在化学学习中，热化学方程式是一个非常重要的知识点，它不仅描述了化学反应的过程，还体现了反应过程中能量的变化。其中，甲烷燃烧的热化学方程式是常见的典型例子之一，广泛应用于能源、环境科学以及工业生产等领域。

甲烷（CH₄）是一种常见的碳氢化合物，主要存在于天然气中。它在空气中燃烧时，会与氧气发生剧烈的氧化反应，生成二氧化碳和水，并释放出大量的热量。这一过程在日常生活中也十分常见，例如家庭用气灶、锅炉等设备的工作原理就基于甲烷的燃烧。

要写出甲烷燃烧的热化学方程式，首先需要明确其化学反应的基本形式。根据化学反应的基本规律，甲烷在氧气中完全燃烧的产物应为二氧化碳（CO₂）和水（H₂O）。因此，可以写出如下未配平的化学反应式：

CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O

接下来需要对这个反应进行配平，以确保反应前后各元素的原子数目相等。经过计算，正确的配平方式为：

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

此时，反应已经平衡，但为了体现反应中的热量变化，还需要加入热效应信息。通常，甲烷燃烧是一个放热反应，即反应过程中会释放热量。根据实验测定，1 mol 甲烷完全燃烧时放出约890 kJ的热量。

因此，完整的热化学方程式应表示为：

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l) ΔH = -890 kJ/mol

在这个方程式中：

- “(g)” 表示气体状态，“(l)” 表示液态。

- ΔH 表示反应的焓变，负号表示该反应为放热反应。

- 单位“kJ/mol”表示每摩尔反应所释放的热量。

需要注意的是，热化学方程式的书写不仅要求化学计量数准确，还必须标明物质的状态以及反应的热效应。此外，在不同的条件下（如温度、压力），反应的热效应可能会略有不同，但在标准状态下（25°C、1 atm），上述方程式是普遍接受的标准表达方式。

总结来说，甲烷燃烧的热化学方程式不仅展示了化学反应的物质转化过程，还反映了能量变化的规律。它是理解化学反应本质和能量转换的重要工具，对于进一步学习热力学、燃料利用以及环境保护等方面具有重要意义。