之比，这是 AP 化学计量（U4.5）的核心。