化学计量 [1] 化学反应 中各物质量 的相互关系，即反应物 和生成物 在化学反应 前、反应中和反应后的量 之间的关系。化学计量数 [2] 化学反应方程式 中各物质的系数，是化合物彼此反应的比例关系或数量，即各反应物或生成物前的数值。
例如，图中为甲烷 在空气中完全燃烧 的方程式，方程式中 O 2 {\displaystyle {\ce {O2}}} H 2 O {\displaystyle {\ce {H2O}}} CH 4 {\displaystyle {\ce {CH4}}} CO 2 {\displaystyle {\ce {CO2}}}
将一个未加化学计量数的方程补充化学计量数，使其符合物质、电荷守恒的过程叫做化学反应方程式的配平 。
化学计量比 编辑 化学反应方程式中，各反应物的化学计量之比称为化学计量比 （stoichiometric ratio）。如果一个化学反应按照化学计量比发生，我们有如下假设：[3]
所有反应物都完全反应 反应物不缺少 反应物不过量 一些反应可以按照化学计量比进行反应，如溶液中的离子反应 ，有一些则需要其中的一种或多种反应物过量，如物质的燃烧。例如，对于反应：
2 Ag + + S 2 − ⟶ Ag 2 S ↓ {\displaystyle {\ce {2Ag+ + S^2- -> Ag2S v}}} H + + OH − ⟶ H 2 O {\displaystyle {\ce {H+ + OH- -> H2O}}} 无论哪一个反应物过量，都可以按照化学计量比进行；而对于
C + O 2 ⟶ CO 2 {\displaystyle {\ce {C + O2 -> CO2}}} 2 C + O 2 ⟶ 2 CO {\displaystyle {\ce {2C + O2 -> 2CO}}} 在氧气过量的情况下，碳 燃烧生成二氧化碳 ，而氧气不足的时候，则有一氧化碳 生成。[4]
对于一些反应，可以人为的控制化学计量比，来获得不同化合物，尤其是一些二元化合物。如红磷 和钴 化合，根据不同的化学计量比，可以产生 Co 2 P {\displaystyle {\ce {Co2P}}} CoP {\displaystyle {\ce {CoP}}} CoP 3 {\displaystyle {\ce {CoP3}}} [5]
2 Co + P ⟶ Co 2 P {\displaystyle {\ce {2 Co + P -> Co2P}}} Co + P ⟶ CoP {\displaystyle {\ce {Co + P -> CoP}}} Co + 3 P ⟶ CoP 3 {\displaystyle {\ce {Co + 3 P -> CoP3}}} 化学反应中化学计量的特殊情况 编辑 燃料的燃烧 编辑 燃料在燃烧时，为确保反应完全，需要氧化剂 过量。若空气作为氧化剂，则使燃料完全燃烧所需的空气与燃料之比成为空燃比 。常见燃料的空燃比如下：
燃料 质量比[6] 体积比[7] 质量比百分数 汽油 14.7 : 1 — 6.8% 天然气 17.2 : 1 9.7 : 1 5.8% 丙烷 15.67 : 1 23.9 : 1 6.45% 乙醇 9 : 1 — 11.1% 甲醇 6.47 : 1 — 15.6% 正丁醇 11.2 : 1 — 8.2% 氢气 34.3 : 1 2.39 : 1 2.9% 柴油 14.5 : 1 — 6.8% 甲烷 17.19 : 1 9.52 : 1 5.5%
和物质的量无关的反应 编辑 有一些反应进行的方式和物质的量无关，而和反应物的浓度 有关，改变反应物的浓度，生成物的种类也随之改变，如铜 和硝酸 的氧化还原反应 ：
Cu + 4 HNO3 （浓） → Cu(NO3 )2 + 2 NO2 ↑ + 2 H2 O 3 Cu + 8 HNO3 （稀） → 3 Cu(NO3 )2 + 2 NO↑ + 4 H2 O 在10mol·L-1 以上的硝酸中，按上式反应；而在4.8mol·L-1 时，按下式反应。此时，无论硝酸或者铜是否过量，反应都按照硝酸的浓度进行，而和其物质的量无关。[8] 硝酸铁 溶液和银 的反应，反应如何进行与硝酸铁溶液的浓度有关，低浓度时，硝酸铁水解产生的H3 O+ 与NO3 - 和Ag反应；而高浓度的硝酸铁则存在Fe3+ 氧化Ag和NO3 - （H+ ）氧化Ag的竞争反应，通过理论计算，Fe3+ 在3.16mol·L-1 以上便可氧化Ag。[9]
用途 编辑 对于一个已配平的化学反应方程式，已知其中一个参与反应的物质的量 （或其它已知量，如质量 等），或者其中一个生成物的物质的量，便可求出反应方程式中其它物质的量，这广泛用于分析化学中的滴定 、重量分析 的计算中。[10] 物理化学 中，如化学反应速率 方程的求解与计算中，也能用到化学计量。[11]
