西安交通大学_燃烧复习题_答案详解..doc

PAGE PAGE 26 《燃烧学》复习题2011版 燃烧化学反应动力学基础 什么叫燃烧？ 答：燃烧标准化学定义：燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应． 燃烧的广义定义：燃烧是指任何发光发热的剧烈的化学反应，不一定要有氧气参加 浓度和化学反应速度正确的表达方法？ 答：浓度：单位体积内所含某种物质的量 1.分子浓度? ni =Ni /V???? Ni为分子数???? 1 /m3 2.摩尔浓度? Ci =Mi /V??? Mi 为摩尔数??? mol / m3 3.质量浓度? ρi=Gi /V??????????????? kg / m3 4.相对浓度? 摩尔相对浓度： 质量相对浓度： 燃烧的反应速度：通常用单位时间单位体积内消耗的燃料量或者氧量来表示。 ???? 化学反应速度既可以用反应物浓度的减少来表示，也可以用生成物浓度的增加来表 示。但均取正值。W=±d C / dτ 什么是简单反应、复杂反应、总包反应？ 答：简单反应：由反应物经一步反应直接生成产物的反应。（也叫基元反应） 复杂反应：反应不是经过简单的一步就完成，而是通过生成中间产物的许多反应步骤来完成的反应，其中每一步反应也称为基元反应。 总包反应，也称为总的化学反应，整体化学反应，是一系列若干基元反应的物质平衡结果，不代表实际的反应历程，是经过各个基元反应过程后的终极结果。 质量作用定律的适用范围？试用质量作用定律讨论物质浓度对反应速度的影响。 答：①反应应为简单反应 ②严格讲，质量作用定律仅适用于理想气体。 ③对于多相反应，仅考虑气相物浓度，对于固相或液相物质蒸汽分压不考虑。 按质量作用定律，如果反应方程式是aA+bB=cC+dD （简单反应）则反应速度和反应物浓度[A][B]成如下关系： ???????????????????????????? W =k[A]a [B]b 即：当温度不变时，某化学反应的反应速度与该瞬间各反应物浓度的幂的乘积成正比，如果该反应按照某化学反应方程式一步完成（简单，基元反应），则每种反应物浓度的方次即等于化学反应方程式中的反应比例常数。 什么是反应级数？反应级数与反应物浓度（半衰期）之间的关系如何？ 答：化学反应速度表达式中浓度指数之和n=a+b就是反应级数，它反映了反应物浓度对化学反应速率的影响程度 反应级数与反应物初始浓度无关。 由于??? w =-dC/dτ=k[C]n ,可推得： 零级反应： ??0 一级反应： ?与C0无关? 二级反应： 常用的固体、液体和气体燃料的反应级数值的范围是多少？ 燃??? 料 反应级数 煤气 轻油 重油 煤粉 ?????????????????? 2 ???????????????? 1.5~2 ????????? ?????????1 ?????????????????? 1 ?由此看出越接近气体，反应级数越大1→2 试用反应级数的概念，讨论燃尽时间与压力之间的关系。 答： 设化学反应级数为n 化学反应速率（以物质的量浓度表示的） 燃尽时间的倒数： 对于一定量的理想气体 代入燃尽时间的倒数表达式得： 惰性组分如何影响化学反应速率？ 以双原子气体基元反应为例说明：A+B=C+D 化学反应速率 代入得 对双组份混合气体 当含有惰性气体组份?，且有效气体组份为?，?+?=1 化学反应速率因惰性气体的参入而减小的比例等于有效气体成分? Arrhenius定律的内容是什么？适用范围？ 答：温度对化学反应速度的巨大影响反映在反应常数上，这个关系称为阿累尼乌斯定律，表达为 ，其中k0是频率因子，E是活化能，与反应物温度及浓度无关。 适用范围为： A简单化学反应（基元反应），或复杂化学反应中的每一步基元反应 B有明确反应级数n和速度常数k的复杂反应 C 不适用于活化能太小，以至于温度的影响主要体现在了前置因子，自由基化合反应（这种需要第三者带走反应放出的能量，从而第三者参与化合反应的速率） 什么是活化能？什么是活化分子？它们在燃烧过程中的作用？ 答：活化能：使普通分子（平均能量）变为活化分子所需能量。可以测定反应级数根据图解法和计算法来见解求得。（详见课本P10） 活化分子：能量达到或超过活化能E的分子 活化分子浓度决定了化学反应速度 当温度↑时，分子平均动能↑，活化分子数↑ ↑ ，化学反应速度急剧↑ 。 一定温度下，E越小，活化分子数越多，反应速度越大 图解吸热反应和放热反应的活化能和反应放热（吸热）之间的关系。 放热：从左向右看垂直距离上半段是E，下半段为Q 吸热：从右向左看垂直距离全段高度是E，下半段为Q 什么叫链式反应？它是怎样分类的？链反应一般可以分为几个阶段？ 答：链式反应是一种在反应过程中含有自由原子或自由基等活化物质的特殊反应，如果通过某一种方式