反应工程课件-第二章_均相反应的动力学反应基础3.pptx

化学反应工程ChemicalReactionEngineering教师：唐元晖tangyuanhui@126.com课件下载：/s/1ge1Zp7P2016-2017秋季学期

重点回顾1、化学反应速率方程等容气相注意：k的量纲阿伦尼乌斯方程：2、转化率/反应进度：间歇操作：定态操作：

重点回顾3、等温恒容动力学方程的建立微分法积分法

重点回顾5、等温恒容复合反应动力学方程的建立平行反应特征串联反应特征4、衡量复合反应进行情况：收率?:得率xp:选择性S:

2.3等温变容过程2.3.1表征体积变化的参数化学膨胀因子?A——表征变容程度若气相反应计量系数a+b≠p+s则总体积V随转化率x而变化aA+bB→pP+sSt=0nA0nB000t=tr

2.3等温变容过程t=0时，反应系统总量n0=nA0+nB0t=tr时，反应系统物质的总量为：

2.3等温变容过程∴?A的物理意义：每转化掉1mol的A时，引起反应系统总物质的量（以摩尔计）的变化量。令?（2-3-1）（2-3-2）反应物计量系数之和反应物A的计量系数

2.3等温变容过程一般情况下，气相反应系统可近似认为符合理想气体定律，即pV=nRT等T等P过程：化学反应的初始状态pV0=n0RT两式相除：整理，得：（2-3-3）（2-3-4）

2.3等温变容过程一般情况下，气相反应系统均可视为在连续流动系统中进行，总压保持一定。因为：且：所以：（2-3-5）（2-3-6）

2.3等温变容过程体积膨胀率?A膨胀率?A的物理意义：当反应物A全部转化后，系统体积的变化分数。设物系体积随转化率变化呈线性关系，即V=V0(1+?AxA)=?A（2-3-7）

2.3.2等温变容系统的浓度表示变容反应过程中，物料浓度变化受到化学变化和体积变化的双重影响膨胀因子法：（2-3-8）（2-3-9）化学变化：体积变化：

2.3.2等温变容系统的浓度表示同理，可写出系统中其他组分i的浓度与关键组分转化率之间的关系表达式：（2-3-10）（2-3-11）

2.3.2等温变容系统的浓度表示由膨胀率法可得：（2-3-12）（2-3-13）（2-3-14）

2.3.2等温变容系统的动力学方程设一非恒容系统的气相反应：其速率方程为：将cA的表达式代入，可得：（2-3-15）

2.3.2等温变容系统的动力学方程用系统总压力来表示上述气相反应的速率方程设为理想气体，反应在恒容分批式反应器内进行(p变化)。速率方程为：将上式对t求导后可得：（2-3-16）（2-3-17）（2-3-18）

2.3.2等温变容系统的动力学方程应用理想气体定律PV=nRT上式可写为：（2-3-21）（2-3-20）（2-3-19）

2.3.2等温变容系统的动力学方程用气体总压力表示的速率积分式为：当n=1时：（2-3-22）（2-3-23）当n?1时：

2.3.2等温变容系统的动力学方程[例2]：速率常数的变化在400K时，某气相反应速率表达式为：问：（a）速率常数的单位是什么？（b）若速率方程式又可表达为（V不变）：则速率常数k等于多少？

2.3.2等温变容系统的动力学方程解：（a）速率常数的单位（b）设气体服从理想气体状态方程，则

2.3.2等温变容系统的动力学方程

2.3.2等温变容系统的动力学方程已知三级不可逆气相氧化反应2NO+O2=2NO在30℃和1kg/cm2的压力下的反应速率常数kc=2.65×104[L2·mol-2s-1]，现以气体分压来表示速率方程，即-rA=kppA2pB，试求相应的速率常数kp为多少？[例3]：速率常数的变化

2.3.2等温变容系统的动力学方程解：根据题意，-rA=kccA2cB，再根据理想气体状态方程pV=nRT,可得式中R=8.314J·mol-1K-1=8.21×10-5at