而在物质的制备与合成中，往往需要将反应方程式中的化学计量比作为加料多少的参考；对于密闭空间有气体产生的化学反应，也需要根据生成气体的量来判断反应是否安全。
参考文献 编辑 ^ https://www.termonline.cn/word/559303/1#s1 ^ https://www.termonline.cn/word/82514/1#s1 ^ What’s in a Name? Amount of Substance, Chemical Amount, and Stoichiometric Amount Carmen J. Giunta Journal of Chemical Education 2016 93 (4), 583-586 doi :10.1021/acs.jchemed.5b00690^ 武汉大学, 吉林大学 等. 无机化学（第三版）下册. 高等教育出版社, 2011. pp 740. ISBN 978-7-04-004880 ^ 项斯芬, 严宣申, 曹庭礼 等. 无机化学丛书 第四卷 氮 磷 砷分族. 科学出版社, 2011: pp 162. ISBN 978-7-03-030548-0 ^ John B. Heywood: "Internal Combustion Engine Fundamentals page 915", 1988 ^ North American Mfg. Co.: "North American Combustion Handbook", 1952 ^ 罗宿星, 伍远辉, 孙东来. 铜与硝酸反应实验中硝酸浓稀界限的研究. 实验室科学, 2012. 15(5): 67-69 ^ 朱正德. 硝酸铁溶液溶解银镜的理论分析与实验探索. 化学教学, 2011(5): 78-79 ^ 李璧玉. 浅议分析化学中的“化学计量数比”. 云南师范大学学报(自然科学版), 2005. 25(1): 28-30 ^ 潘一兵，张良军. 速率方程与反应级数、化学计量数. 辽宁师专学报:自然科学版, 2001. 3(2): 17-18 链接 编辑
化学计量, 提示, 此条目的主题不是学, stoichiometry, 是化学反应中各物质量的相互关系, 即反应物和生成物在化学反应前, 反应中和反应后的量之间的关系, stoichiometric, number, 则是化学反应方程式中各物质的系数, 是化合物彼此反应的比例关系或数量, 即各反应物或生成物前的数值, 例如, 图中为甲烷在空气中完全燃烧的方程式, 方程式中o, displaystyle, displaystyle, 前的数值, 系数, 2就是它的数, 当一个物质前的数值为1时, 便省略不写, 如式中. 提示 此条目的主题不是化学计量学 化学计量 1 stoichiometry 是化学反应中各物质量的相互关系 即反应物和生成物在化学反应前 反应中和反应后的量之间的关系 化学计量数 2 stoichiometric number 则是化学反应方程式中各物质的系数 是化合物彼此反应的比例关系或数量 即各反应物或生成物前的数值 例如 图中为甲烷在空气中完全燃烧的方程式 方程式中O 2 displaystyle ce O2 H 2 O displaystyle ce H2O 前的数值 或 系数 2就是它的化学计量数 当一个物质前的数值为1时 便省略不写 如式中的CH 4 displaystyle ce CH4 和CO 2 displaystyle ce CO2 将一个未加化学计量数的方程补充化学计量数 使其符合物质 电荷守恒的过程叫做化学反应方程式的配平 目录 1 化学计量比 2 化学反应中化学计量的特殊情况 2 1 燃料的燃烧 2 2 和物质的量无关的反应 3 用途 4 参考文献 5 链接化学计量比 编辑化学反应方程式中 各反应物的化学计量之比称为化学计量比 stoichiometric ratio 如果一个化学反应按照化学计量比发生 我们有如下假设 3 所有反应物都完全反应 反应物不缺少 反应物不过量一些反应可以按照化学计量比进行反应 如溶液中的离子反应 有一些则需要其中的一种或多种反应物过量 如物质的燃烧 例如 对于反应 2 Ag S 2 Ag 2 S displaystyle ce 2Ag S 2 gt Ag2S v nbsp 沉淀反应 H OH H 2 O displaystyle ce H OH gt H2O nbsp 中和反应 无论哪一个反应物过量 都可以按照化学计量比进行 而对于 C O 2 CO 2 displaystyle ce C O2 gt CO2 nbsp 2 C O 2 2 CO displaystyle ce 2C O2 gt 2CO nbsp 在氧气过量的情况下 碳燃烧生成二氧化碳 而氧气不足的时候 则有一氧化碳生成 4 