师：同学们大家好，请准备好课本与学习任务单，下面开启我们今天的学习之旅。在上一节课中，我们学习了质量守恒定律，了解了它的内容：参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。我们还深入分析了它的实质：在微观上，化学反应前后原子的种类、数目及质量均不变；宏观上，元素的种类和质量在化学反应前后也不变。质量守恒定律适用于所有化学反应。
请大家回忆一下，在前面的学习中，我们是如何表示一个化学反应的呢？
生：用文字表达式。
师：对，下面我们以木炭在氧气中燃烧为例。这是木炭在氧气中燃烧的文字表达式，它为我们提供了哪些信息呢？首先看箭头的左边，表示反应物是碳和氧气；箭头右边的二氧化碳是生成物；箭头上方的“点燃”是反应条件；箭头则表示“反应生成”。
这个文字表达式能直观地表示出反应物、生成物及反应条件，但它却无法体现出我们刚学习的质量守恒定律。那有没有一种式子，既能表示出反应物、生成物及反应条件，又能体现质量守恒定律，还能在国际上通用，便于我们学习和交流呢？这就是我们本节课要重点学习的化学方程式。
什么是化学方程式呢？首先学习它的定义：用化学式表示化学反应的式子。我们仍然以木炭在氧气中燃烧为例，按照定义，我们首先将碳、氧气、二氧化碳的名称改为化学式。由于化学方程式可以体现质量守恒定律，所以我们将箭头改成等号，并将反应条件“点燃”标在等号上方。这就是木炭在氧气中燃烧的化学方程式。
我们再梳理一下，等号左边表示反应物，右边表示生成物，反应条件标在等号上方，如果条件不止一个，可以分别标在等号的上方及下方。结合前面的学习，请同学们想一想，化学方程式是如何体现质量守恒定律的呢？
首先我们来看等号左右两边各有哪些原子。等号左边碳的化学式表示一个碳原子，氧气的化学式表示一个氧分子，每个氧分子由两个氧原子构成，也就是等号左边共有一个碳原子和两个氧原子。右边二氧化碳的化学式则表示一个二氧化碳分子，每个二氧化碳分子含有一个碳原子和两个氧原子。因此，等号左右两边原子的种类和数目是相同的。
细心的同学已经发现了，左右两边元素的种类也是相同的，是碳元素和氧元素两种元素。所以在微观上，等号表示反应前后原子的种类与个数相同；宏观上，等号表示反应前后元素的种类及质量相同，当然还表示参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。因此，化学方程式中的等号除了与文字表达式中的箭头一样有“反应生成”的含义外，还有质量守恒的含义，这样也就遵循了质量守恒定律。
那是不是所有的化学方程式都像这个反应一样，只需将物质的名称改为化学式，箭头改成等号就可以了呢？下面我们一起来看电解水的反应。水在通电的条件下反应生成氢气和氧气，这是电解水的文字表达式。按照前面的思路，我们将名称改为化学式，并将箭头改为等号，反应条件“通电”标在等号的上方，这样书写对不对呢？
生：不对。
师：有同学很快就发现问题了，等号两边虽然原子的种类相同，但原子的数目却不相等。我们看左边水的化学式表示一个水分子，每个水分子中共有两个氢原子和一个氧原子；而右边一个氢分子和一个氧分子中却共有两个氢原子和两个氧原子，那就无法体现质量守恒定律了。请同学们仔细看，这才是电解水的化学方程式。同学们发现了什么？
生：在这个化学方程式中，水和氢气的化学式前面都有数字，另外，氢气与氧气化学式的后面还多了箭头。
师：是的，同学们先看看加上数字2以后，两边原子的数目是否相等呢？我们已经学过，化学式前面的数字表示分子的个数。那左边两个水分子中共有4个氢原子和两个氧原子，右边两个氢分子中共有4个氢原子，一个氧分子中含有两个氧原子，这样左右两边的原子种类与数目就完全相同了，这也就遵循了质量守恒定律。
