如何配平化学方程式？

为什么方程式必须配平

化学方程式是描述反应的简便方式。起始物质称为反应物，写在左边，新生成的物质称为生成物，写在右边。箭头表示“反应生成”。

在反应中，原子不会被创造或消灭，只是交换伙伴。这就是质量守恒定律，法国化学家安托万·拉瓦锡在18世纪末通过精确的实验证明了它。左边的每个原子在右边都必须仍然存在，所以每种元素的原子数以及总质量都保持不变。

黄金法则：改系数，不改下标

系数是放在化学式前面的数字。它告诉你有多少个该物质的分子或单元参与反应，所以改变它只是改变该物质的量。

绝不允许改动下标，因为那会使该物质变成另一种东西。H₂O 是水，但 H₂O₂ 是过氧化氢，是完全不同的化学品。

分步方法

第1步：写出所有反应物和生成物的正确化学式。第2步：数出两侧每种元素的原子数。第3步：添加系数，每次配平一种元素。从在每一侧只出现在一种物质中的元素开始。通常最后调整单质，如 O₂ 或 Fe，会有帮助，因为改变它们的系数不会打乱其他任何元素。第4步：再数一遍每种元素。第5步：确保系数是尽可能小的整数。

例1：生成水

从 H₂ + O₂ → H₂O 开始。左边有2个 H 原子和2个 O 原子，但右边有2个 H 和只有1个 O。在 H₂O 前面放一个2，使右边有2个氧原子：H₂ + O₂ → 2H₂O。

现在右边有4个 H，而左边只有2个，所以在 H₂ 前面放一个2：2H₂ + O₂ → 2H₂O。检查：每侧都是4个 H 和2个 O。已经配平。

质量也吻合。两摩尔 H₂（4.032 g）加一摩尔 O₂（31.998 g）共36.030 g，恰好是两摩尔 H₂O 的质量（2 × 18.015 = 36.030 g）。

例2：燃烧甲烷

甲烷 CH₄ 是天然气的主要成分。它燃烧时与氧反应生成二氧化碳和水：CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O。

碳已经平衡，每侧各1个原子。氢没有平衡：左边4个，右边2个，所以写成2H₂O。现在数右边的氧：CO₂ 中2个加上2H₂O 中2个，共4个。为了使左边有4个氧原子，写成2O₂。配平后的方程式是 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O，每侧都是1个 C、4个 H 和4个 O。

例3：铁生锈

铁与氧反应生成氧化铁(III)：Fe + O₂ → Fe₂O₃。真正的铁锈还含有水，但这个更简单的方程式展示了主要反应。

这里两种反应物都是单质，所以从更棘手的那个，即氧开始：O₂ 有2个氧原子，而 Fe₂O₃ 有3个。2和3都能整除的最小数是6，所以写成3O₂（6个氧原子）和2Fe₂O₃（6个氧原子）。右边现在有 2 × 2 = 4 个铁原子，所以在左边写4Fe。配平后的方程式是 4Fe + 3O₂ → 2Fe₂O₃，每侧都是4个 Fe 和6个 O。