- 1、本文档共72页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
2-2单一反应速率式的解析.ppt
第二节 单一反应速率式的解析
第二章均相反应动力学基础
Chapter ⅡKinetic Basis of Homogeneous Reaction
§2-2 Single Reaction Rate Equation Analysis
1.复习巩固反应级数的测定方法如积分法、微分法(数值微分法和图解微分法)和半衰期法的原理及应用;
2.掌握单一反应中的不可逆反应、可逆反应、催化反应以及自催化反应的动力学特征;
3.掌握单一反应中的不可逆反应、可逆反应、催化反应以及自催化反应的幂函数型的速率方程积分式的推导方法。
教学目标
1.单一反应中的不可逆反应、可逆反应、催化反应以及自催化反应的幂函数型的速率方程积分式的推导方法;
2.单一反应中的不可逆反应、可逆反应、催化反应以及自催化反应的动力学特征。
教学重点
复习化学反应速率的定义,转化率,膨胀因子的定义、物理意义和计算,根据机理推导双曲双曲函数型的方法。根据动力学方程,我们可以了解到反应的速率以及各种因素(如分子结构、温度、压力、浓度、介质、催化剂等)对反应速率的影响,从而给人们提供选择反应条件,掌握控制反应进行的主动权,使化学反应按我们所希望的速率进行,从而在生产上达到多快好省的目的。
教学难点
单一反应中的不可逆反应、可逆反应、催化反应以及自催化反应的幂函数型的速率方程积分式的推导方法。
动力学方程都是根据大量实验数据来确定的,确定动力学方程的关键是解定反应级数n。n不同,速率方程的形式也不同.
一旦反应级数确定,我们常需要根据确定的反应级数推导出其速率式的积分式,从而了解其速率式的动力学特征进行讨论,然后对均相催化和自催化反应的动力学特征进行讨论。
教学难点
推导积分式的一般方法
任何由式(2.2-1)所示的不可逆单一反应,如果能应用幂函数速率式来关联其动力学数据:
其速率式可写成:
一、不可逆反应
上式中速率常数是与反应组份浓度无关而仅与反应温度有关的常数。这样,速率式(2.2-2)本身就将影响反应速率的温度变量和浓度变量加以分离。幂函数型速率方程的这—特点给动力学数据的测量和整理带来极大方便。例如对于等温恒容的均相反应,式(2.2-2)可以改写成:
一、不可逆反应
该式称为速率方程的积分式,式中组份B的浓度CB和
CA不是相互独立的,它们是受计量方程和物料衡算关系等的约束,可以把CB化为CA的函数,然后代入式(2-2-4)中求其解析解
经积分后得:
一、不可逆反应
例2.2-1 由A和B进行均相二级不可逆反应,其
计量方程为:
速率方程:
试求:
(Ⅰ)当原始反应物料中A和B的浓度符合计量系数比时,即CAO/CBO=aA/aB时式(2)的积分式。
(Ⅱ)当CAO/CBO≠aA/aB时式(2)的积分形式。
一、不可逆反应
解: (Ⅰ) 因为CA0和CB0符合计量关系,所以在整个反应过程中CA与CB之比均将保持恒定,即:
一、不可逆反应
将式(4)代入式(2)中并进行积分:
式(5)积分的解析解为:
或写成转化率表示的速率积分式为(对于恒容反应:根据转化率的定义有xA=(nA0-nA )/ nA0 ,式右边分子、分母同除以体积V,则有xA=(CA0-CA )/ CA0 ,即有CA=CAO(1-XA)把此式代入(7)式可得(8)式):
一、不可逆反应
直接应用等温分批式反应的动力学数据,[1/CA-1/CA0]对 t 进行标绘,或按 xA/(1-xA)对 t 进行标绘。既可得到通过原点的直线,该直线的斜率即等于k′或CA0k′。然后按式(6)求得该反应温度下的速率常数 K 之值。
一、不可逆反应
(Ⅱ) 当CA0/ CB0 = λAB ≠ aA /aB 时式(2)的积分形式。
此时 CB,CA和 λAB及 xA之间应满足如下的关系:由式(2-1-18):
右边分子分母同时除以体积V有:
对恒容反应:
把(9)式代入①式有:
一、不可逆反应
所以反式(9)、(10)代入工式(2):
可得:
化简后有:
一、不可逆反应
上式分离变量、分解因式并写成积分形式如下:
所以有:
一、不可逆反应
应用上式即可求得相应的k值。
上述动力学数据的处理方法是直接应用速率式的积分式来进行的,故又称为积分法。对于更为一般的二级不可逆反应,其速率式可写成:
其中a+b=2;但a和b均为不等于1的正数。其积分式为
一、不可逆反应
上式通常须用数值或图解积分法来求解。对于其它简单整数级的不可逆反应,均可以用该例的方
文档评论(0)