根據質量守恆定律,物質不能被創造或被毀滅,它只能從一種形式轉化為另一種形式。化學反應同樣遵循這個定律,即在化學反應前後,原子的種類和數目均保持不變。因此,在化學反應式兩側,原子的種類和數目必須相等。在目前寫出的這個化學反應式中,各種原子,在左右兩側的數目,並不完全相等。因此,我們需要在某些物質的化學式前,加上適當的整數作為係數,令其完全相等。這個過程稱為平衡化學反應式。
平衡反應式,一般從出現次數最少的原子開始。首先,觀察碳原子。在左右兩側,碳原子的數目都是 1,即碳已經是平衡的。若係數為 1,則省略不寫。然後,觀察氫原子。左側有 4 個氫原子,而右側只有 2 個。在水的化學式前面加入係數 2,可令氫達至平衡。最後,觀察氧原子。現在,左側有 2 個氧原子,而右側卻有 4 個氧原子。在氧的化學式前面加入係數 2,可令氧達至平衡。這樣,我們就得到了平衡的化學反應式。在反應式的左右兩側,碳原子的數目均為 1,氫原子的數目均為 4,而氧原子的數目均為 4。