燃烧和爆炸理论中的化学计量系数和配比

描述化学反应的反应方程式可以表达成如下的形式

或

式（1.21）对应一个全局反应，式（1.22）中采用双向箭头，而非式（1.21）中的等号，代表一个具有有限反应速率的基元反应（详见第2 章）。基于反应过程中元素守恒的原理，可以确定反应物组分i的化学计量系数ν'i和反应产物组分j的化学计量系数ν″j。一般意义上的化学反应方程可以表达成如下形式

Mi代表组分i 的化学式，ν′i和ν″i分别为反应物和产物中组分i 的化学计量系数。组分i 的净化学计量系数为

νi为正时表明组分i是产物，为负时表明组分i是反应物。对于一个包含r个基元反应的燃烧过程，有

式中，νil是基元反应l中组分i的净化学计量系数。

某种反应中，反应方程式中的化学计量系数给出了各个组分生成或者消耗掉的摩尔数之间的关系。组分i与组分1的摩尔数的变化满足关系

将式（1.3）代入（1.26）可以得到组分的质量变化量之间的关系为

由于混合物的总质量与化学反应无关（总摩尔数则不然），组分质量分数之间的关系满足(www.xing528.com)

如果燃料与氧气的比例满足等化学计量配比，反应完成后燃料与氧气均被完全消耗，完全转变成CO2和H2O。例如，描述单组分碳氢燃料CmHn（化学计量系数为ν′F）燃烧的总包反应方程式为

各组分的化学计量系数分别为

式中，ν'F可以定为1。等化学计量配比的混合物要求反应混合物中燃料和氧化剂的摩尔数之比等于化学计量系数的比，即

写成质量分数的形式为

式中，ν称为等化学计量质量比。根据式（1.29）、式（1.28）可以写成

将式（1.31）代入式（1.32）中，则式（1.32）可以写为

对于等化学计量配比的混合物，燃料和氧气在燃烧结束时被完全消耗，YF=YO2=0，此时式（1.34）退化成式（1.32）。