对于一些反应 可以人为的控制化学计量比 来获得不同化合物 尤其是一些二元化合物 如红磷和钴化合 根据不同的化学计量比 可以产生Co 2 P displaystyle ce Co2P nbsp CoP displaystyle ce CoP nbsp 和CoP 3 displaystyle ce CoP3 nbsp 5 2 Co P Co 2 P displaystyle ce 2 Co P gt Co2P nbsp Co P CoP displaystyle ce Co P gt CoP nbsp Co 3 P CoP 3 displaystyle ce Co 3 P gt CoP3 nbsp 化学反应中化学计量的特殊情况 编辑燃料的燃烧 编辑 燃料在燃烧时 为确保反应完全 需要氧化剂过量 若空气作为氧化剂 则使燃料完全燃烧所需的空气与燃料之比成为空燃比 常见燃料的空燃比如下 燃料 质量比 6 体积比 7 质量比百分数汽油 14 7 1 6 8 天然气 17 2 1 9 7 1 5 8 丙烷 15 67 1 23 9 1 6 45 乙醇 9 1 11 1 甲醇 6 47 1 15 6 正丁醇 11 2 1 8 2 氢气 34 3 1 2 39 1 2 9 柴油 14 5 1 6 8 甲烷 17 19 1 9 52 1 5 5 和物质的量无关的反应 编辑 有一些反应进行的方式和物质的量无关 而和反应物的浓度有关 改变反应物的浓度 生成物的种类也随之改变 如铜和硝酸的氧化还原反应 Cu 4 HNO3 浓 Cu NO3 2 2 NO2 2 H2O 3 Cu 8 HNO3 稀 3 Cu NO3 2 2 NO 4 H2O在10mol L 1以上的硝酸中 按上式反应 而在4 8mol L 1时 按下式反应 此时 无论硝酸或者铜是否过量 反应都按照硝酸的浓度进行 而和其物质的量无关 8 类似地 对于硝酸铁溶液和银的反应 反应如何进行与硝酸铁溶液的浓度有关 低浓度时 硝酸铁水解产生的H3O 与NO3 和Ag反应 而高浓度的硝酸铁则存在Fe3 氧化Ag和NO3 H 氧化Ag的竞争反应 通过理论计算 Fe3 在3 16mol L 1以上便可氧化Ag 9 用途 编辑对于一个已配平的化学反应方程式 已知其中一个参与反应的物质的量 或其它已知量 如质量等 或者其中一个生成物的物质的量 便可求出反应方程式中其它物质的量 这广泛用于分析化学中的滴定 重量分析的计算中 10 在物理化学中 如化学反应速率方程的求解与计算中 也能用到化学计量 11 而在物质的制备与合成中 往往需要将反应方程式中的化学计量比作为加料多少的参考 对于密闭空间有气体产生的化学反应 也需要根据生成气体的量来判断反应是否安全 参考文献 编辑 https www termonline cn word 559303 1 s1 https www termonline cn word 82514 1 s1 What s in a Name Amount of Substance Chemical Amount and Stoichiometric Amount Carmen J Giunta Journal of Chemical Education 2016 93 4 583 586 doi 10 1021 acs jchemed 5b00690 武汉大学 吉林大学 等 无机化学 第三版 下册 高等教育出版社 2011 pp 740 ISBN 978 7 04 004880 项斯芬 严宣申 曹庭礼 等 无机化学丛书 第四卷 氮 磷 砷分族 科学出版社 2011 pp 162 ISBN 978 7 03 030548 0 John B Heywood Internal Combustion Engine Fundamentals page 915 1988 North American Mfg Co North American Combustion Handbook 1952 罗宿星 伍远辉 孙东来 铜与硝酸反应实验中硝酸浓稀界限的研究 实验室科学 2012 15 5 67 69 朱正德 硝酸铁溶液溶解银镜的理论分析与实验探索 化学教学 2011 5 78 79 李璧玉 浅议分析化学中的 化学计量数比 云南师范大学学报 自然科学版 2005 25 1 28 30 潘一兵 张良军 速率方程与反应级数 化学计量数 辽宁师专学报 自然科学版 2001 3 2 17 18链接 编辑中文化学计量计算器 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 化学计量 amp oldid 78097093, 维基百科，wiki ，书籍，书籍，图书馆，
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