像这样在化学方程式中，物质化学式前面出现的数字，我们称之为化学计量数。当化学计量数为一时，省略不写。比如氧气的化学式前没有写数字，说明氧气前的化学计量数是1省略了。至于该如何确定不同化学方程式中化学计量数以及化学式后面的箭头，我们将在本单元的课题2中进一步学习，这里就不再深入介绍了。
通过刚刚的分析，同学们已经领会到了化学方程式不仅可以表示反应物、生成物及反应条件，还可以体现质量守恒定律。所以化学方程式其实是有多方面意义的。下面我们结合碳在氧气中燃烧的化学方程式来具体学习。
首先，这个化学方程式很直观地表示出了反应物是碳和氧气，生成物是二氧化碳，反应条件是点燃。在量的方面，宏观上我们可以得出各反应物、生成物的质量之比，这是需要计算的。要根据物质的相对分子质量或相对原子质量以及化学式前面的化学计量数来计算。具体的计算方法是：各物质的质量之比等于物质的相对分子质量与该物质化学式前面的化学计量数的乘积之比。如反应中碳的相对原子质量为12，氧气的相对分子质量为16×2，二氧化碳的相对分子质量为12 + 16×2。而这个反应中三种物质化学式前面的化学计量数又都为1，所以反应中碳、氧气、二氧化碳三者的质量之比就为12 : 32 : 44，也可以化简，化简后为3 : 8 : 11。当然，在具体做题时，我们要根据题目的要求来确定是否需要化简。
在量的方面还有微观意义，可以表示各反应物、生成物的微观粒子个数之比。在这个反应中，碳、氧气、二氧化碳前面的化学计量数都是1，在微观上，碳的化学式表示一个碳原子，氧气的化学式表示一个氧分子，二氧化碳的化学式则可以表示一个二氧化碳分子，也就是每一个碳原子能与一个氧分子结合成一个二氧化碳分子。因此该反应中碳原子、氧分子、二氧化碳分子的个数之比就为1 : 1 : 1。
同学们有没有发现其中的规律？化学反应中各反应物、生成物的微观粒子个数之比，其实就等于物质化学式前面的化学计量数之比。同学们，你们能总结出化学方程式所表示的意义吗？
生：首先可以直观地表示出反应物、生成物及反应条件。在量的方面可以表示各反应物、生成物间的质量之比，而质量之比等于物质的相对分子质量与化学式前面化学计量数的乘积之比。在微观上还表示各反应物、生成物的微观粒子个数之比，这个等于化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数之比。
师：非常好。化学方程式该如何读呢？还是以木炭在氧气中燃烧为例，同学们要特别注意的是，加号在化学方程式中不能读作“加”。反应物间的加号与生成物间的加号情况是不一样的。反应物间的加号表示物质间有反应关系，我们应将加号读成“和”“与”或“跟”；而生成物间的加号则表示物质的并存关系，即反应后同时有这样几种物质生成，所以应将加号读成“和”。等号不能读作“等于”，而应读作“反应生成”。
针对不同方面的意义，化学方程式可以有相应的读法。从反应物、生成物角度，这个化学方程式可以读成：碳和氧气，在点燃的条件下反应生成二氧化碳。反应中碳、氧气、二氧化碳的质量之比为12 : 32 : 44，也就是当有12份质量的碳参加反应时，会消耗32份质量的氧气，同时生成44份质量的二氧化碳，我们就可以将该反应读成：每12份质量的碳和32份质量的氧气完全反应生成44份质量的二氧化碳。由于这里体现的是它们的质量关系，所以不需要读出具体的质量单位，比如克或千克，而是用“多少份质量”。根据反应中碳原子、氧分子、二氧化碳分子的个数之比为1 : 1 : 1，又可以将该反应读成：每一个碳原子和一个氧分子完全反应，生成一个二氧化碳分子。下面请大家一起来练一练，完成电解水化学方程式的意义与读法。