如何平衡化学方程式？

化学方程式是一种使用过程中涉及的化学物质的符号和方程式来解释化学反应的方法。平衡的化学方程式在反应物和产物中具有相同数量的不同元素，而不平衡的化学方程式在反应物和产物中具有不相等数量的一种或多种元素。不平衡的化学方程式是不可能的。下面进一步讨论平衡化学方程式的原因，以及平衡化学方程式的方法。

平衡化学反应需要什么？

According to the law of conservation of mass, matter can be converted from one form to another, mixtures can be separated or created, and pure substances can be disintegrated, but the total amount of mass remains constant. This crucial law can also be stated in other words that, within quantifiable limitations, the total mass of the universe is constant, anytime matter experiences a change, the total mass of the products of the change is the same as the total mass of the reactants. The mass of products in a reaction must match the mass of reactants, according to the law of conservation of mass, thus equations must be balanced to comply with this law. 

由于质量守恒定律规定物质不能被创造或毁灭，因此化学方程式必须始终保持平衡。这意味着反应物的总质量必须等于形成的产物的质量，即等式两边各元素的原子总数必须相等。因此，为了满足质量守恒定律，化学反应必须平衡。

化学方程式的平衡

平衡化学方程式是使方程式两边不同类型原子的数量相等的过程。 hit-or-trial 方法用于平衡简单方程。让我们用一个例子来演示如何使用 hit-and-trial 方法来平衡方程。

• 当氢气与氧气反应时会生成水。该反应可以表示为，

H ₂ + O ₂ → H ₂ O

• H ₂和O ₂是该反应的反应物，而H ₂ O 是产物。让我们计算一下反应物和产物中有多少氢和氧原子。

	In reactants	In products
No. of H atoms	2	2
No. of O atoms	2	1

• 在两边，氢原子的数量是相同的。但是，两侧的氧原子数并不相等。左边有两个氧原子，但右边只有一个。将 H ₂ O 乘以 2 得到右侧的 2 个氧原子，因此反应变为。

H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O

• 现在两边的原子总数是，

	In reactants	In products
No. of H atoms	2	4
No. of O atoms	2	2

• 尽管两侧的氧原子数量已经相等，但氢原子的数量现在变得不均匀。左边有两个氢原子，右边有四个氢原子。将 H ₂乘以 2 得到左侧的 4 个氢原子，反应变为。

2H ₂ + O ₂ → 2H ₂ O

	In reactants	In products
No. of H atoms	4	4
No. of O atoms	2	2

这个化学方程式是平衡的，因为它在两边都包含相同数量的氢和氧原子。

平衡化学方程式的注意事项

在平衡化学方程式时应考虑以下因素。

1. 质量守恒定律支配着所有的化学方程式，指出物质不能产生或破坏。因此，每个元素在化学方程式两侧必须具有相同数量的原子。
2. 为了平衡化学方程式两边元素的原子数，请使用产物和反应物的系数。
3. 当同一元素的两边原子数相等时，化学方程式是平衡的。

在考虑这些点的同时考虑另一个平衡化学方程式的例子。

当钠与氯结合时形成氯化钠。

Na + Cl ₂ → NaCl

• 该反应的反应物是Na和Cl ₂ ，而产物是NaCl。让我们计算一下反应物和产物中有多少氮和氯原子。

	In reactants	In products
No. of Na atoms	1	1
No. of Cl atoms	2	1

• 氯旁边的下标 2 表示反应物一侧有两个氯原子。但是，由于 Na 与 Cl 的比例是一比一，因此产品一侧只有一个 Cl 原子。因此，必须在产物侧的 NaCl 中添加一个系数以平衡反应。
• 永远不要试图通过修改分子的下标来平衡反应。下标表示特定的分子；更改下标将定义一个新分子，而不是所需的产品。
• 在 NaCl 前添加 2 以平衡反应。

Na + Cl ₂ → 2NaCl

	In reactants	In products
No. of Na atoms	1	2
No. of Cl atoms	2	2

• 在该过程的每一侧，现在都有两个氯原子。在反应物一侧，现在有一个钠原子和两个钠原子在产物一侧。结果，在反应物一侧，将钠原子乘以 2。

2Na + Cl ₂ → 2NaCl

	In reactants	In products
No. of Na atoms	2	2
No. of Cl atoms	2	2

在每一侧，现在存在两个钠原子和两个氯原子。结果，反应是平衡的。

示例问题

问题1：给定的氢和氧形成水的反应在这里是平衡的，但这是一个正确的方程式吗？

H ₂ + O → H ₂ O

回答：

Since oxygen is found in the form of O₂ molecules rather than atoms, this equation is incorrect. To balance an equation, all of the elements have definite equations that cannot be changed.

问题2：给定的方程是否平衡？

H ₂ + Cl ₂ → 2HCl

回答：

In the given equation H and Cl are the reactant and HCl is the product. There are 2 hydrogen atoms in the reactant and 2 hydrogen atoms in the product. Similarly, there are 2 chlorine atoms in the reactant and 2 chlorine atoms in the product. This chemical equation contains an equal number of atoms of hydrogen and chlorine on both sides, so this is a balanced equation.

问题 3：平衡给定的方程。

NH ₃ → N ₂ + H ₂

回答：

There is one nitrogen atom in the reactant and 2 nitrogen atoms in the product. Also, there are three hydrogen atoms in the reactant and two hydrogen atoms in the product. In order to make the number of nitrogen atoms equal on both sides, multiply the reactant NH₃ by 2, so the reaction becomes.

2NH₃     →        N₂      +         H₂

Now the number of nitrogen atoms is balanced. But there are 6 hydrogen atoms in the reactant and two hydrogen atoms in the product. In order to make the number of hydrogen atoms equal on both sides, multiply H₂ in the product by 3, so the reaction becomes.

2NH₃     →        N₂      +         3H₂

This chemical equation is balanced because it contains an equal number of nitrogen and hydrogen atoms on both sides.

问题 4：哪条规则要求平衡化学方程式？

回答：

To satisfy the law of conservation of mass, the chemical equations are balanced.

问题 5：平衡化学反应与不平衡化学反应的区别是什么？

回答：

The reactants and products in a balanced chemical equation have an equal number of different elements, whereas the reactants and products in an unbalanced chemical equation have an unequal number of one or more elements.