化学反应与质量守恒定律是化学学科的基本概念，它揭示了化学变化中物质质量的不变性。质量守恒定律表明，在一个封闭系统中，无论化学反应如何进行，反应前后所有参与反应的物质的质量总和始终保持不变。这个定律适用于所有的化学反应，但不包括物理变化，因为物理变化中物质的形态发生了改变，而没有新的物质生成。
1. 质量守恒定律的应用：
- 例子1：纸燃烧后，虽然剩下的灰烬比原来的纸轻，但这并不违反质量守恒定律。纸在燃烧过程中与空气中的氧气结合，生成了二氧化碳和水蒸气，这些产物逸散到空气中，使得灰烬质量减轻，但总质量并未减少。
- 例子2：10克水加热后沸腾，变成10克水蒸气，这是一个物理变化，水的状态改变但物质本身未变，所以符合质量守恒定律。
2. 化学方程式：
化学方程式是用来表示化学反应的符号表达方式，它用化学式来表示反应物和生成物，并通过系数来确定各物质之间的原子和分子比例。例如，碳与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳的方程式是C + O2 → CO2。这表示：
- 条件：反应在点燃条件下进行。
- 原子和分子比例：1个碳原子与1个氧分子反应生成1个二氧化碳分子。
- 质量比：3个单位质量的碳与8个单位质量的氧气反应生成11个单位质量的二氧化碳。
3. 化学方程式的读法：
- 宏观读法：描述物质之间的反应，如“磷和氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷”。
- 微观读法：描述原子和分子的数量关系，如“4个磷原子和5个氧分子生成2个五氧化二磷分子”。
- 质量读法：描述反应物和生成物的质量比例，如“124份质量的磷与160份质量的氧气生成284份质量的五氧化二磷”。
4. 配平方程式：
配平方程式是确保反应前后原子数量平衡的过程。例如，将以下方程式配平：
- C + CO2 → 2CO
- Al + O2 → Al2O3
- CuO + C → Cu + CO2
- H2S + O2 → S + H2O
配平后的方程式分别为：
- C + 2CO2 → 2CO
- 4Al + 3O2 → 2Al2O3
- 2CuO + C → 2Cu + CO2
- 2H2S + 3O2 → 2S + 2H2O
5. 化学方程式书写的注意事项：
- 必须基于实际的化学反应事实。
- 方程式必须配平，确保原子数量平衡。
- 特殊条件如点燃、加热、高温、通电等应写在等号上方。
- 如果有气体生成或固体沉淀，需用“↑”或“↓”符号标注。
质量守恒定律是化学反应的基础，它指导我们理解物质在反应中的变化。化学方程式是表达这种变化的工具，通过配平方程式，我们可以定量地分析反应物和生成物之间的关系，从而更好地理解和研究化学反应。
