[科普中国]-化学计量计算

有关化学组成、化学变化中，量和能量的关系及其计算。其根本出发点是原子论、质能守恒定律及一些化学的基本定律。 化学计量包括反应物和产物量的计算、化学平衡的计算、化学反应速率的计算、化学反应中能量的计算等。其中涉及许多物理量、单位和符号。

简介有关化学组成、化学变化中，量和能量的关系及其计算。其根本出发点是原子论、质能守恒定律及一些化学的基本定律。1

化学平衡基本含义化学平衡的建立是以可逆反应为前提的。可逆反应是指在同一条件下既能正向进行又能逆向进行的反应。绝大多数化学反应都具有可逆性，都可在不同程度上达到平衡。化学平衡则是指在宏观条件一定的可逆反应中，化学反应正逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。可用ΔrGm=ΣνΑμΑ=0判断，μA是反应中A物质的化学势。根据吉布斯自由能判据，当ΔrGm=0时，反应达最大限度，处于平衡状态。根据勒夏特列原理，如一个已达平衡的系统被改变，该系统会随之改变来抗衡该改变。

通常说的四大化学平衡为氧化还原平衡、沉淀溶解平衡、配位平衡、酸碱平衡。

化学平衡在分析化学中有着极为重要的应用。

平衡常数化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不管反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数。

反应aA（g）+bB（g）=cC（g）+dD（g）

K=（Cc×Dd）/（Aa×Bb）

平衡移动在化学反应条件下，因反应条件的改变，使可逆反应从一种平衡状态转变为另一种平衡状态的过程，叫化学平衡的移动。化学平衡发生移动的根本原因是正逆反应速率不相等，而平衡移动的结果是可逆反应到达了一个新的平衡状态，此时正逆反应速率重新相等（与原来的速率可能相等也可能不相等）。

影响化学平衡移动的因素主要有浓度、温度、压强等。

平衡过程(1)过程（动力学角度）

从动力学角度看，反应开始时，反应物浓度较大，产物浓度较小，所以正反应速率大于逆反应速率。随着反应的进行，反应物浓度不断减小，产物浓度不断增大，所以正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大。当正、逆反应速率相等时，系统中各物质的浓度不再发生变化，反应就达到了平衡。此时系统处于动态平衡状态，并不是说反应进行到此就完全停止．

(2)过程（微观角度）

从微观角度讲则是因为在可逆反应中，反应物分子中的化学键断裂速率与生成物化学键的断裂速率相等所造成的平衡现象。2

化学反应速率化学反应速率是指表示化学反应进行的快慢。通常以单位时间内反应物或生成物浓度的变化侦（减少值或增加值）来表示，反应速度与反应物的性质和浓度、温度、压力、催化剂等都有关，如果反应在溶液中进行，也与溶剂的性质和用量有关。其中压力关系较小(气体反应除外），催化剂影响较大。可通过控制反应条件来控制反敁速率以达到某些目的。

对于没有达到化学平衡状态的可逆反应:v（正）≠v（逆）

还可以用：v(A) / m=v(B) /n=v(C) /p=v(D) /q

不同物质表示的同一化学反应的速率之比等于化学计量数之比。本式用于确定化学计量数，比较反应的快慢，非常实用。

同一化学反应的速率,用不同物质浓度的变化来表示，数值不同。故,在表示化学反应速率时,必须指明物质。2

化学计量法化学计量法（Stoichiometry），是在以化学理论和事实为依据的定性分析基础上，利用数理统计方法建立一组联立方程式，来描述预测目标与相关变量之间化学行为结构的动态变化关系。这组联立方程式称为化学计量模型。它是比较先进、能取得较好预测结果的一种预测方法。

化学计量法是指被分析物质与某试剂反应时，加入的试剂量少于化学计量时的一种测定元素的方法。通常对金属离子进行分离时，加入反应的试剂量大大超过化学计算量。如果加入反应的试剂量少于化学计算量（一般为化学计量的5～7%），则被分离元素相对过量，但所加入的试剂则可完全反应。此时如果在标准样品溶液和被测样品溶液中严格加入两份相同量的试剂，选择一种成熟的分离方法（如萃取分离法），则可保证分离出两个重量相等的元素。将此法原理应用于放射性同位素稀释法，可简化操作手续，提高分析灵敏度。广泛用于环境和生物样品、半导体材料、岩样等的分析测定。312

本词条内容贡献者为:

王宁 - 副教授 - 西南大学