1.3化学计量数与反应进度

天津大学 无机化学教学团队

第一章化学反应中的

质量关系和能量关系第三节 化学计量数与反应进度

化学反应 c C + d D = y Y + z Z 移项 0 = -c C - d D + y Y + z Z 令 -c =νC 、-d =νD 、y =νY 、z =νZ

得 0 =νC C +νD D +νY Y + νZ Z B—包含在反应中的分子、原子或离子。

νB —数字或简分数，称为(物质)B的化学计量数。

可简化写出化学计量式的通式：

0＝∑B

B

νB

规定，反应物的化

学计量数为负，产物的化学计量数为

正。1化学计量数(ν)

0 = - N 2 - 3H 2 + 2NH 3

=ν(N 2)N 2 +ν(H 2)H 2 +ν(NH 3)NH 3N 2、H 2、NH 3的化学计量数ν(N 2) = -1、ν(H 2) = -3、ν(NH 3) = 2

表明反应中每消耗1 mol N 2和3 mol H 2，生成2 mol NH 3

N 2 + 3H 2 = 2NH 3

例

对于化学计量方程式

d ξ = νB -1d

n B

ξ为反应进度, 其单位为mol

n B 为B 的物质的量, νB 为B 的化学计量数

改写为 d n B = νB d ξ

开始时ξ0=0、n B (ξ0)积分到ξ时的n B (ξ)

得： n B (ξ)-n B (ξ0)=νB (ξ-ξ0) 则 △n B =νB ξ

2反应进度

0＝∑B

B

νB

2反应进度

△n B =νBξ

即任一化学反应各反应物及产物的改变量(△n B)均与反应进度(ξ)及各自的计量系数(νB)有关。

对产物B 若ξ0＝0、n B(ξ0)＝0

则n B＝νBξ

N 2、H 2、NH 3的化学计量数ν(N 2) = -1、ν(H 2) = -3、ν(NH 3) = 2当ξ0＝0时,若有足够量的N 2和H 2、n (NH 3)＝0根据　∆n B ＝νB ξ、ξ＝ ∆n B /νB

∆n(N 2)/mol ∆n(H 2)/mol

∆n(NH 3)/mol

ξ/mol 0000 -1/2 -3/2

1 1/2-1-321-2-6

42

N 2 + 3H 2 = 2NH 3

例

反应方程式 N 2+ H 2=NH 3N 2+3H 2=2NH 3

∆n(N 2)/mol --1∆n(H 2)/mol --3∆n(NH 3)/mol

1

2

1232

32

1

2

反应：N2 + 3H2 = 2NH3

对同一化学反应方程式，反应进度(ξ)的值与选用反应式中何种物质的量的变化进行计算无关。

∆n(N2)/mol∆n(H2)/mol∆n(NH3)/molξ/mol

0000 -1/2 -3/21 1/2

-1-321

-2-642

注意: 同一化学反应如果化学反应方程式的写法不同（亦

即νB 不同）, 相同反应进度时对应各物质的量的变化会有区别。

例如：当ξ = 1 mol 时

反应方程式 N 2+ H 2=NH 3N 2+3H 2=2NH 3

∆n(N 2)/mol --1∆n(H 2)/mol -

-3∆n(NH 3)/mol

1

2

1232

32

1

2